電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用分析

孫邦伍

摘要：為了能夠滿足社會(huì)用電需求，提升供電質(zhì)量和安全，應(yīng)用電力電子技術(shù)是必然選擇。通過在配電網(wǎng)中大力推廣和應(yīng)用電力電子技術(shù)，可以有效提升電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，提升輸電能力和輸電質(zhì)量，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)提供更為堅(jiān)實(shí)的支持和保障。文章就電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，從多種角度把握技術(shù)要點(diǎn)，提出合理的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；配電網(wǎng)；應(yīng)用；輸電能力；靈活交流輸電技術(shù)

在電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈的背景下，電力企業(yè)提升輸電質(zhì)量和穩(wěn)定性顯得十分關(guān)鍵，直接關(guān)乎企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)生存和發(fā)展。尤其是在當(dāng)前信息時(shí)代背景下，越來越多先進(jìn)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中，在此基礎(chǔ)上，電力電子技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用在配電網(wǎng)中，在提升電網(wǎng)輸電能力和系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)，可以為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。由此看來，加強(qiáng)電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用研宄十分關(guān)鍵，有助于推動(dòng)我國(guó)電網(wǎng)朝著智能化、自動(dòng)化和信息化方向發(fā)展，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。

1 電力電子技術(shù)的發(fā)展分析

在社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展下，城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程逐漸加快，對(duì)于新時(shí)期的電網(wǎng)建設(shè)提出了更高的要求。電能作為社會(huì)生產(chǎn)生活有序開展的基礎(chǔ)保障，電力電子技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用在配電網(wǎng)中，可以有效提升電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和輸電性能。尤其是在當(dāng)前市場(chǎng)發(fā)展中，6kV/6kA的門級(jí)可關(guān)斷元件進(jìn)入到人們視野，元件在具體施工中，功率可以高達(dá)10MW，在一定程度上促進(jìn)了電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用和推廣，意義十分深遠(yuǎn)[1]。電力電子技術(shù)在電子芯片中的應(yīng)用，可以有效提升電力集成技術(shù)水平，同時(shí)還可以有效減少配電網(wǎng)功率開關(guān)，提升電力信號(hào)信息檢測(cè)準(zhǔn)確度和效率，促使系統(tǒng)具備自我診斷和保護(hù)功能，更為充分地發(fā)揮電力電子技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提升配電網(wǎng)輸電能力。現(xiàn)階段，電力電子技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行中，具有可靠性、穩(wěn)定性的特點(diǎn)，在滿足電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展需要的同時(shí)，為社會(huì)生產(chǎn)生活提供更為堅(jiān)實(shí)的保障和支持。

電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用?，F(xiàn)實(shí)性較強(qiáng)，電力電子的開關(guān)元件自身具有觸電點(diǎn)性能和高速開端特點(diǎn)，可以有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，為人們帶來更加便捷和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)[2]。同時(shí)，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)電保護(hù)裝置，有效提升系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，改善電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題。更為關(guān)鍵的是，電力電子技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，可以在不影響現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步和配電網(wǎng)整合在一起，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)的控制，根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整電力系統(tǒng)線路、功率和電壓，在提升配電網(wǎng)輸電能力的同時(shí)，盡可能降低電能的損耗，促使電力系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定運(yùn)行，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)做出更大的貢獻(xiàn)，意義十分深遠(yuǎn)。

2 電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用

電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中應(yīng)用，主要是為了應(yīng)對(duì)用戶不斷增長(zhǎng)的電能需求，在用電過程中可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)供電，降低電壓波動(dòng)，促使用戶在用電過程中可以有效避免干擾，如果電壓不穩(wěn)定，可能會(huì)對(duì)用戶生活帶來十分深遠(yuǎn)的影響。

2.1 補(bǔ)償器

2.1.1 串聯(lián)補(bǔ)償器

串聯(lián)裝置在實(shí)際應(yīng)用中，可以有效降低系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷，是一種面向負(fù)荷的補(bǔ)償方式，可以有效改善電壓波動(dòng)和不平衡高次諧波等問題對(duì)系統(tǒng)帶來的運(yùn)行負(fù)荷。串聯(lián)裝置更多的是應(yīng)用在特定負(fù)荷方面提供補(bǔ)償，負(fù)荷容量直接決定串聯(lián)裝置容量。配電系統(tǒng)中串聯(lián)同步補(bǔ)償器在實(shí)際應(yīng)用中，最為典型的就是動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器。核心裝置為同步電壓源逆變器，通過對(duì)逆變器的控制可以產(chǎn)生同電網(wǎng)同步的三相交流電壓[3]。如果線路測(cè)電壓出現(xiàn)異常變化，逆變器輸出電壓可能出現(xiàn)不同程度上的變化，用于補(bǔ)償電壓差異，確保電壓敏感設(shè)備的電壓變化在可接受范圍內(nèi)，設(shè)備可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。與此同時(shí)，如果供電中斷，儲(chǔ)能裝置可以為補(bǔ)償器提供能量支持，持續(xù)為負(fù)荷輸送電力。

Siemens公司將此種產(chǎn)品投入到實(shí)踐運(yùn)作中，可以有效消除電壓突降對(duì)于工廠生產(chǎn)帶來的影響，短期內(nèi)即可回收投資成本。所以說，DVR技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中效果較為可觀，值得廣泛推廣和應(yīng)用。

2.1.2 并聯(lián)補(bǔ)償器

在并聯(lián)補(bǔ)償器中，作為一種面向系統(tǒng)的補(bǔ)償方式，并聯(lián)裝置容量除了由系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷決定以外，系統(tǒng)的容量同樣對(duì)其產(chǎn)生影響。在實(shí)踐中，更多的是用于降低負(fù)荷。其中最為典型的即是DSVC裝置，具體可以分為TCR和TSC兩種，其中TCR通過控制晶閘管開通可以有效改善流過電抗器電流性能，改變無功功率大小。TSC則是通過晶閘管開通和關(guān)斷來動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)無功功率大小。

DSVC反應(yīng)能力和自適應(yīng)能力較為突出，配電網(wǎng)中應(yīng)用DSVC可以有效降低用戶沖擊性負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)無功快速補(bǔ)償，盡可能降低電網(wǎng)電壓突降影響到設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。與此同時(shí)，在電氣化鐵路中運(yùn)用，主要是為了解決不對(duì)稱負(fù)載帶來的問題，降低負(fù)序電流對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來的影響，還可以控制電壓波動(dòng)問題，切實(shí)提升配電網(wǎng)輸電能力和輸電質(zhì)量[4]。

2.1.3 串并聯(lián)補(bǔ)償器

為了能夠充分發(fā)揮串聯(lián)補(bǔ)償器和并聯(lián)補(bǔ)償器的優(yōu)勢(shì)，可以將兩種補(bǔ)償器混合使用，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，在面向系統(tǒng)的同時(shí)，面向負(fù)荷，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 有源濾波器

在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，一般情況下，電力系統(tǒng)的電壓總諧波畸變率大概在2%?3%，在特殊情況下方會(huì)達(dá)到16%。有源濾波器則是借助電力電子技術(shù)抑制諧波的設(shè)備，經(jīng)過不斷完善和創(chuàng)新，為APF在工業(yè)生產(chǎn)證廣泛應(yīng)用提供了良好的條件。通過對(duì)電路將非線性負(fù)載電流進(jìn)一步劃分為兩個(gè)部分，即諧波分量和基波分量?jī)煞N。輸入和負(fù)載諧波分量大小一致的補(bǔ)償電流，以此來有效改善非線性負(fù)載對(duì)于配電網(wǎng)正常運(yùn)行帶來的影響[5]。較之無源濾波器而言，APF技術(shù)優(yōu)勢(shì)十分突出，但是由于成本較高，所以尚未能在實(shí)踐中全面推廣和應(yīng)用。當(dāng)前較為常見的方法就是將有源濾波器與低次諧波的無源濾波器混合搭配使用，這樣不僅可以滿足降低非線性負(fù)載對(duì)于配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來的影響，還可以獲得更加可觀的性價(jià)比。伴隨著電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，器件價(jià)格逐漸降低，相信在未來電力系統(tǒng)中必然可以廣泛應(yīng)用APF，為電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

2.3 固態(tài)開關(guān)技術(shù)

固態(tài)開關(guān)技術(shù)主要是借助晶閘管自身切換速度快和無觸點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)快速開關(guān)切換的無電弧投切。同時(shí)還可以降低器件發(fā)熱和操作過電壓，避免系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

3 結(jié)語

綜上所述，在配電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展中，應(yīng)用電力電子技術(shù)，可以有效提升電力系統(tǒng)運(yùn)行效率和輸電能力，降低系統(tǒng)故障概率，推動(dòng)電網(wǎng)信息化、自動(dòng)化和智能化發(fā)展。

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