先進電力電子技術在智能電網中的應用

【摘 要】隨著社會的發展，人們對電的需求量越大，對電的質量要求也是越來越苛刻。國家工業化的發展對供電的需求也是不斷高漲，對電力系統的種類要求越來越多。為了滿足眾多需求，如今的現代化電網與傳統的電網有很大的不同。新一代的電網正朝著智能化、信息化的方向發展。這就需要高壓電力電子技術的應用得到充分的發揮，實現對電壓、電能的轉化與輸送，目前我國在這方面已取得突破性的進展，但是與國外先進水平相比仍然有一定的差距。

【關鍵詞】智能電網；電力電子技術；應用

1.智能電網

近年來“智能電網”這一新詞越來越受到電力公司和研究人員的重視，智能電網與傳統的電網有著重大的區別，傳統電網通過線路連接把硬件設備連接起來，根據區域性的不同設計成一套固定的電力輸送系統。然而我國自然災害頻發，有些地區條件惡劣，經常對傳統電網造成重大創傷，并且隨著社會和工業化的發展，原來硬性的系統設計不在適應復雜多變的電力需求。而智能電網就是在傳統電網的缺陷上應運而生，智能電網通過電力電子設備、以及計算機硬件設備、軟件設備把國家傳統電網、設備、和人力資源進行有機的結合起來，實現數據化、智能化。這種智能化系統能夠在復雜的情況下通過低成本的調整就可以適應不同的需求，更為重要的是數據化系統在電力統計、電力分配上具有指導作用，不用花費大量的人力物力財力和寶貴的時間去做一些現在看來輕而易舉的事。除此之外，智能電網信息化和智能化給電力公司的管理帶來極大的便利，種種優勢都使得智能電網的發展勢在必行。

2.電力電子技術在智能電網中的應用

2.1電力電子器件

電力電子器件主要是由一些半導體半控器件和全控器件組，主要有IGBT、BJT、MOS MOSFET、GTR等組成。成為了滿足廣大需求、適應復雜多變的惡劣自然天氣、自然災害，生產出質量高、性能好的電壓和電流，要求電力電子器件具有可靠性高，抗干擾能力強，溫度穩定性高并且有一定的電氣隔離能力，能承受短暫的高電壓強電流。電子器件所控制得智能電網應該有自愈性、安全性、交互性、經濟性、優質高效、清潔環保市場化程度高。

2.2在風力發電與太陽能發電中的應用

太陽能發電系統由太陽能電池陣列、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負載等組成。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端，在太陽能的利用上同樣面臨這類似的問題，光伏發電系統主要以電源方式并入電網，其輸出系統的電力跟蹤電網電壓電流相位變化，同時調整輸出電流幅值的大小，使光伏系統注入電網中的功率最大，為了彌補光伏發電系統在功率上的波動，還需要通過控制器對蓄電池的雙向充放電，以保證向電網輸送平穩的電壓電流，和規定的相位，使電網得到純凈的高質量電力。

2.3超高壓直流輸電技術在智能電網的應用

超高壓直流輸電技術在遠距離大容量輸電、異步聯網、海底電纜送電等方面具有優勢，因而得到了廣泛應用。而特高壓直流輸電更可以有效節省輸電走廊，降低系統損耗，提高送電經濟性，它為我國解決能源分布不均、優化資源配置提供了有效途徑。截至 2009 年，我國已建成 7 個超高壓直流輸電工程和 2 個直流背靠背工程，直流輸電線路總長度達 7085km，輸送容量近 20GW，線路總長度和輸送容量均居世界第一。預計到 2020 年，我國將建成“強交強直”的特高壓混合電網和堅強的送、受端電網，預計直流工程達50項，其中規劃建設30 多個特高壓工程，包括 5 個±1 000 kV 的直流工程。

2.4 SVC在智能電網的應用

SVC是一種比較典型的電力電子控制技術，在電網應用中發揮著重要作用，它具有許多作用，可以調節電力系統的電壓從而保證其穩定，并通過控制無功潮流來增加系統輸送點的能力，提供無功功率給直流換流器，提高電力系統的暫態穩定性和靜態穩定性，還可以加強對電力系統低頻振蕩的阻尼。SVC技術是提高我國電力系統穩定性，解決電網輸配電存在的不足之處的一個非常重要的技術，它具有優化潮流和無功補償的功能，可以有效改善電網的電能質量，提高電網的穩定性、安全性和輸電的能力、效率。

2.5在電力分配上的作用

電網應該能滿足所有用戶的要求，特別是國家電網應該不允許出現這樣的缺陷，電網所面臨的用戶多種多樣，包括了普通家庭，醫院，工廠，城市照明等，當電力通過電網輸送到用戶的面前時，還需要電網根據不同客戶的要求輸出合適的頻率、幅值、相位，在面臨雷擊、短路、及自然災害的情況下應該任然能維持電網的平衡穩定，積極滿足用戶的需求。如今。城市用電迅速增長，原來的架空電網的供應已經不能滿足用戶的需求，在交流的長距離出送中，需要添加電力電子設備，對電網缺失進行補充，增加電力電子設備環節對供電系統起著越來越重要的的作用。

3.小結

隨著社會的發展，人們對電的需求量越大，對電的質量也是越來越苛刻。國家工業化的發展對供電的需求也是不斷高漲，對電力系統的種類要求越來越多。智能電網由此新生，智能電網是信息化技術、電力電子技術、和控制技術在電網中的應用，大功率電力電子技術能夠實現電網的轉化和控制，是實現電網對進行電力參數靈活調整得到高質量電壓的重要工具之一，本文就電力電子技術在智能電網中的應用展開討論，首先介紹了智能電網，然后介紹了電力電子器件的分類作用，最后結合兩個具體技術，分析電力電子技術在電網中如何實現電能的控制和轉化。

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