先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用

胡望波 咸寧職業(yè)技術學院

先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用

胡望波 咸寧職業(yè)技術學院

在未來，智能電網(wǎng)必然朝著更加信息化和智能化的趨勢發(fā)展，而先進的電力電子技術也必然會發(fā)揮至關重要的作用。電力電子技術對于電能的調(diào)控和操作，使得電網(wǎng)變得更加靈活和自動化。因此本文旨在對現(xiàn)階段的先進電力電子技術作出相應地分析，并探究其如何運用于未來的智能電網(wǎng)當中，以滿足我國電力發(fā)展的基本要求。

先進電力電子技術；智能電網(wǎng)；應用探究

引言

智能電網(wǎng)即電網(wǎng)智能化，建立在集成的通信網(wǎng)絡基礎之上，利用技術水平非常高的傳感技術和先進的控制方式，讓電網(wǎng)實現(xiàn)高效、安全的目標，以滿足現(xiàn)階段人們的日常用電需求。而隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，技術水平的不斷革新，具有智能化的電網(wǎng)已經(jīng)在國民經(jīng)濟中發(fā)揮了重要的作用，為我國的發(fā)展作出了巨大的貢獻。

1.智能電網(wǎng)的主要技術環(huán)節(jié)

1.1 風力發(fā)電

現(xiàn)階段在智能電網(wǎng)中風力發(fā)電仍然占據(jù)了很大一部分。發(fā)電機的變速電機組通過變頻器接入電網(wǎng)，并在風力的作用下產(chǎn)生電流，實現(xiàn)變速運行[1]。

1.2 太陽能發(fā)電

太陽能發(fā)電主要通過電流源的形式進行并網(wǎng)，并通過控制設備控制蓄電池的雙向放電，保證供電過程的安全性。

1.3 高壓直流輸電

這種方式具有穩(wěn)定性出眾，輸電容量大的優(yōu)勢，且操作簡便，并能夠適應各種環(huán)境下的輸電，具有重要的意義。

1.4 交流輸電

這種技術最早發(fā)展于上世紀80年代后，是以電力電子技術為基礎，對電壓進行迅速調(diào)節(jié)的輸電技術，主要的意義在于提升了電力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和安全性。且結構非常簡便，控制難度低，成為了先進國家常用的方式。

2.先進電力電子技術的具體運用

2.1 加強了智能電網(wǎng)的整體調(diào)控

智能電網(wǎng)可以理解為一個整體的操作系統(tǒng)，能夠適應人們?nèi)粘Ｓ秒姷囊?。所以，在反應能力上就要足夠靈活。而電力電子技術便是一種非常有效的手段。在現(xiàn)階段，我國已經(jīng)大力研發(fā)電力電子方面的相關技術，也取得了非常明顯的成果。但是存在的問題也是不容忽視的。我國現(xiàn)階段的整體電網(wǎng)結構還相對較落后，無論是在電力的輸送還是配電方面都有很多需要改進的地方，因此對于智能電網(wǎng)的整體把控是管理是至關重要的。隨著技術水平的提升，我國的大電網(wǎng)結構也逐漸形成，在管理上也更加困難。另外一方面，由于我國自然災害時有發(fā)生，例如低溫、強對流天氣等，這些都會給智能電網(wǎng)的運行安全帶來嚴重的威脅，甚至于產(chǎn)生損壞。而這種損壞會直接影響到人們?nèi)粘５挠秒娦枨骩2]。所以，先進電力電子技術能夠作為一項重要的調(diào)控手段，來實現(xiàn)對于輸配電過程的把控，提升電網(wǎng)的整體質(zhì)量，提升安全性能。

2.2 促進了能源的循環(huán)利用

我國在發(fā)電模式上作出了大量的投入工作。目前，我國的風力發(fā)電已經(jīng)有數(shù)量龐大的發(fā)電基地集中于全國各地，而太陽能發(fā)電則使電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行面臨了更為嚴峻的挑戰(zhàn)。而智能電網(wǎng)的形成，對于發(fā)電的整體過程能有良好的控制，更重要的意義在于能使得可再生能源得到有效利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的原則[3]。在未來，環(huán)境問題依然會成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的一大問題，因此先進電力電子技術將會促進能源的循環(huán)利用，減少對于環(huán)境的破壞。

2.3 改善了智能電網(wǎng)的質(zhì)量

經(jīng)濟水平的提升必然帶來的結果是科學技術的發(fā)展，因而我國的工業(yè)水平也有了顯著的改進，所以，智能電網(wǎng)的整體質(zhì)量成為了各大電場重點關注的問題。電網(wǎng)質(zhì)量會受到很多因素的影響，與此同時伴隨著用戶數(shù)量的增加和用戶要求的提升，如何實現(xiàn)電網(wǎng)質(zhì)量提升滿足人們的日常需求成為了首先考慮的問題。而利用電力電子技術可以有效提升電能質(zhì)量和配電效率，使電網(wǎng)能最大化地滿足人們的日常要求。

2.4 減少了能源消耗

節(jié)能減排一直是我國遵循的生產(chǎn)原則。而電力工程的節(jié)能工作一直以來都面臨著巨大的挑戰(zhàn)，任務十分艱巨。隨著我國可持續(xù)發(fā)展要求的提出，對于能源的消耗問題便成為了長期且任務繁重的問題。對于環(huán)境保護的要求也隨之提升。因此，如何實現(xiàn)能源方面的節(jié)約成為了當前主要面臨的問題之一。而電力電子技術的高速發(fā)展會有效解決這一問題，利用其設備的高效性和配電的快捷，從而達到能源節(jié)約的作用，滿足節(jié)能減排的要求。

2.5 提升了設備利用率

盡管我國電力電子技術已經(jīng)取得了重要的成就，但是并沒有一套完善的針對電力電子設備的評價標準。換而言之，就是無法確定設備的可靠性和利用價值。目前我國也加大了這一方面的研究，逐步建立電力電子的評價標準，探究其價值。但是不能否認的是，這一技術給我國的智能電網(wǎng)帶來了技術上的飛躍，減少了無謂的損耗，提升了設備的利用率，對于電場的發(fā)展具有積極的促進作用。

2.6 先進電力電子技術未來的發(fā)展方向

該技術是智能電網(wǎng)發(fā)展的關鍵因素，也是未來各國電力行業(yè)重點關注的方向。而我國目前的實際情況下，電力電機技術必將得到更為廣泛地運用。各項技術的發(fā)展能夠?qū)F(xiàn)有的設備最大化利用，提升電能輸送的穩(wěn)定性和合理性。而電網(wǎng)也會形成一套完善的自我恢復系統(tǒng)，具備高效性，滿足未來用戶的高要求。例如可控串補技術（TCSC），就是一種非常優(yōu)秀的輸電技術。這種方式可以提升當前技術水平下線路的輸送電力的能力，還能保證整體電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，優(yōu)化生產(chǎn)過程[4]。這一方式我國在上世紀90年代開始研究并發(fā)展，并于2004年成為世界上第四個掌握這項技術的國家。在未來，類似的技術還將廣泛使用，我國也代表了世界電力行業(yè)的高技術標準。

3.結語

智能電網(wǎng)的形成涉及到很多領域很多項技術的配合，例如信息技術和控制技術等。在這些技術之中，電力電子技術的作用是不可替代的。通過這種技術，我國在電能上實現(xiàn)了有效地控制，讓電網(wǎng)啊更加靈活可控。在未來，更多優(yōu)秀的技術也將被研究出來，并運用在智能電網(wǎng)之中，從而進一步提升我國電力行業(yè)的水平，讓我國的電力事業(yè)一直處于世界先進水平。

[1]張文亮,湯廣福,查鯤鵬,賀之淵. 先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用[J].中國電機工程學報,2012,04(31):1-7.

[2]吳俊勇. “智能電網(wǎng)綜述”技術講座 第四講:電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用[J]. 電力電子,2013,04(04):67-70.

[3]范向紅. 先進的電力電子技術在智能電網(wǎng)中優(yōu)勢體現(xiàn)[J]. 電子制作,2015,12(25):122.

[4]宋斌斌,王惠鐸,張挺. 先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用研究[J]. 電子技術與軟件工程,2015,21(41):243.

胡望波（1977—），男，漢族，湖北黃岡人，學士學位，湖北咸寧職業(yè)技術學院，講師，研究方向：電子技術、制冷與空調(diào)技術