電力系統中電子電工技術及網絡化技術的應用

朱浩學

（新疆輕工職業技術學院,烏魯木齊 830021）

電力系統中電子電工技術及網絡化技術的應用

朱浩學

（新疆輕工職業技術學院,烏魯木齊 830021）

電子電工技術及互聯技術在電力系統中應用，提高了電能的利用效率，改善了傳統電力系統中電能產生、傳輸、分配的種種弊端，是電力系統的改革和進步。本文就電子電工技術在電力系統的發電、輸電、和配電等環節深入探討了電力系統中電子電工技術的應用及互聯、網絡化技術在配電網電力電子裝備中主要的技術應用，從而為提高電力系統運行的效率及智能化水平提供了可能。

電子電工技術；電力系統;網絡化技術;配電網;即插即用功率接口;能量路由器;標準操作系統

0 引言

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對電能的利用效率提出了更高的要求，在我國科學技術日新月異迅猛發展的今天，我國的電力系統也在不斷進步，通過引進了電子電工技術及網絡化技術逐步實現了對電能的智能化控制和現代化控制，從而大大提高了電力系統運行的效率。

1 電子電工技術在電力系統的各個環節的應用

首先是發電過程中，將電子電工技術應用到各種發電設備中，可以有效的提高發電設備的發電效率，及優化其性能。如大型電廠發電機組中廣泛應用的靜止勵磁，將傳統勵磁機所發揮的相關作用由電子技術取代，從而將整個電力系統電機組運行速度得到大幅度提升。靜止勵磁在整體發電系統中使用了放大器、濾波電路、整流電路等各種元件將電力供應給所需設備。另外，靜止勵磁結構較簡潔、平穩性高、安全性高，運轉成本要比傳統電工元件低的多。因此各電氣系統發電這個步驟中已經普遍使用靜止勵磁技術。其次，將電子電工技術運用到輸電環節中，可以大大提高輸電的效率，同時還能減少電能的消耗；如可以采取直流輸電技術進行輸電，送電側和受電側都采用晶閘變流設備，這樣在長距離輸電和大規模輸電的過程中，就不會造成無功損耗，可以大大提高輸電的安全性和穩定性，并且能夠適應各種不同的輸電環境。也可以應用于柔性交流電輸電技術，使其能夠結合機械控制技術，確保輸電系統有高度穩定性，同時還能夠使輸電系統總體沒有必要產生的電量耗損得到有效降低，大幅提升了電能輸出速度。電子電工技術運用在柔性輸電技術基礎上的柔性輸電設施中，能夠更為安全、穩定的輸送電流。最后，電子電工技術應用到配電環節中，就可以有效的維護電力系統，保證其正常工作，同時還能對電力系統中的各種資源進行科學合理的分配，從而保證整個電力系統能夠正常高效的運行。

2 網絡技術在配電網電力電子設備中的應用

盡管在電力系統中，目前已廣泛應用了電子電工設備，但電網將電力電子設備的功率端連接在一起在協調上出現一系列問題，且靈活性和可控性不足。隨著現代通信技術的發展，為這一問題的改變提供了可能。使用通信網絡技術，能夠將各個節點連接起來，收集節點的電能數據，從而發出指令。這種方式能夠很好地協調配電網中的電力電子設備。網絡技術在配電網電力電子設備中的應用，帶來了許多便利，能夠直接面對工業用戶和民用用戶。互聯及網絡化技術在配電網電力電子裝備中主要的技術應用有三部分，即插即用的功率接口，能量路由器，以及標準操作系統。

即插即用的功率接口能夠把許多終端與配電網結合，包括分布發電、電氣設備等，都接入到配電網中。設備不同，電網和電能的輸入形式也不一樣。即插即用的功率接口，可以有效地將電能轉化成功能，完成設備電能輸入形式與電網匹配形式的轉化，它本身就成為一個電力電子設備。

能量路由器能夠完成能量的雙向流動，連接低壓區域網，以及中壓配電網。能量路由器能夠提供低壓直流母線，支撐可再生能源的電力電子設備。能量路由器能夠接受即插即用功率接口的信息，然后分析信息以及指令，從而下達終端設備的參考指令。在配電網中，如果是相鄰局域網，或者局域網內部的交換，通常一個能量路由器就可以管理，并且推算出最佳的路徑。但是不同局域網之間，需要多個路由器參與。同時也需要提供多個端口，和多個電氣設備相聯系。能量路由器提供多個形式的接口，每個接口有雙向流動的能力，保證能量能夠按照需要，定量定點地傳輸。在子網的發電量過剩的時候，路由器可以將多余的回饋給主干網。能量路由器具有良好的協調和整合能力，通過雙向的自由流動完成。但是在實際應用中，不是所有的端口都需要具備雙向流動的能力。有些接口只需要能量輸出或者吸收能力，便可以達到應用的目的，比如專門的分布式能源接口、與負載相連的接口等。對于需要連接儲備設備的接口，一般都需要雙向的流動能力。

標準操作系統是電力電子設備互聯網技術的基礎。它是一種通用的網絡協議，能夠將能量路由器、功率接口等進行統一，識別、監測并調控網絡中的設備。其條件是功率接口和能量路由器能夠支持此網絡協議。將通用的網絡協議與區域網絡調度中心進行連接，就能夠對總體的用電情況進行匯總，然后分析用電的情況，并進行下一步的控制和調整。

能量互聯網中的兩個重要組成部分是信息流和能量流。能量流和信息流也是電力電子互聯和網絡化的基礎。隨著配電網中電力電子設備的廣泛應用，能量層的互聯基礎已經初步形成。但是智能電表的通信功能的使用率比較低，配電網各個節點的信息化程度不足，通信層還需要進一步發展，促進配電網各個節點能夠實現實時的控制。能量流和信息流的耦合越緊密，配電網的規模越大，電力系統就會面臨更大的運行和控制的風險，很可能降低電力系統的穩定性和運行的效率。必須對信息流和能量流進行充分的數學分析，形成定量分析的體系，保障電力系統的運行。

3 結語

在確保總體電力系統運行具備安全性和平穩性的前提下，運用電子電工技術及網絡技術恰當配置電力資源能夠有效的提高資源整合、優化使用率。不但能使整個系統性能提升，而且還能便于用戶使用系統，推動機電一體化和網絡化的進程。在新興產業對電子技術開發要求持續提升以及電子信息技術行業快速向前推進的大環境下，發電也必然會朝著機電一體化和網絡化的方向發展。運用電子電力技術全方位改造傳統電力產業，不但能夠在計算機網絡條件下使電力系統更加安全和穩定，同時還能夠大幅度推動機電一體化產業的發展進程。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.165