探究先進電力電子技術在智能電網中的應用

淄博市技師學院 孫 磊

探究先進電力電子技術在智能電網中的應用

淄博市技師學院 孫 磊

在計算機信息技術不斷發展的背景下，電力電子技術已經逐漸被應用到智能電網系統當中，并且已經取得了一定的成效。本文首先對電力電子技術進行了簡單概述，之后對我國智能電網發展現狀以及我國智能電網未來發展趨勢進行了分析，最后重點對電力電子技術在智能電網中的應用策略進行了探究，旨在為關注這一領域的人士提供一些可行性較高的參考意見，推動我國電力事業的繁榮與發展。

電力電子技術；智能電網；資源配置；電力協調

一、引言

隨著我國國民經濟的發展以及人民生活水平的提高，社會各界對于我國電力領域，特別是智能電網方面的關注程度越來越高。同時因為我國經濟和社會的快速發展，促使了社會各個領域對于電力需求量也不斷加大。規模龐大的用電需求對我國電網供電系統的安全性與穩定性也提出了更高的要求。因此，如何將電力電子技術全面應用到智能電網系統當中，是我國相關領域工作人員的工作重點之一。

二、電力電子技術概述

電力電子技術是在電力領域中應用的一項電子技術，其本質是利用電力電子的器件達到對電能進行控制和管理的目的。因此，電力電子技術以及電力電子器件對于電力領域的發展，特別是智能電網的規劃與構建具有十分重要的推動作用。電力電子技術的載體電力電子器件是一種功率較大的電子器件，主要被應用在電能的變換和控制環節。電力電子器件的主要被分為全控型、版控制型以及不可控性器件等三種類型。其中不可控性器件的工作原理及其內部結構相對簡單且穩定性相對較高，在智能電網中應用最為廣泛。大功率電力電子器件的使用可以有效降低智能電網中的能耗，并且通過功率半導體器件對工業用電能進行控制和轉換，確保了工業電力系統中智能電網的安全性。不同種類的電力電子器件配合使用能有效促進電力電子技術在我國智能電網領域有效性的提升。

三、我國智能電網發展現狀與發展趨勢

（一）我國智能電網發展現狀

作為一種新型電網模式，智能化電網集合了多種先進的生產和操作技術，能極大地提升電網的效率從而有效降低電能的損耗，節約電力資源，同時還能電力系統內部各用電單位的用電安全。在經濟和技術不斷發展的背景下，智能電網的應用范圍越來越廣，其中最為先進和成熟的為美國、日本和歐盟等國家和地區，雖然這些國家和地區已經將較為先進的光纖技術全面應用到智能電網系統當中，也無法全面滿足國內生產和生活以及社會發展所需的供電要求。智能電網在我國雖然處于初步發展時期，但是我國的智能電網發展已經取得了一定的成就，相關領域的科學技術人員也已經取得了較為先進和具有較高應用價值的科研成果，對于我國電力事業的發展具有十分重要的推動意義[1]。

（二）我國智能電網未來發展趨勢

1.電能輸出需求增加

經濟的快速發展推動了各行各業的建設與發展，同時各領域的發展對于社會基礎設施以及能源的需求也不斷增多電能輸出需求的增加是我國智能電網未來發展的主要趨勢之一。若國家電力系統和智能電網的發展無法滿足社會建設以及各領域發展的需求，必將會對我國經濟建設以及社會發展造成嚴重的阻礙作用。因此，必須將具有先進生產意義的電力電子技術應用到電力系統的智能電網當中，提高電能輸出規模與質量，并且對智能電網電能的輸出效率進行改善，滿足社會發展對于電力能源的需求，推動我國經濟建設發展以及社會進步。

2.電網穩定需求增加

我國科學技術領域的發展推動了電子技術的發展和進步，但是我國在電力系統的智能電網當中應用電子信息技術，推動其轉變發展成為更加適合電力系統需求的電力電子技術還處于初期探索階段。并且，未來我國智能電網發展方向必將是朝向更加穩定和可靠的方向發展，因此，需要對電子信息技術進行全面的優化調整，促使其在電力系統智能電網領域當中應用有效性全面提升。從而使智能電網的供電能力可以根據不同用電單位的不同需求隨時進行調整，推動智能電網的供電能力和供電質量更加穩定和可靠，從而實現我國電網系統化和穩定化。

3.資源配置更加優化

電力系統對于電力資源的使用和配置具有十分重要的意義，在面對世界范圍內的能源緊缺問題，我國智能電網未來必將持續關注并且積極探索資源優化配置領域的問題。雖然當期我國能源和資源的總量十分可觀，但是由于我國國民人口基數較大，所以人均可支配能源較少。加之大部分非可再生能源正在逐漸呈現出能源枯竭的狀態，如何對資源進行優化配置，提高電力資源的利用效率是未來我國智能電網將要面臨的重點問題。電力資源作為一種清潔的可再生能源，對于我國社會發展、環境保護以及經濟建設等方面都具有十分重要的促進作用，智能電網通過對各類能源資源的合理配置，可以有效調節社會資源分配不均等問題，促進能源資源的優化配置，最終推動我國社會的可持續化發展。

四、電力電子技術在智能電網中的應用策略

（一）電力電子技術在智能發電中應用

利用電力電子技術可以在智能電網中的發電環節進行應用，并且提升能源的可持續化利用效率。在智能電網的發電環節，通過電力電子技術可以有效緩解當前世界范圍內的能源緊張和能源短缺等問題。電力電子技術不僅能夠降低社會發展對于能源資源利用方面的壓力，同時還能有效提高對資源的利用效率，并且提升對于環境的保護效果。電力電子技術在智能電網當中的應用主要體現在利用先進的電力電子技術，利用水能、風能以及太陽能等多種可再生能源進行發電。例如，我國某地區根據當地的所具有的豐富的的風能資源，建造了風力發電廠，并且利用先進的電力電子技術將電機組的電子并入到電網當中，從而實現智能電網變速操作。電力電子技術還可以將對電池的充電與放電過程進行操控，全面保障供電系統供電平穩運行。

近年來，我國電力系統智能電網的結構逐漸趨于穩定，并且由于電力電子技術的不斷發展與成熟，我國智能電網電力輸出的質量也在不斷提升。所以在我國社會發展對于電力需求量不斷增加的背景下，在各不同氣候條件以及資源基礎區域的供電系統智能電網發展需要借助于電力電子技術，確保國家對于供電系統智能電網的控制力度可以達到最佳。通過改善智能電網結構，增強發生故障電網的處理能力，同時增強抵抗不良因素對于電網運行的負面作用，可以確保智能電網系統內部的故障不會繼續擴散，為我國智能電網的全面運行奠定了良好的發展基礎[2]。

（二）電力電子技術在能源存儲中應用

因為光電能與風能都是重要的可再生能源，因此風能與光電能在綠色環保發電事業中的應用程度越來越高，綠色發電事業是我國為來能源發展以及電力系統智能電網構建等主要發展方向。智能電網的綠色化不僅可以滿足社會生產與生活對于電能資源的需求，同時還能在擴大發電量的基礎上，確保電力資源對環境保護的效果的同時，提升電能資源的安全性與穩定性。例如，我國某地區的供電系統智能電網規劃和設計環節，重視利用電力電子技術，將生產電力與負載二者之間的關系進行協調處理。并且在智能電網的構建和應用過程中，通過將功率較大的變電器和電力系統相連，全面實現了能量的轉化，同時還有效保證了電力系統中智能電網存儲設備與大動率的電壓源直接相連。此種方式不僅確保了大量能源直接在智能電網中存儲，便于在供電發生問題時，以備用電源的形式為用電單位持續提供電力資源，從而在提升智能電網供電質量的同時還有效增強的供電系統的安全性和穩定性，保障了用電單位的信息和財產安全不會受到影響，產生不必要的損失[3]。

（三）電力電子技術在電力協調中應用

供電系統智能電網在輸電環節當中會涉及到包括柔性直流輸電以及高壓直流輸電在內的多種技術參數。通過電力電子技術可以有效確保直流輸電過程中電流的穩定性與可靠性。并且，將供電系統智能電網應用電力電子技術，還可以促使智能電網根據用電單位的實際用電情況，對電力系統進行實時調整與控制。將帶那里電子技術與控制技術相結合，推動我國智能電網的發展與完善。電力電子技術在智能電網當中應用不僅可以確保電網穩定，還能實現高質量配電。隨著近年來我國變電站已經逐漸由傳統的經營模式逐漸轉向數字化方向發展，電力電子技術在這一環節當中起到了重要的推動作用。

電力電子技術的不斷更新與發展，推動了我國變電站交流平臺的發展。在交流平臺中實現電力資源信息的交互共享，可以全面實現我國供電系統電網更加科學化和智能化。例如，我國某地區供電系統智能電網規劃與建設便利用了電力電子技術，實現了變電站電網的信息化與智能化，為我國智能電網未來發展指明了方向。該地區供電系統對于智能電網的優化和創新，不僅僅將電力資源的數字信息采集與展示作為主要功能，而是借助電力電子技術對所采集到的信息進行進一步的分析和處理。同時利用了光電技術實現了驅動操作，將傳統的繼電器以新型編碼程序取代，通過微處理機將邏輯模塊的功能全部實現，從而確保該地區智能電網在競爭激烈的電力系統市場當中占據優勢地位。

五、總結

綜上所述，在科學技術快速變革與發展的背景下，如何利用先進的科學技術為我國智能電網的發展作出積極貢獻，對于我國電力系統具有十分重要的意義。在智能電網系統中應用科學的電力電子技術可以有效推進我國電力系統的不斷完善與成熟。電力電子技術可以不斷增強智能電網的穩定性，從而達到優化資源配置、減少能源浪費以及促進智能電網系統不斷優化的目的，最終實現環境保護維護社會穩定。

[1]彭小圣,鄧迪元,程時杰.面向智能電網應用的電力大數據關鍵技術[J].中國電機工程學報,2015,35(03):503-511.

[2]王蓓蓓.面向智能電網的用戶需求響應特性和能力研究綜述[J].中國電機工程學報,2014,34(22):3654-3663.

[3]王承民,孫偉卿,顏志敏.智能電網中儲能技術應用規劃及其效益評估方法綜述[J].中國電機工程學報,2013,33(07):33-41+21.