先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

徐天宇

新世紀(jì)以來，經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)生變革，電力電子的發(fā)展也越來越迅速，在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用逐漸增多，使電網(wǎng)越來越數(shù)字化、信息化。先進(jìn)的電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、用電、變電以及配電等各個(gè)環(huán)節(jié)中，并極大地推動(dòng)了智能電網(wǎng)的平穩(wěn)發(fā)展，因此，研究先進(jìn)的電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用尤為重要。本文先簡(jiǎn)要分析我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r和電力電子技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)的推進(jìn)意義，然后重點(diǎn)研究了電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】先進(jìn)電力電子技術(shù) 智能電網(wǎng) 應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)各行各業(yè)都呈現(xiàn)一個(gè)全新的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，對(duì)能源和電力的需求也就相應(yīng)增多，尤其是對(duì)電力方面，增大的用電需求量也對(duì)電力系統(tǒng)提出了更嚴(yán)格的要求，因?yàn)榉€(wěn)定的電力傳輸才能保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展。因此，先進(jìn)的電力電子技術(shù)在電力企業(yè)中備受矚目，逐漸實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的智能化。

1 我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

智能電網(wǎng)，就是智能化的電網(wǎng)，這是一種新型電網(wǎng)，集多種先進(jìn)的技術(shù)于一體，能大大的提高效率，節(jié)省能源，減少電能損耗，保證用電安全等。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，智能電網(wǎng)應(yīng)用越來越廣泛，美國(guó)的智能電網(wǎng)最為成熟，但仍不能滿足國(guó)內(nèi)所需；隨后日本和歐盟也將先進(jìn)的光纖技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)中；我國(guó)的智能電網(wǎng)雖然興起不久，但在智能電網(wǎng)領(lǐng)域，卻取得了相當(dāng)大的成就，研究了一大批先進(jìn)的科研成果，為電力事業(yè)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用。

2 先進(jìn)電力電子技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)的作用

2.1 滿足電能輸出供應(yīng)需求

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)各行各業(yè)，對(duì)能源和電力的需求也就相應(yīng)增多。如果，電力供應(yīng)系統(tǒng)不能滿足社會(huì)需要，不僅不會(huì)對(duì)社會(huì)起到促進(jìn)作用，還會(huì)阻礙社會(huì)的發(fā)展。因此，通過在智能電網(wǎng)中使用先進(jìn)的電力電子技術(shù)，能夠提高電能的輸出質(zhì)量，改善電網(wǎng)的輸出效率，滿足社會(huì)需求量。

2.2 維護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定

雖然，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)帶動(dòng)了電子技術(shù)的發(fā)展，但是，在電力系統(tǒng)中，電子技術(shù)并沒有得到很好地推廣。將先進(jìn)的電力電子技術(shù)運(yùn)用到電網(wǎng)中，能夠根據(jù)用戶需求及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證整個(gè)電網(wǎng)用電穩(wěn)定和安全，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定化。

2.3 優(yōu)化資源配置

作為能源的組成部分，電力資源對(duì)于社會(huì)發(fā)展意義重大。雖然我國(guó)能源資源的總量非?？捎^，但是人均資源卻是寥寥無幾，而且有些能源資源瀕臨枯竭，對(duì)社會(huì)和環(huán)境都造成重大影響。但是電力資源是一種可再生的清潔資源，不僅能夠滿足社會(huì)龐大的需求量，還能夠改善環(huán)境，對(duì)社會(huì)資源起到合理的優(yōu)化，調(diào)整社會(huì)資源不均衡問題。

3 先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 在智能電網(wǎng)發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

如何在快速發(fā)展的社會(huì)中實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)利用，是我們面臨的新挑戰(zhàn)。在智能電網(wǎng)中，采用先進(jìn)的電力電子技術(shù)可緩解能源緊張帶來的壓力，節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境。在智能電網(wǎng)的發(fā)電環(huán)節(jié)中，對(duì)先進(jìn)電力電子技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在采用先進(jìn)技術(shù)，利用風(fēng)能水能等可再生資源進(jìn)行發(fā)電。例如在利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電時(shí)，要將電機(jī)組的電子利用先進(jìn)技術(shù)并入電網(wǎng)中，才能實(shí)現(xiàn)變速操作，控制電池的充放電過程，保證供電平穩(wěn)進(jìn)行。

3.2 風(fēng)能、光電能、存儲(chǔ)混合的應(yīng)用

風(fēng)能和光電能是一組清潔的可再生能源，在綠色應(yīng)用中越來越重要，是未來資源的發(fā)展趨勢(shì)，能夠滿足大量的社會(huì)需求。但是，由于風(fēng)能和光電能的不穩(wěn)定因素比較多，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，要注意協(xié)調(diào)生產(chǎn)電力和負(fù)載之間的關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中，要利用大功率變換器連接電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，并且保證電力系統(tǒng)中大功率電壓源和存儲(chǔ)設(shè)備的完美連接，這樣，既能實(shí)現(xiàn)能源的大量?jī)?chǔ)存，而且，還能大大提高電力資源的質(zhì)量。

3.3 在智能電網(wǎng)輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

在電能的輸電環(huán)節(jié)涉及很多的技術(shù)參數(shù)，包括高壓直流輸電、柔性直流輸電等，采用先進(jìn)的電力電子技術(shù)能夠保證直流輸電的輸電穩(wěn)定性。通過先進(jìn)電力電子技術(shù)與電力系統(tǒng)的結(jié)合，能夠根據(jù)實(shí)際情況控制電力系統(tǒng)，將電子技術(shù)、控制技術(shù)完美的結(jié)合在一起共同調(diào)控智能電網(wǎng)，從而大大增強(qiáng)智能電網(wǎng)的穩(wěn)定，保證輸送的電力質(zhì)量。

3.4 在智能電網(wǎng)變電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

近幾年，變電站由傳統(tǒng)的模式向數(shù)字化的方向發(fā)展，這依賴于電力電子技術(shù)的不斷變革，未來，變電站的發(fā)展趨勢(shì)是通過大的交流平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息的共享互用。在變電站數(shù)字化的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)變電站電網(wǎng)的智能化和信息化。因此，未來的智能化電網(wǎng)不能僅僅是數(shù)字采集和展示，而是通過先進(jìn)電力電子技術(shù)完成對(duì)數(shù)字的分析功能。用光電技術(shù)操作驅(qū)動(dòng)，用編碼程序代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器，用微處理機(jī)實(shí)現(xiàn)邏輯功能模塊。

3.5 在智能電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

目前，電力系統(tǒng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)主要是實(shí)現(xiàn)用戶互動(dòng)，這也是智能電網(wǎng)中用電環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)，在這個(gè)環(huán)節(jié)使用先進(jìn)電力電子技術(shù)，完成供電方和用電方的信息需求，更好地保證用戶對(duì)電的實(shí)際需求。這個(gè)環(huán)節(jié)用到的智能設(shè)備包括智能保護(hù)裝置、自動(dòng)化設(shè)備、智能標(biāo)記、以及數(shù)據(jù)處理設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在供電方和用戶之間的高速傳遞。

3.6 在智能電網(wǎng)配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)的配電環(huán)節(jié)，要保證用戶對(duì)電能的質(zhì)量需求，將先進(jìn)的電力電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合起來，嚴(yán)格監(jiān)控配電過程中的各個(gè)換節(jié)，為用戶提供供應(yīng)技術(shù)，保證用戶對(duì)電的的實(shí)際需要。在配電過程中如果發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，要及時(shí)解決，并將傳感測(cè)量技術(shù)采集到的信息通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，進(jìn)一步協(xié)調(diào)控制，提高配電環(huán)節(jié)中的電能質(zhì)量。

4 結(jié)論

全球化時(shí)代，科技發(fā)展日新月異，隨著科技的快速發(fā)展，電力電子技術(shù)也得到很大程度的提高，并不斷發(fā)生變革，先進(jìn)的電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用可以使電力系統(tǒng)逐漸完善并不斷成熟，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并使電力行業(yè)向著更高層次不斷的發(fā)展。這些先進(jìn)技術(shù)的融合能夠保證電力在發(fā)電、輸送、傳遞、使用等各個(gè)環(huán)節(jié)保持穩(wěn)定，優(yōu)化電網(wǎng)，減少能源浪費(fèi)，優(yōu)化資源配置，使電力電子設(shè)備更加安全可靠。因此，先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用能夠促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)平穩(wěn)發(fā)展，保護(hù)環(huán)境和維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

山東師范大學(xué)附屬中學(xué) 高三16班 山東省濟(jì)南市 250100