電力系統(tǒng)中電子電工技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用

朱浩學(xué)

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,烏魯木齊 830021）

電力系統(tǒng)中電子電工技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用

朱浩學(xué)

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,烏魯木齊 830021）

電子電工技術(shù)及互聯(lián)技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用，提高了電能的利用效率，改善了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中電能產(chǎn)生、傳輸、分配的種種弊端，是電力系統(tǒng)的改革和進(jìn)步。本文就電子電工技術(shù)在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、和配電等環(huán)節(jié)深入探討了電力系統(tǒng)中電子電工技術(shù)的應(yīng)用及互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)在配電網(wǎng)電力電子裝備中主要的技術(shù)應(yīng)用，從而為提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率及智能化水平提供了可能。

電子電工技術(shù)；電力系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)化技術(shù);配電網(wǎng);即插即用功率接口;能量路由器;標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)

0 引言

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)電能的利用效率提出了更高的要求，在我國(guó)科學(xué)技術(shù)日新月異迅猛發(fā)展的今天，我國(guó)的電力系統(tǒng)也在不斷進(jìn)步，通過引進(jìn)了電子電工技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)了對(duì)電能的智能化控制和現(xiàn)代化控制，從而大大提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率。

1 電子電工技術(shù)在電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

首先是發(fā)電過程中，將電子電工技術(shù)應(yīng)用到各種發(fā)電設(shè)備中，可以有效的提高發(fā)電設(shè)備的發(fā)電效率，及優(yōu)化其性能。如大型電廠發(fā)電機(jī)組中廣泛應(yīng)用的靜止勵(lì)磁，將傳統(tǒng)勵(lì)磁機(jī)所發(fā)揮的相關(guān)作用由電子技術(shù)取代，從而將整個(gè)電力系統(tǒng)電機(jī)組運(yùn)行速度得到大幅度提升。靜止勵(lì)磁在整體發(fā)電系統(tǒng)中使用了放大器、濾波電路、整流電路等各種元件將電力供應(yīng)給所需設(shè)備。另外，靜止勵(lì)磁結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)潔、平穩(wěn)性高、安全性高，運(yùn)轉(zhuǎn)成本要比傳統(tǒng)電工元件低的多。因此各電氣系統(tǒng)發(fā)電這個(gè)步驟中已經(jīng)普遍使用靜止勵(lì)磁技術(shù)。其次，將電子電工技術(shù)運(yùn)用到輸電環(huán)節(jié)中，可以大大提高輸電的效率，同時(shí)還能減少電能的消耗；如可以采取直流輸電技術(shù)進(jìn)行輸電，送電側(cè)和受電側(cè)都采用晶閘變流設(shè)備，這樣在長(zhǎng)距離輸電和大規(guī)模輸電的過程中，就不會(huì)造成無功損耗，可以大大提高輸電的安全性和穩(wěn)定性，并且能夠適應(yīng)各種不同的輸電環(huán)境。也可以應(yīng)用于柔性交流電輸電技術(shù)，使其能夠結(jié)合機(jī)械控制技術(shù)，確保輸電系統(tǒng)有高度穩(wěn)定性，同時(shí)還能夠使輸電系統(tǒng)總體沒有必要產(chǎn)生的電量耗損得到有效降低，大幅提升了電能輸出速度。電子電工技術(shù)運(yùn)用在柔性輸電技術(shù)基礎(chǔ)上的柔性輸電設(shè)施中，能夠更為安全、穩(wěn)定的輸送電流。最后，電子電工技術(shù)應(yīng)用到配電環(huán)節(jié)中，就可以有效的維護(hù)電力系統(tǒng)，保證其正常工作，同時(shí)還能對(duì)電力系統(tǒng)中的各種資源進(jìn)行科學(xué)合理的分配，從而保證整個(gè)電力系統(tǒng)能夠正常高效的運(yùn)行。

2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配電網(wǎng)電力電子設(shè)備中的應(yīng)用

盡管在電力系統(tǒng)中，目前已廣泛應(yīng)用了電子電工設(shè)備，但電網(wǎng)將電力電子設(shè)備的功率端連接在一起在協(xié)調(diào)上出現(xiàn)一系列問題，且靈活性和可控性不足。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，為這一問題的改變提供了可能。使用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠?qū)⒏鱾€(gè)節(jié)點(diǎn)連接起來，收集節(jié)點(diǎn)的電能數(shù)據(jù)，從而發(fā)出指令。這種方式能夠很好地協(xié)調(diào)配電網(wǎng)中的電力電子設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配電網(wǎng)電力電子設(shè)備中的應(yīng)用，帶來了許多便利，能夠直接面對(duì)工業(yè)用戶和民用用戶。互聯(lián)及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)在配電網(wǎng)電力電子裝備中主要的技術(shù)應(yīng)用有三部分，即插即用的功率接口，能量路由器，以及標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)。

即插即用的功率接口能夠把許多終端與配電網(wǎng)結(jié)合，包括分布發(fā)電、電氣設(shè)備等，都接入到配電網(wǎng)中。設(shè)備不同，電網(wǎng)和電能的輸入形式也不一樣。即插即用的功率接口，可以有效地將電能轉(zhuǎn)化成功能，完成設(shè)備電能輸入形式與電網(wǎng)匹配形式的轉(zhuǎn)化，它本身就成為一個(gè)電力電子設(shè)備。

能量路由器能夠完成能量的雙向流動(dòng)，連接低壓區(qū)域網(wǎng)，以及中壓配電網(wǎng)。能量路由器能夠提供低壓直流母線，支撐可再生能源的電力電子設(shè)備。能量路由器能夠接受即插即用功率接口的信息，然后分析信息以及指令，從而下達(dá)終端設(shè)備的參考指令。在配電網(wǎng)中，如果是相鄰局域網(wǎng)，或者局域網(wǎng)內(nèi)部的交換，通常一個(gè)能量路由器就可以管理，并且推算出最佳的路徑。但是不同局域網(wǎng)之間，需要多個(gè)路由器參與。同時(shí)也需要提供多個(gè)端口，和多個(gè)電氣設(shè)備相聯(lián)系。能量路由器提供多個(gè)形式的接口，每個(gè)接口有雙向流動(dòng)的能力，保證能量能夠按照需要，定量定點(diǎn)地傳輸。在子網(wǎng)的發(fā)電量過剩的時(shí)候，路由器可以將多余的回饋給主干網(wǎng)。能量路由器具有良好的協(xié)調(diào)和整合能力，通過雙向的自由流動(dòng)完成。但是在實(shí)際應(yīng)用中，不是所有的端口都需要具備雙向流動(dòng)的能力。有些接口只需要能量輸出或者吸收能力，便可以達(dá)到應(yīng)用的目的，比如專門的分布式能源接口、與負(fù)載相連的接口等。對(duì)于需要連接儲(chǔ)備設(shè)備的接口，一般都需要雙向的流動(dòng)能力。

標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)是電力電子設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)。它是一種通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，能夠?qū)⒛芰柯酚善鳌⒐β式涌诘冗M(jìn)行統(tǒng)一，識(shí)別、監(jiān)測(cè)并調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。其條件是功率接口和能量路由器能夠支持此網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。將通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與區(qū)域網(wǎng)絡(luò)調(diào)度中心進(jìn)行連接，就能夠?qū)傮w的用電情況進(jìn)行匯總，然后分析用電的情況，并進(jìn)行下一步的控制和調(diào)整。

能量互聯(lián)網(wǎng)中的兩個(gè)重要組成部分是信息流和能量流。能量流和信息流也是電力電子互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)。隨著配電網(wǎng)中電力電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，能量層的互聯(lián)基礎(chǔ)已經(jīng)初步形成。但是智能電表的通信功能的使用率比較低，配電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息化程度不足，通信層還需要進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)配電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的控制。能量流和信息流的耦合越緊密，配電網(wǎng)的規(guī)模越大，電力系統(tǒng)就會(huì)面臨更大的運(yùn)行和控制的風(fēng)險(xiǎn)，很可能降低電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行的效率。必須對(duì)信息流和能量流進(jìn)行充分的數(shù)學(xué)分析，形成定量分析的體系，保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行。

3 結(jié)語

在確?？傮w電力系統(tǒng)運(yùn)行具備安全性和平穩(wěn)性的前提下，運(yùn)用電子電工技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)恰當(dāng)配置電力資源能夠有效的提高資源整合、優(yōu)化使用率。不但能使整個(gè)系統(tǒng)性能提升，而且還能便于用戶使用系統(tǒng)，推動(dòng)機(jī)電一體化和網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程。在新興產(chǎn)業(yè)對(duì)電子技術(shù)開發(fā)要求持續(xù)提升以及電子信息技術(shù)行業(yè)快速向前推進(jìn)的大環(huán)境下，發(fā)電也必然會(huì)朝著機(jī)電一體化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。運(yùn)用電子電力技術(shù)全方位改造傳統(tǒng)電力產(chǎn)業(yè)，不但能夠在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)條件下使電力系統(tǒng)更加安全和穩(wěn)定，同時(shí)還能夠大幅度推動(dòng)機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.165