先进电力电子技术在智能电网中的应用

周辉 刘忠菊

摘 要：改革开放至今已有40年。在40年的发展过程中，我国电力电子技术得到了长足发展，供电网络也得到了显著改善，智能化程度越来越高，电力电子技术在智能电网中的应用也逐渐越来越广泛，发挥了很大的作用。在我国电力电子技术发展过程中，要结合当前实际，同时要与先进的技术手段相结合，从根本上提高电力电子技术的应用效果和质量，同时也能有效地提高故障处理的效率。该文将以电力电子技术在智能电网中的实际应用为主线， 进行简要地分析和描述。

关键词：电力电子技术;智能电网;应用

导言：进入新时期以来，随着社会经济的不断发展，人们对作为社会生产必需能源的电能的需求也越来越大。为了更好地满足人们日益增长的用电需求，智能电网建设规模也在不断扩大。在整个电力行业中，电力电子技术作为一种新技术，可以很好地应用到电力交换领域，大大提高了电力利用率。由于其独特的优势，在智能电网建设中得到了广泛的应用。

1智能电网中电力电子技术的重要性

1.1 电网安全得到保障

电网安全是国家经济社会发展的基本保障。目前，我国智能电网尚处于起步阶段，大部分电网结構相对简单。特别是在配电和输电方面，与国外发达国家相比还有一定差距。由于我国地理地貌的复杂性，电网分布广泛，部分地区自然灾害频繁发生，这些自然灾害严重影响电网安全。因此，在电网规划过程中，必须避免这些因素对电网建设的影响，给电网建设带来困难。电力电子技术应用后，通过该技术可以实现电网结构的最大优化，最终达到简化电网结构的目的。从源头上避免自然因素引起的电网故障。

1.2电网功能智能化

智能电网的特点之一是可以实现智能控制。例如，在处理用户电力需求调整时，可以通过电网在线网络控制系统来实现。同时，电网控制系统可通过相关传感器自动实时监测电网运行状态，及时发现电网存在的问题。

1.3 电能质量得到提高

电力的稳定性和安全性对生产活动至关重要。这些因素决定了生产活动能否正常进行。在传统电网中，电网的传输质量难以保证，在输电过程中经常出现电压和频率的波动。在先进电力电子技术的支持下，智能电网的工作状态能够保持相对稳定的状态。同时，在输电过程中可以将电能损耗控制到最小，提高输电效率，从而达到合理利用资源的目的。

2智能电网的优势

一是利用智能手段诊断电网故障。与传统的电网运行系统相比，智能电网能够实现电网故障自动识别和诊断的效果，保证智能手段贯穿于智能电网运行的全过程。从修复电网故障的角度来看，智能电网配备了电网故障自动修复措施，确保电网各类典型故障的修复能够在短时间内快速完成，恢复智能电网的正常运行状态。二是减少电网污染。目前，虽然许多地区电网建设取得了令人瞩目的成就，但却忽视了当地最根本的环境保护。因此，智能电网的建设必须能够满足绿色电网建设的基本思路。具体到智能电网，这种电网系统可以达到消除电网建设污染的目的。智能电网不会消耗更多的电网建设资源，能够达到有效节约电力资源的效果。在电网运行的各个阶段，智能电网可以自动调整现有的电网运行参数。三是增强电网系统的互动性和运行有效性。智能电网可以利用网络的手段来实现交互，从而保证网格体系结构中的各个组成部分能够集成为一个整体。在此前提下，客户机与电网其他部分可以达到有效合作的程度，电网服务器与客户机也可以达到有效连接的效果。

3 加强电力电子技术在智能电网中的实际应用的有效措施

3.1电力电子技术要想提高其使用性， 还可以将FACTS技术与电力系统的结合， 通过对电力系统运行中的各种问题进行自动分析，提高电力系统的运行能力和控制能力。为了实现真正的智能化，智能开关应该安装在原有的电网系统上。它能自动控制电网系统，使故障部件与其它部件隔离，在紧急情况下自动切断电路，保护整个电网系统。它还可以保证用户的人身安全，降低维护成本。此外，要加强变频技术研究，降低电力系统损耗，优化整个电网系统，满足可持续发展的要求。

3.2从现代电力电子技术的发展来看，一些大型能源基地的电力传输量比较大，按照传统的电力传输方式，不仅不能提高传输效率，传输安全也无法保证，在传输过程中，不仅会损坏传输设备，也浪费了大量的电力资源。因此，有必要从节约资源的角度加强电力电子技术的安全性，提高整个电力电子技术的实用性。提高电力资源传输的安全性，提高电力设备的使用寿命。我们也可以从能源的角度探讨节约电子资源的有效措施。我们可以从电源设备入手，改进设备。通过对设备的改进，我们可以把电能转换成其他形式的能量，提高电能的稳定性。从节约资源的角度出发，还可以提高设备的性能，将电能转化为其他形式的储能，保证电力资源得到保存，有效缓解我国的环境压力，提高资源利用率，还可以限制大型电力系统的电压，并可以在大功率电压之间建立一个电子储备系统来控制其稳定性。

3.3 高压变频技术在智能电网中的应用

高压变频技术在智能电网中的应用可以节约能源，在智能电网建设中具有很大的优势。据数据统计，该技术可达到30%的节电率。目前，这种技术的唯一缺点是产生高次谐波，消除这种谐波的成本很高。高压变频技术中使用的主要设备是高压变频器。它的主要控制元件是电子半导体。通过半导体的导通和截止控制，最终可以改变电源频率。

4应用发展方向

4.1 电能质量调节控制

电能质量调控是电力电子技术的主要功能。近年来，我国智能电网建设虽然取得了快速发展，但在输配电方面，我国与国际领先的技术水平还有一定差距。特别是在极端天气和恶劣环境条件下，极易引发电网运行安全问题。电力电子技术在智能电网中的应用，与智能技术相结合，可以及时完成电流分配和调节，控制故障影响范围，使智能电网具有一定的自恢复能力，安全性显著提高。如智能电网中广泛应用的智能开关，可以切断电网中任意节点的电压和电流，控制该区域的供电状态，实现对故障问题的有效控制。

4.2电网结构升级优化

随着智能电网负荷接入的快速增长，电网结构优化升级迫在眉睫。例如，在电网间的传输中，由于相位差，容易产生电压波动干扰。采用背靠背直流输电技术可以解决这一问题。首先将交流电转换为直流电，然后再将其转换为交流电并传输到相邻的电网。采用微机控制电压和相位，提高电网间的传输质量。此外，随着电力电子技术的快速发展，微电网技术也得到了快速发展。微电网的出现改变了配电网的组织形式。微电网的核心设备是并网逆变器。通过采用先进的逆变装置，可以为分布式发电并网提供支持，以适应更复杂的电力系统控制要求。

4.3 新能源发电技术

电子技术在现代电力系统中得到了广泛的应用，也是建设智能电网的关键技术。面对日益严峻的能源环境形势，智能电网高度重视发展新能源发电技术，以改变目前以火电为主的发电格局。保证新能源发电过程中系统的稳定运行也是需要的。例如，目前比较成熟的光伏并网技术是利用太阳能电池板产生直流电，电压在20V左右，在接入过程中，需要利用电力电子技术进行升压和逆变，跟踪监测电网的相变，调整电流输出幅度，减少光伏并网带来的波动。

结束语

综上所述，随着我国信息化水平的不断提高，电力电子技术在智能电网中的应用也符合时代发展的要求，能够提高电力设备在智能电网中的性能，得到稳定发展。目前，我国电力电子技术的应用不断推进，不仅可以解决环境压力带来的一系列问题，而且可以提高资源利用率，促进我国可再生资源的可持续发展。

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