電力電子技術在智能電網中的應用

羅劍

摘 要：信息化、自動化以及數字化是現代智能電網的發展趨勢，電力電子是實現電網智能化的前提，它在智能電網的應用既是電網技術的要求也是市場經濟發展的需求，它制約著整個電網的技術發展，同時影響電網輸出的電能質量和電壓的穩定性，智能電網作為我國一項基礎性的設施，是保證我國人民用電安全，推動經濟發展的重要支柱。而隨著科學技術的發展，智能電網中的技術也得到了很大的進步，電力電子技術在電力系統中的運用也越來越廣泛。該文就電力電子技術在智能電網中的應用展開了分析，就電力電子技術在智能電網中的未來發展提供一些參考意見。

關鍵詞：電力電子技術 智能電網 應用分析 電力系統

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0087-01

在全球節能、環保的生活理念提出后，我國的電力系統也在結構、技術以及規模上進行了一定的改革，受到經濟、政治以及能源方面的影響，構建、安全、可靠的電力系統已成為當前電力行業的重要研究方向。隨著科學技術的發展，將電力電子技術運用在智能電網中，不僅實現了電網的智能化、自動化，對于完善電網功能也有著十分重要的意義。

1 電力電子技術運用在智能電網中優勢

1.1 是優化電網、保障安全的需求

智能電網本身就是一種復雜的系統，由于有系統變化、用戶與環境等要求，需要電網有更佳的反應與適應能力，而運用電力電子技術就是更好的優化電網，滿足反應能力與適應能力的必要措施。當前，我國在電網架構方面的能力還比較薄弱，還有更多的空間來提升智能電網的功能，所以，我們必須進一步加大對電網的優化研究。而從全球的角度來看，電網的智能化與自動化必將成為一種發展趨勢，因此，運用先進的電力電子技術也是一種必然趨勢。

1.2 運用電力電子技術的優勢

面對資源缺乏的嚴峻問題，電力企業要想得到全面、可持續的發展，就必須利用先進的科技來改善自身模式，開發研究智能電網也給安全穩定運行提出了更高的要求。通過將電力電子技術運用到智能電網中，不僅能實現預測與可控制再生能源的調度與控制，更能促進可再生能源的發展，保證了電網的清潔高效，實現了節能減排的目的。此外，電力電子技術的應用也是目前健全大規模電網，保障電網經濟性、可靠性的重要技術。

2 電力電子技術在智能電網中的具體應用

2.1 高壓直流輸電技術

我國現階段的直流輸電系統，主要在輸電環節中，而電力系統中的發電與用電系統采用的仍舊是交流電。輸電線路中的交流電在供電端通過換流變壓器設備輸送到整流器設備中，將交流電轉換為高壓的直流電然后才輸送到直流輸電線路中去。而直流電則再通過直流輸電線路流回到受端換流站的逆變器設備中。再次將高壓直流電轉換成交流電，并通過換流變壓器設備輸送電流到交流系統中。

對于遠距離的輸電需求來說，最佳的方式就是采用高壓直流輸電技術，當線路出現故障時，也能最大程度的降低給電網帶來的影響，因此非常適用于點對點的長距離、大功率輸電。高壓直流技術不僅能滿足智能電網在遠距離以及大容量輸電方面的要求，更是完善清潔能源上網的穩定性問題。

2.2 柔性交流技術

前面說過，現代智能電網發展的方向就是新能源與清潔型的電網，柔性交流輸電技術綜合了現代微電子技術與電力電子技術等控制、通信技術運用到智能電網中，實現了靈活控制交流輸電，大大提高了電力系統的安全可靠運行與反應速度，實現了電網傳輸能力的大幅度提升。目前，我國的智能電網一般是以特高壓輸電系統為基礎的，因此，必須綜合考慮新能源與清潔能源之間的隔離與介入，這也是推動柔性交流輸電技術發展的最主要原因。我國的柔性交流輸電系統中的換流器設備采用的是自換相的方式，獨立進行控制，這些優勢被運用在了一些較為偏遠的地區供電中，并發揮著積極的作用。通過很好地融合柔性交流技術與現代控制技術，我國的智能電網已經能夠完成調節與控制各種電力參數，不僅降低了電力輸送中的線損，更保障了安全穩定的輸電能力。

2.3 智能開關技術

智能開關屬于保護電力系統的設備技術，是在電流或者電壓制定相位產生斷開或閉合電路作用的設備。一般來說，智能開關主要由總電源開關、分開關以及殼體等幾部分組成，其中，總電源開關主要就是起到保護過壓和總過流的作用；而分開關則采取的是整體結構式的，也具有保護功能，防止過流或漏電等現象，保障用戶端用電安全的設備。隨著智能電網的不斷發展，在相關設備的研發上也取得了一定的成果，一些高品質、高性能的開關設備也逐漸衍生出來，伴隨著計算機技術、電力電子技術等的發展，這些設備也逐漸向智能化發展。

2.4 高壓變頻技術

為滿足節點的目的，應運而生了高壓變頻技術，這種技術最大的優勢就是可以節電，其節電率一般可以達到30%左右，但其成本高，容易造成高次諧波污染。目前，將高壓變頻技術運用在智能電網中，節能效果顯著，是很多工業生產企業的選擇，運用高壓邊坡技術大大降低了企業的用電成本。我國國內的高壓變頻器主要是采用功率單元串聯多電平的技術來實現節能，這種設備具有工藝密度高、結構緊湊且控制靈活的優勢，相信未來將應用到更多的領域中。

2.5 需求側技術

需求側技術主要是依據用戶電力的可靠性以及質量要求，或者一些對電力供應和使用有特殊性要求的用戶，綜合了大功率電力電子技術與配電自動化技術結合的技術，從而為用戶提供更加符合要求的電力供應。面對當前形勢越來越嚴峻的電力負荷與電能質量問題，電力企業既要滿足更多、更高的供電需求，又要響應節約能源的行動號召，就需要對自身的技術進行不斷的提升。需求側技術就是為確保清潔能源與新能源并網，同時解決故障限流保護問題而提出的新思路與新方法。

3 結語

綜上所述，智能電網的發展不僅有著經濟性與社會效益的要求，更要考慮到對資源以及環境的保護。運用先進的電力電子技術，解決電力建設過程中的很多難點與問題，不僅實現了優化電網、保證電網安全可靠運行的目標，更促進了資源的可再生有效利用。相信在未來，電力電子技術還能在電力系統中發揮更多的作用。

參考文獻

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