配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

摘要：隨著電力系統(tǒng)中越來越多的電力電子設(shè)備的應(yīng)用，雖然使配電系統(tǒng)中的管理和控制更加簡便，可是還會出現(xiàn)一些如設(shè)備運(yùn)行的協(xié)調(diào)性，系統(tǒng)管理靈活性以及可控性較差的問題。隨著技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用范圍更加廣泛，通過互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將配電系統(tǒng)中的裝備進(jìn)行相互之間的連接，這也就是其能夠產(chǎn)生互聯(lián)的作用，同時在通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和歸納，并對其發(fā)出相應(yīng)的指令，從而使裝備運(yùn)行的協(xié)調(diào)性、系統(tǒng)管理的靈活性和可控性進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);電子裝備;互聯(lián);網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

一、電力電子裝備技術(shù)運(yùn)用現(xiàn)狀

電力電子設(shè)備技術(shù)的主要運(yùn)行原理，是通過電力電子裝備，實(shí)現(xiàn)對電能轉(zhuǎn)化的過程。它相對于傳統(tǒng)的電力技術(shù)，能承受更大的電流和電壓，功率強(qiáng)大，適合現(xiàn)代社會大電流環(huán)境。近年來電力技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，已經(jīng)形成了較為完善的體系。目前我國水力、風(fēng)力、太陽能等技術(shù)廣泛運(yùn)用，但這些設(shè)備都需要高電流強(qiáng)電壓的支持，并要求電壓站并力運(yùn)行，因此電子電力技術(shù)對于現(xiàn)代社會的發(fā)展十分重要。

二、電力電子裝備技術(shù)

2.1半導(dǎo)體開關(guān)器件

半導(dǎo)體開關(guān)器件是電力電子裝備技術(shù)的基礎(chǔ)，主要包括IGBT、IGCT、SCR等器件。提升現(xiàn)有半導(dǎo)體開關(guān)器件的水平與性能，并開發(fā)新型半導(dǎo)體開關(guān)器件是現(xiàn)階段電力電子裝備技術(shù)研究的主要課題。在半導(dǎo)體開關(guān)器件研究過程中，對器件工藝的選擇以及材料的選取都會影響整體電路性能。通過改進(jìn)半導(dǎo)體開關(guān)器件的絕緣和磁性材料能夠在降低能耗的基礎(chǔ)上減小器件體積。

2.2變換器

當(dāng)前信息化技術(shù)不斷發(fā)展，推動了變壓器技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。變頻器是一種電力處理器，它將信號源發(fā)出的信息按一定的目的進(jìn)行變換，其主要功能是將一定的幅值和頻率轉(zhuǎn)換為其它幅值和頻率的電能。變換器技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電能雙向和多向流動控制。而且變換器在在發(fā)展的過程中不斷進(jìn)行優(yōu)化，其運(yùn)行效率得到了明顯的提高，其利用率達(dá)到了99%，即使是在功率比較大的系統(tǒng)中，還能夠有效處理電壓和電流。

2.3電力電子系統(tǒng)

電力電子設(shè)備系統(tǒng)由變化器、控制電路、保護(hù)電路、驅(qū)動電路等組成，主要用在大型的電力電子設(shè)備中。在電力電子設(shè)備系統(tǒng)中，通過變換器能將多個變化器進(jìn)行連接并進(jìn)行能量處理，但是由于系統(tǒng)的規(guī)模較大，其系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性會降低，為了維護(hù)整個系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，還需要配備多個控制器分別對變化器進(jìn)行控制。配備的控制器主要是系統(tǒng)控制器以及變換器控制器。其中系統(tǒng)控制器負(fù)責(zé)所有變化器運(yùn)行;變化器控制器負(fù)責(zé)單一的變化，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

三、電力電子裝備的互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

3.1電力電子裝備互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)概述

我國現(xiàn)在的電力系統(tǒng)正在向著智能化的方向開始發(fā)展，電子電力裝備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，讓我國電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的更加高效，在我國智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中，配電環(huán)節(jié)的改革是一個非常重要的環(huán)節(jié)，配電系統(tǒng)要想得到更好的發(fā)展就必須要對現(xiàn)有的電力電子裝備技術(shù)進(jìn)行發(fā)展，只有這樣配電網(wǎng)才能更高效的對各個電力電子裝備進(jìn)行協(xié)調(diào)，讓配電網(wǎng)運(yùn)行的更加高效，在一定程度上提高電能的管理工作，讓電能能夠得到更有效的控制。網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用讓配電網(wǎng)能夠更有效的對電力電子裝備進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用通訊技術(shù)讓互聯(lián)網(wǎng)之間的連接變的更流暢，同時網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)還可以將電力電子裝備的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行儲存讓中樞區(qū)域下達(dá)口令更加迅速，讓電力電子裝備之間的連接變得更加高效，這種通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的形式來對配電系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)控的形式已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

3.2電力電子裝備互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)三要素

3.2.1即插即用的功率接口

配電網(wǎng)中的即插即用系統(tǒng)是配電系統(tǒng)中的各個終端接入配電系統(tǒng)的功率接口，通常情況下需要被接入的終端主要有普通用電器以及儲能電池，其主要的作用就是將不同輸入形式的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，讓系統(tǒng)內(nèi)部的各個設(shè)備之間電能轉(zhuǎn)換變的更加合理，讓輸入的設(shè)備能夠和電網(wǎng)系統(tǒng)的電能相互匹配，讓電網(wǎng)能夠更高效的進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。同時從本質(zhì)上來講即插即用設(shè)備也是一個電力電子設(shè)備，功率接口在結(jié)合先進(jìn)的電子信息技術(shù)之后，還可以被當(dāng)作通訊接口來進(jìn)行使用，在網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用之后還可以通過標(biāo)準(zhǔn)操作協(xié)議來進(jìn)行實(shí)時網(wǎng)絡(luò)連接，讓存儲在終端上的信息進(jìn)行實(shí)時上傳，讓調(diào)控指令下達(dá)的更加及時快速。

3.2.2能量路由器

能量路由器是整個電力電子裝備網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)中的智能管理模塊，同時也是低壓區(qū)域網(wǎng)與中壓配電網(wǎng)的相應(yīng)接口，在運(yùn)行過程中可以實(shí)現(xiàn)電能的雙向流動，不僅可以提供可再生能源的電力電子設(shè)備使用，還可以提供相應(yīng)的低壓直流母線。與此同時，能量路由器也應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的通信接口，并通過支持標(biāo)準(zhǔn)操作協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接，可以將終端設(shè)備的運(yùn)行信息上傳至網(wǎng)絡(luò)端口，從而接受調(diào)控指令。對指令值的確定由終端設(shè)備的實(shí)際工作狀態(tài)所決定，能量路由器可以有效地限制故障電流、保證低壓穿越，并完成維持低壓配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定的任務(wù)。由于在配電過程中實(shí)際面對的電能用戶有所不同，能量路由器的功率等級以及電壓等級存在差異性。

3.2.3標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)

電力電子裝備互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的基礎(chǔ)內(nèi)容是信息流與能量流，同即插即用的功率接口、能量路由器相同，標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)是一個通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以利用即插即用的功率接口以及能量路由器對電子電力裝備互聯(lián)網(wǎng)中所有電力電子裝備進(jìn)行識別與檢測，并對各個電力電子設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

四、結(jié)語

電力電子裝備的應(yīng)用與發(fā)展，直接推動了電力企業(yè)與配電網(wǎng)的發(fā)展。提升了配電網(wǎng)的性能與工作效率。電力電子設(shè)備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)還滿足了人們對于電能形式多樣化的需求，形成了具有集成性的電力系統(tǒng)。在未來配電網(wǎng)的發(fā)展中，也要利用電力電子技術(shù)與通信技術(shù)相互配合才能讓配電網(wǎng)更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉潤宇.探究配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)[J].通訊世界，2017（19）：212-213.

[2]胡望波.探析配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（22）：101.

[3]白鵬菲.配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（06）：181.

（作者單位：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司大理供電局 ）

作者簡介：李治斌（1977.5.21—），性別：男 ;籍貫：浙江杭州;民族：漢族;學(xué)歷：大學(xué)本科;職稱：工程師 研究方向：電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)。