电力电子技术在智能电网中的应用

作者：罗剑

来源：《科技资讯》 2014年第32期

罗剑

(国网三明供电公司 福建三明 365000)

摘 要:信息化、自动化以及数字化是现代智能电网的发展趋势,电力电子是实现电网智能化的前提,它在智能电网的应用既是电网技术的要求也是市场经济发展的需求,它制约着整个电网的技术发展,同时影响电网输出的电能质量和电压的稳定性,智能电网作为我国一项基础性的设施,是保证我国人民用电安全,推动经济发展的重要支柱。而随着科学技术的发展,智能电网中的技术也得到了很大的进步,电力电子技术在电力系统中的运用也越来越广泛。该文就电力电子技术在智能电网中的应用展开了分析,就电力电子技术在智能电网中的未来发展提供一些参考意见。

关键词:电力电子技术 智能电网 应用分析 电力系统

中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)11(b)-0087-01

在全球节能、环保的生活理念提出后,我国的电力系统也在结构、技术以及规模上进行了一定的改革,受到经济、政治以及能源方面的影响,构建、安全、可靠的电力系统已成为当前电力行业的重要研究方向。随着科学技术的发展,将电力电子技术运用在智能电网中,不仅实现了电网的智能化、自动化,对于完善电网功能也有着十分重要的意义。

1 电力电子技术运用在智能电网中优势

1.1 是优化电网、保障安全的需求

智能电网本身就是一种复杂的系统,由于有系统变化、用户与环境等要求,需要电网有更佳的反应与适应能力,而运用电力电子技术就是更好的优化电网,满足反应能力与适应能力的必要措施。当前,我国在电网架构方面的能力还比较薄弱,还有更多的空间来提升智能电网的功能,所以,我们必须进一步加大对电网的优化研究。而从全球的角度来看,电网的智能化与自动化必将成为一种发展趋势,因此,运用先进的电力电子技术也是一种必然趋势。

1.2 运用电力电子技术的优势

面对资源缺乏的严峻问题,电力企业要想得到全面、可持续的发展,就必须利用先进的科技来改善自身模式,开发研究智能电网也给安全稳定运行提出了更高的要求。通过将电力电子技术运用到智能电网中,不仅能实现预测与可控制再生能源的调度与控制,更能促进可再生能源的发展,保证了电网的清洁高效,实现了节能减排的目的。此外,电力电子技术的应用也是目前健全大规模电网,保障电网经济性、可靠性的重要技术。

2 电力电子技术在智能电网中的具体应用

2.1 高压直流输电技术

我国现阶段的直流输电系统,主要在输电环节中,而电力系统中的发电与用电系统采用的仍旧是交流电。输电线路中的交流电在供电端通过换流变压器设备输送到整流器设备中,将交流电

转换为高压的直流电然后才输送到直流输电线路中去。而直流电则再通过直流输电线路流回到受端换流站的逆变器设备中。再次将高压直流电转换成交流电,并通过换流变压器设备输送电流到交流系统中。

对于远距离的输电需求来说,最佳的方式就是采用高压直流输电技术,当线路出现故障时,也能最大程度的降低给电网带来的影响,因此非常适用于点对点的长距离、大功率输电。高压直流技术不仅能满足智能电网在远距离以及大容量输电方面的要求,更是完善清洁能源上网的稳定性问题。

2.2 柔性交流技术

前面说过,现代智能电网发展的方向就是新能源与清洁型的电网,柔性交流输电技术综合了现代微电子技术与电力电子技术等控制、通信技术运用到智能电网中,实现了灵活控制交流输电,大大提高了电力系统的安全可靠运行与反应速度,实现了电网传输能力的大幅度提升。目前,我国的智能电网一般是以特高压输电系统为基础的,因此,必须综合考虑新能源与清洁能源之间的隔离与介入,这也是推动柔性交流输电技术发展的最主要原因。我国的柔性交流输电系统中的换流器设备采用的是自换相的方式,进行控制,这些优势被运用在了一些较为偏远的地区供电中,并发挥着积极的作用。通过很好地融合柔性交流技术与现代控制技术,我国的智能电网已经能够完成调节与控制各种电力参数,不仅降低了电力输送中的线损,更保障了安全稳定的输电能力。

2.3 智能开关技术

智能开关属于保护电力系统的设备技术,是在电流或者电压制定相位产生断开或闭合电路作用的设备。一般来说,智能开关主要由总电源开关、分开关以及壳体等几部分组成,其中,总电源开关主要就是起到保护过压和总过流的作用;而分开关则采取的是整体结构式的,也具有保护功能,防止过流或漏电等现象,保障用户端用电安全的设备。随着智能电网的不断发展,在相关设备的研发上也取得了一定的成果,一些高品质、高性能的开关设备也逐渐衍生出来,伴随着计算机技术、电力电子技术等的发展,这些设备也逐渐向智能化发展。

2.4 高压变频技术

为满足节点的目的,应运而生了高压变频技术,这种技术最大的优势就是可以节电,其节电率一般可以达到30%左右,但其成本高,容易造成高次谐波污染。目前,将高压变频技术运用在智能电网中,节能效果显著,是很多工业生产企业的选择,运用高压边坡技术大大降低了企业的用电成本。我国国内的高压变频器主要是采用功率单元串联多电平的技术来实现节能,这种设备具有工艺密度高、结构紧凑且控制灵活的优势,相信未来将应用到更多的领域中。

2.5 需求侧技术

需求侧技术主要是依据用户电力的可靠性以及质量要求,或者一些对电力供应和使用有特殊性要求的用户,综合了大功率电力电子技术与配电自动化技术结合的技术,从而为用户提供更加符合要求的电力供应。面对当前形势越来越严峻的电力负荷与电能质量问题,电力企业既要满足更多、更高的供电需求,又要响应节约能源的行动号召,就需要对自身的技术进行不断的提升。需求侧技术就是为确保清洁能源与新能源并网,同时解决故障限流保护问题而提出的新思路与新方法。

3 结语

综上所述,智能电网的发展不仅有着经济性与社会效益的要求,更要考虑到对资源以及环境的保护。运用先进的电力电子技术,解决电力建设过程中的很多难点与问题,不仅实现了优化电网、保证电网安全可靠运行的目标,更促进了资源的可再生有效利用。相信在未来,电力电子技术还能在电力系统中发挥更多的作用。

参考文献

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