電力電子技術在智能電網中的應用

唐昱煊西北民族大學

電力電子技術在智能電網中的應用

唐昱煊
西北民族大學

如今，我國已邁入“大電網時代”，大型電網的互聯已成為特點。而智能電網是當前電力系統發展的趨勢，也是當前階段的發展目標。電力電子技術與智能電網的發展一直聯系地都很緊密。為了更好滿足電網智能化的需求，電力電子技術的研究力度也需要加大，并繼續將該技術應用于電網中，這樣能使智能化電網得到更好地發展。本文從電力電子技術概述出發，總結電力電子技術在智能電網中的優勢和應用。

電力電子技術；智能電網；優勢；應用

1、電力電子技術概述

電力電子技術是近幾十年來新興發展起來的技術。它借助于電力電子器件控制和轉換電能，多用于交流電和直流電的相互轉換之中。通常把電力電子技術分為電力電子器件制造技術和變流技術兩個分支。在智能電網中，受到廣泛應用的是變流技術，它包括用電力電子器件構成各種電力變換電路和對這些電路進行控制的技術，以及由這些電路構成電力電子裝置和電力電子系統的技術。電力電子技術不僅僅是強電與弱點之間緊密聯系的節點，而且它能夠利用半導體器件將電能變換。整流技術、直流斬波技術、交—交變流技術、逆變技術就起到這樣的作用。因而電力電子技術在智能電網中有著十分重要作用。電力電子技術的使用能使電能的利用率處于合理狀態，對電能進行優化，能充分發揮電力電子技術作用，加快電子技術的改革速度[1]。

2、電力電子技術在智能電網中的優勢

2.1 保證智能電網的穩定性

電力企業與電力電子技術密不可分。當下，多數電力企業并未合理使用該技術，致使影響電力網運行的穩定性，給電力網帶來了一定的安全隱患。電力網的實際發展中，安全是主要任務。電力網不僅和人們的生產生活息息相關，而且與國家安全聯系緊密，它的不穩定性將會給社會的正常運轉。因而，更加需要電力電子技術的投入和應用來解決電力網會存在無法安全穩定運行的問題。從我國電力網發展趨勢來看，電力網正朝著智能化的方向發展。基于此，電力網的結構將更加復雜。若再考慮到各種災害發生率的上升，這將會增加電力網結構風險。因此，電力電子技術就更有應用于電力網中的必要，它能夠提高電力網的穩定性，以保證電力網安全穩定運行。

2.2 優化資源配置

我國作為世界上人口最多的國家，使用消耗的能源也比較大。我國當下雖然沒有出現能源短缺的現象，但也面臨著能源短缺的問題。不可再生能源的大量消耗也給環境帶來了前所未有的壓力和挑戰。現今，在我國主要由火力發電廠和水力發電廠提供電能，在環境保護過程中需要科學、合理地使用電力電子技術，優化電能資源，保證資源再生。

2.3 提高電能輸出質量

隨著工業化、機械化的程度不斷提高和電力的大量廣泛地應用，人們對發電量的需求也日益增加。在當代社會中，人們對電能的依賴程度很高，各行各業都離不開電能，它與人們的生產生活息息相關。因此若無法保證電力網的安全穩定運行，將給社會帶來嚴重影響。衡量電能質量有三個指標，分別是電壓，波形和頻率。電能的質量不僅會影響到用戶的生產生活，而且也會影響到整個電力系統。因此，為提高電能輸出質量，保證電網穩定性，需借助電力電子技術適當改善電網能量，優化電能輸出配置，以在保證電能輸出穩定性的同時，提高電能的輸出效率，促進社會發展[2]。

3、電力電子技術在智能電網中的應用

3.1 智能開關技術

在電力系統中，智能開關技術是較為常用的技術。智能開關是一種在電壓、電流相位制定期間能夠用來閉合電流、斷開電路的設備。通常情況下，殼體、電源開關等部分共同構成了智能開關。當電路發生故障，而出現過電壓和過電流的情況時，電源開關這時就會起到保護設備的作用。而分開關則具有總體結構，不僅它的保護作用顯著，而且還能防止漏電流、過電流等現象的發生，可以起到保證用電設備安全的作用。

3.2 柔性交流技術

在智能電網中，柔性交流技術因其綜合了電力電子、微電子等技術被廣泛應用。柔性交流技術有諸多優點，它不僅能靈活控制電能傳輸，而且還能保證電力系統的正常穩定運行，提高電力系統的反應速度，在某種程度上提高了電力網的傳輸能力。在現階段，高壓輸電系統是智能電網的典型，它綜合考慮了清潔能源、新能源之間的介入、隔離，而這些都是推動柔性交流技術快速發展的重要因素。在我國，柔性交流系統設備多采用自換相方式而進行獨立的控制，常常在相對比較偏遠的地區使用以完成的電能供應。將控制交流技術和柔性技術相結合，可以更好地控制、調節電力參數，預防電力輸送中線路的損傷，保證輸電安全。

3.3 需求側技術

需求側技術多根據電能質量、可靠性的要求，或根據對電力有著特殊要求的用戶，把功率大的電力電子技術和自動化技術綜合起來，為用戶提供高質量的電能。在現階段，電力負荷、電能質量的問題日趨嚴重，電力公司不但要滿足各個供電單位的需求，還要響應能源節約號召，提高電力公司自己的技術。

3.4 高壓變頻技術

高壓變頻技術的優點是大大地節約了電能，但同時它也有一定缺陷。該技術的成本比較高，容易造成高次諧波污染。當前，將高壓變頻技術用于智能電網中，能獲得顯著的節能效果，降低企業的用電成本。我國的高壓變頻設備多運用功率單元串聯的技術來實現節能的目標，它具有控制靈活、工藝密度高等特征。

3.5 能源的轉化、存儲

當今，電能存儲是人們一直關注和研究的熱點問題。從智能電網未來的發展情況看，電力系統需滿足大量存儲的需求。電能和風能穩定性良好，協調電力生產和負載之間的關系非常重要。將風能、太陽能相連的變換器作為可再生資源系統，能從某種程度上提高能源質量，加快能源之間的轉化速度，實現智能電網的有效銜接目標。但是，該變換器無法將不鏈接的電力轉化成穩定的電力，并不能保證電力系統的穩定性。能源的轉化、存儲有諸多優點，它不僅能減少峰值功率，對谷值功率起到較高的補償作用，還能提高風能、電能利用率。

4、小結

在當今時代發展趨勢和智能電網發展趨勢的要求下，加大電力電子技術的研究力度非常重要。將電力電子技術應用于智能電網中，不但能提高各個企業的工作效率，還能加快智能電網的發展速度。最為重要的是，將電力電子技術用于智能電網中，還能從根本上解決電力建設問題，滿足優化電力網、保證電力網安全運行的需求，促進資源的合理使用。

[1]馮建力.淺談電力電子技術在智能電網中的應用[J].科技風, 2013,22（17）：102-102.

[2]徐志達.淺議電力電子技術在智能電網中的應用[J].城市地理,2015,14（22）：135.