先进电力电子技术在智能电网中的应用才华

先进电力电子技术在智能电网中的应用才华

才华

随着科学技术的不断发展，普通电网因老化速度的加快使得事故频繁发生，已经不再适用于如今人们对电力的需求，而电力电子技术的发展为电力系统带来很好的契机，为智能电网中出现的问题提供了解决措施，基于此，文中笔者就先进电力电子技术在智能电网中的应用进行了阐述。

1.新世纪智能电网的发展

在21世纪，随着经济与科技的发展，能源的高效利用也越来越被人们所重视。普通电网因为老化，效率低下，不符合环保要求等原因，已经渐渐不能满足发展的需要。由于通信和智能等技术的出现，新材料的研发以及电力电子技术的更新，智能电网在此基础上被提出来，并得到了世界的认可。大多数国家都根据本国的电网使用情况以及经济和科技的发展情况，制定了本国的智能电网的发展蓝图。

1.1世界各国智能电网的发展

美国作为世界最大的经济发展体，其电网可谓是世界上最为成熟的体系，但仍不能满足本国生产与使用的需要。美国能源部通过各种调查，认为应该利用信息技术对能源系统进行更新，在电力网络中增加新的技术，使电网更加稳定，更加灵活。其智能电网的发展目标是大型集成式，自动化电子控制，能够为用户提供最大需求的系统，其发展的依靠就是先进的电子电力技术。日本和欧洲联盟作为技术发展的先进组织，对智能电网的发展十分重视。欧盟在智能电网方面的发展重点是将可再生能源接入电网，节能环保同时得以考虑。而日本则早已将光纤技术应用到了对电网的实时测量和对系统的自动控制中，可以说，这是目前世界上最接近于智能电网的系统设置。

1.2我国智能电网的优势所在

我国于2009年正式公布了“坚强智能电网”计划。国家电网公司将其分为了三个阶段，分别为规划试点阶段，全面建设阶段和引领提升阶段，最终目标是提高清洁能源的发电装机比例，普及智能电表。与西方国家不同的地方在于，我国必须考虑能源的分布状况和用电地区的不同，对智能电网的规划和长度进行测量和规划，推动先进电力电子技术的普及，将不同地区的经济和科技发展状况考虑在内。提高智能电网对自然灾害和突然袭击的反应能力，增加不同用户的选择种类。

2.智能电网应用先进电力电子技术的重要性

随着智能电网建设的迅速发展，为人们提供安全可靠的电能，对人类社会的发展和进步产生了积极的影响。

1）确保电气设备安装的安全性和可靠性，对维护电网安全起到积极作用。现阶段，虽然电力供应满足人民群众的基本需求，但电力事故仍然是常见的，其安全性能仍然值得关注。2）先进电力电子技术在提高电能质量中的有效应用。电能资源是促进社会发展进步的重要能源。随着社会的不断发展，对电力的需求和电能质量越来越高。3）先进电力电子技术的应用有助于社会环境的保护。因此，在智能电网的发展和建设中，电力企业应重视先进的电力电子技术的应用，以促进智能电网的建设。

3.先进电力电子技术在智能电网中的应用

电力电子技术具有提高电网配置水平，最大限度的发挥电网效输电功能，缓解我国电力分配不均的优势，所以在智能电网中具有很大的发展优势。

3.1FACTS技术在智能电网中的应用：随着电力电子技术的发展，FACTS技术已经从原有的基于半控制器的静止无功补偿器、可控串补技术发展到现在的基于可关断器件的静止同步补偿器、统一潮流控制器等技术。

我国的能源的资源与需求呈逆向分布开来，需要实现能源的转移，所以需要大幅度的提高线路的运输能力，也需要解决带来的系统振荡、电压不稳定等问题。FACTS技术用它快速的调节能力与系统的良好的兼容能力，为其在我国的研究和应用提供了广阔的空间。

3.2柔性直流技术在智能电网中的应用

柔性交流输电技术是新能源、清洁能源的大规模接入电网系统的关键技术之一，综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。柔性直流输电系统的换流器采用自换相方式，可四象限运行且有功、无功功率独立进行控制，由于中国智能电网以特高压输变电为基础，且需要综合考虑新能源的接入、分布式能源的隔离等技术，以电力电子为主要特征的柔性输电系统需求增长迅速。

3.3能源的转化与存储

根据我国智能电网发展趋势，不难看出未来光电能与风能一代系统具有广泛的应用。这两种能源的稳定性不强，因此需要对电力生产与负载关系进行协调。将电力系统与经由太阳能、风能再生产的能量连接到一起的大功率变换器属于可再生资源一代系统，尽管这种变换器能够转换能量，使能源质量得到改进，使无功功率的解耦控制得以实现，同时也可以与智能电网完美结合到一起，然而不可否认的是，这种变换器无法稳定断断续续的电力波动状态，难以提高系统稳定性。当然能量存储能够减少峰值功率，补偿谷值功率，进而使电网中对风能与光电能的利用率得到提升。围绕大容量存储设备与高功率电压源连接的建立，除了使能源存储得以实现，同时电力稳定也得到维持。此外，系统稳定性也更强，电力资源之间的联系得到强化，电力系统与可再生资源之间的连接灵活性要求得到满足。

3.4电能质量技术

国际工业对电能质量技术的需求广泛，促进了相关领域技术的进步。美国、日本、印度等国家在电能质量技术方面的研究处于世界领先水平，目前国际上广泛采用的提高电能质量的定制电力技术装置主要有有源电力滤波器动态电压调节器以及配电网静止同步补偿器等。国内，电能质量基础研究已经开始，目前尚缺乏由电能质量问题造成损失的统计，在此方面的研究主要集中在部分高等院校，工程化的应用并不多见。性能更佳的新型补偿技术（如统一电能质量控制器），还处于系统结构、模型和仿真研究阶段，相关电力电子装置的技术标准和规范还有待制定。

4.先进电力电子技术的研究方向和发展预期

电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，我国电力电子产业目前和未来一段时间均处于高速发展时期，市场前景十分广阔。高频化、集成化、标准模块化和智能化是电力电子器件未来的主要发展方向，促进先进电力电子技术的进步，是保障我国电网长远发展的重要战略任务。智能电网是由发电、输电、变电、配电、用电、调度等环节组成的有机整体。将电力电子技术与现代控制技术相结合，通过对电力系统参数的连续调节控制，从而大幅降低输电损耗、提高输电线路输送能力和保证电力系统稳定水平。

结语：先进电力电子技术的导入，为智能电网的优化及安全稳定运行提供了充足的技术保障基础，并且在改善电网电能环境和与优化能源配置上做出了卓越的贡献。随着我国智能电网的不断构建，先进电力电子技术将为其发展输送源源不断的动力支撑和技术保障，让我国智能化电网建设取得更好的发展。

参考文献：

[1]宋斌斌,王惠铎,张挺.先进电力电子技术在智能电网中的应用研究[J].电子技术与软件工程,2015(21):243.

[2]范向红.先进的电力电子技术在智能电网中优势体现[J].电子制作,2015(12):122.

[3]张新源,邢锦锋.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子制作,2013(09):97.

[4]张文亮,汤广福,查鲲鹏,贺之渊.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报,2010,30(04):1-7.