電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

李月朗

摘 要

目前，我國的科技發(fā)展迅速，智能電網(wǎng)也隨之而取得了極為廣泛的應(yīng)用，同時，我國電網(wǎng)系統(tǒng)自動化程度也愈來愈高。要想順利實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化，必須對電力電子技術(shù)加以足夠的重視，在智能電網(wǎng)中大力推進(jìn)電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用。本文首先闡述了電力電子技術(shù)的基本內(nèi)容，然后分析了電力電子技術(shù)運(yùn)用在智能電網(wǎng)中優(yōu)勢，最后就電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了討論，以期為相關(guān)工作提供一些理論基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù) 智能電網(wǎng) 應(yīng)用

國家電網(wǎng)的建設(shè)離不開科學(xué)技術(shù)的支持，在電網(wǎng)智能化發(fā)展迅速的今天，大力推廣電力電子技術(shù)在其中的應(yīng)用是今后的發(fā)展方向。通過大力推進(jìn)電力電子技術(shù)來實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷發(fā)展及完善，通過在電網(wǎng)系統(tǒng)中拓展電力電子技術(shù)應(yīng)用情況來促進(jìn)電網(wǎng)的智能化發(fā)展。

1 電力電子技術(shù)的基本內(nèi)容

1.1 電力電子功率半導(dǎo)體類器件

電力電子功率半導(dǎo)體類器件可以簡稱為電力電子器件，主要用于電能的轉(zhuǎn)換和控制電路中，根據(jù)控制的類型可以將其分為三種形式，不可控型電力電子器件、半控型電力電子器件以及全控型電力電子器件。半控型的電力電子器件內(nèi)部的晶閘管是由半控器件構(gòu)成的，它具有很強(qiáng)的電壓承受能力，允許的最大電壓是三種器件中最高的。

1.2 電力電子對不同電路的控制

在通常情況下，工業(yè)電能的變換及控制是通過功率半導(dǎo)體器件來實現(xiàn)的，因此，工業(yè)電能是電子電路的針對目標(biāo)，其最終目標(biāo)是使電能損耗降到最低。在實際工作情況下，電力電子器件通過控制其開關(guān)狀態(tài)來減少電能損耗。

1.3 電力電子變換器

電力電子器件是電力電子變換器的核心部分，搭建完善的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是實現(xiàn)電力電子變換器有效控制電能的前提條件，所謂電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，便是電力電子器件集成為單個電路的過程，在該過程之中要結(jié)合器件的特點(diǎn)來有規(guī)律地分類與排列，在電力電子變換器設(shè)計過程中，可以利用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化環(huán)節(jié)來給不同元件來選擇合理位置，從而實現(xiàn)電能控制的高標(biāo)準(zhǔn)。

2 電力電子技術(shù)運(yùn)用在智能電網(wǎng)中優(yōu)勢

2.1 優(yōu)化電網(wǎng)、保障安全的需求

智能電網(wǎng)系統(tǒng)是比較復(fù)雜的，電網(wǎng)需要具有良好的適應(yīng)能力與靈活的反應(yīng)能力，才能夠滿足用戶與環(huán)境、系統(tǒng)變化等要求，而這一點(diǎn)可以通過利用電力電子技術(shù)來實現(xiàn)。當(dāng)前，我們國家尚十分欠缺電網(wǎng)架構(gòu)方面的能力，實現(xiàn)智能電網(wǎng)功能大力提升的道路還比較長遠(yuǎn)，因此，對電網(wǎng)展開優(yōu)化研究的力度需要不斷地增強(qiáng)，就全世界范圍來講，在不久的將來，實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化與自動化將是大勢所趨，所以，推進(jìn)先進(jìn)電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用將成為必然。

2.2 運(yùn)用電力電子技術(shù)的優(yōu)勢

電力企業(yè)要想在資源相對比較缺乏的今天獲得持續(xù)、全面的發(fā)展，需要通過使用先進(jìn)科技來使自身模式得以改善。在智能電網(wǎng)中科學(xué)應(yīng)用電力電子技術(shù)，既可以實現(xiàn)預(yù)測與可控制再生能源的控制及調(diào)度，可再生能源的發(fā)展，從而確保電網(wǎng)的清潔高效。除此之外，確保電網(wǎng)的可靠性以及經(jīng)濟(jì)性，實現(xiàn)大規(guī)模電網(wǎng)的完善也離不開電力電子技術(shù)的支持。

3 電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 柔性交流輸電技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)在，在柔性交流輸電技術(shù)的支持之下，清潔能源與新型能源的發(fā)展取得了極大的突破，柔性交流輸電技術(shù)把電能控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，既能夠?qū)崿F(xiàn)智能電網(wǎng)輸電情況的實時監(jiān)控，又能夠?qū)崿F(xiàn)交流輸電網(wǎng)絡(luò)的靈活擴(kuò)充，進(jìn)而使得電網(wǎng)系統(tǒng)的敏捷度得以有效地提升，得以順利實現(xiàn)電力傳輸?shù)木?xì)控制。就我們國家的智能電網(wǎng)來講，特高電壓是不能夠更改的基礎(chǔ)與特征，所以，在將新型能源引入之前，需要充分考慮能源的隔離和接入環(huán)節(jié)，此過程也需要柔性交流輸電技術(shù)的支持。

3.2 智能開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用

在電壓或電流指定相位產(chǎn)生閉合或者斷開電路作用的設(shè)備即為智能開關(guān)，其是保護(hù)電力系統(tǒng)的設(shè)備。通常而言，智能開關(guān)主要由總電源開關(guān)、分開關(guān)與殼體等構(gòu)成，在這之中，總電源開關(guān)的作用是保護(hù)過壓以及總過流；分開關(guān)的主要作用是避免出現(xiàn)漏電與過流等現(xiàn)象的發(fā)生，從而確保用戶端可以安全用電，分開關(guān)是一種整體結(jié)構(gòu)式設(shè)備。隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展， 人們對相關(guān)設(shè)備的研發(fā)取得了相當(dāng)?shù)某晒热缯f，許多高性能、高品質(zhì)的開關(guān)設(shè)備相繼誕生，這些設(shè)備隨著電力電子技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展而逐漸向智能化方向發(fā)展。

3.3 高壓變頻技術(shù)的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程里，能夠通過合理運(yùn)用高壓電頻技術(shù)來大大降低對電能資源的損耗，尤其是對于那些用電量需求非常大的企業(yè)，通過應(yīng)用高壓電頻技術(shù)不僅可以降低企業(yè)的用電損耗，還可以大大減少污染物的排放量，使得企業(yè)的運(yùn)營成本得以有效的降低，最終實現(xiàn)提升用電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。除此之外，將高壓變頻技術(shù)與其他先進(jìn)電力電子技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一塊，可以大力推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展。

3.4 能源的轉(zhuǎn)化和存儲

就我們國家智能電網(wǎng)的發(fā)展藍(lán)圖來講，風(fēng)能以及光電能一代系統(tǒng)需要實現(xiàn)大型存取自適應(yīng)的要求。風(fēng)能與電能缺乏良好的穩(wěn)定性能，協(xié)調(diào)電力生產(chǎn)以及負(fù)載關(guān)系是非常關(guān)鍵的。將電力系統(tǒng)與那些經(jīng)由風(fēng)能、太陽能再生產(chǎn)的能量相連的大功率變換器是可再生資源一代系統(tǒng)，該種變換器盡管可以無功功率的解耦控制、改進(jìn)能源質(zhì)量、進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)化以及實現(xiàn)智能電網(wǎng)的完美連接，然而，該變換器無法將不連續(xù)的電力波動轉(zhuǎn)化為具有較高穩(wěn)定性的電力波動，不能夠有效地提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然而，能量的存儲能夠減少峰值功率，對谷值功率起到補(bǔ)償?shù)淖饔茫瑥亩闺娋W(wǎng)中光電能以及風(fēng)能的利用程度得以有效的提升。建立大容量存儲設(shè)備以及高功率電壓源之間的連接，既能夠保持電力的平穩(wěn)運(yùn)行，又能夠?qū)崿F(xiàn)能量的存儲。此外，電力資源得以增強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定性得以提高，滿足了電力系統(tǒng)與可再生資源之間靈活連接的要求。

4 結(jié)論

因此，時代變化與智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢的雙重發(fā)展要求之下，大力推進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用是大勢所趨，除此之外，在智能電網(wǎng)中大力應(yīng)用電力電子技術(shù)，對企業(yè)運(yùn)營以及環(huán)境保護(hù)均具有至關(guān)重要的作用，尤其是對智能電網(wǎng)運(yùn)行的效益及安全大有裨益。因此，在智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中對電力電子技術(shù)的應(yīng)用要給以足夠的重視，以此來實現(xiàn)智能電網(wǎng)不斷完善。

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作者單位

湖南省岳陽縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校 湖南省岳陽縣 414100