電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

董小瑋 劉濟(jì)寧 寧海城

（山東工業(yè)技師學(xué)院，山東 濰坊 261053)

智能電網(wǎng)是我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的重要方向，在電網(wǎng)中具有十分重要的地位。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電力電子技術(shù)也隨之快速發(fā)展。尤其是最近幾年，在很多領(lǐng)域都可以看到電力電子技術(shù)的運(yùn)用。在以信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為發(fā)展目標(biāo)的智能電網(wǎng)中，電力電子技術(shù)已經(jīng)成為必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。合理高效的運(yùn)用電力電子技術(shù)，可以有效地提高電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

1 智能電網(wǎng)中電力電子技術(shù)應(yīng)用的重要性

智能電網(wǎng)為了滿足不同電力用戶的需求，逐步發(fā)展為一個(gè)復(fù)雜開放的系統(tǒng)。另外，智能電網(wǎng)的系統(tǒng)控制也可以根據(jù)電力使用環(huán)境的變化而做出適當(dāng)?shù)母淖?。為了滿足這些改變，需要在電網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中使用電力電子技術(shù)，特別是在輸電、配電等過程，利用系統(tǒng)調(diào)控手段，調(diào)節(jié)輸配電網(wǎng)的潮流分配，增強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，抑制電網(wǎng)故障的傳播，并提升電網(wǎng)在各種故障下的“自愈”能力，來滿足客戶的不同需求。在在該系統(tǒng)中采用了可控串聯(lián)補(bǔ)償和無功補(bǔ)償來保障智能電網(wǎng)中的安全穩(wěn)定性能。

2 電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 FACTS 技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS） 發(fā)展到今天共經(jīng)歷了三代技術(shù)更新，第一代FACTS 裝置主要由晶閘管控制的電容器和電抗器組成，第二代FACTS 裝置采用了門極可關(guān)斷設(shè)備等全控器件，其外部回路不需要加設(shè)大型電力設(shè)備，第三代FACTS 裝置采用2 臺(tái)多臺(tái)控制器復(fù)合而成的FACTS 裝置，具有統(tǒng)一的控制系統(tǒng)。FACTS 技術(shù)因其靈活、快速的控制特性能夠提升電網(wǎng)的輸送能力、可靠性和反應(yīng)速度而在新能源和綠色能源發(fā)電方面起到重要的作用（何大愚，柔性交流輸電系統(tǒng)概念研究的新進(jìn)展：電網(wǎng)技術(shù)，1997）。FACTS 技術(shù)包含了傳輸技術(shù)、通信技術(shù)和微電子技術(shù)，它的應(yīng)用能夠協(xié)調(diào)局部電網(wǎng)和總電網(wǎng)之間的電能交換。我國(guó)智能電網(wǎng)建立的基礎(chǔ)是高壓輸電系統(tǒng)，但高壓輸電系統(tǒng)對(duì)于新能源和綠色能源發(fā)電的接入和隔離有一定要求，F(xiàn)ACTS 技術(shù)能夠?qū)⒅悄茈娋W(wǎng)中的交流電變換為其他形式，通過對(duì)系統(tǒng)電流、電壓和功率的靈活控制解決了綠色能源和新能源在高壓輸電環(huán)節(jié)的接入和隔離問題并降低了線損。

2.2 在規(guī)模較大的能源基地中的應(yīng)用

在一些規(guī)模較大的能源基地中，電力傳輸?shù)姆秶鄬?duì)較大，所以在電力傳輸距離與容量方面的要求也相對(duì)較高。電力電子技術(shù)在大型能源基地電力傳輸過程中的應(yīng)用，借助其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)能夠促使傳輸過程中的電能損耗大幅度降低，進(jìn)而促使電能傳輸效率顯著提升。除此之外，在電力電子器件中所夾帶的晶閘管，還能夠有效的提升電力流通能力，從而更好地保證了電能傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

2.3 HVDC 技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

直流輸電在智能電網(wǎng)中應(yīng)用環(huán)節(jié)較多，因其穩(wěn)定性良好，易于調(diào)控，傳輸容量大，傳輸損耗小等特點(diǎn)得到了廣泛關(guān)注，高壓直流輸電技術(shù)作為直流輸電技術(shù)的一種，因其對(duì)系統(tǒng)影響小等優(yōu)點(diǎn)而適合大功率遠(yuǎn)距離輸電（楊安民，柔性交流輸電(FACTS) 技術(shù)綜述：華東電力，2006）。高壓直流輸電（HVDC） 技術(shù)通過首端與末端的換流站與交流系統(tǒng)相連接，通過在首端換流站進(jìn)行整流將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后通過高壓直流輸電網(wǎng)進(jìn)行傳輸，在末端換流站，通過在末端換流站進(jìn)行逆變，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，再將電能傳輸?shù)浇涣麟娤到y(tǒng)。HVDC 技術(shù)在智能電網(wǎng)中可以通過自換相方式實(shí)現(xiàn)對(duì)功率的靈活控制來實(shí)現(xiàn)新能源和綠色能源接入后的電網(wǎng)穩(wěn)定性。

2.4 智能開關(guān)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，其中應(yīng)用最為廣泛的就是智能開關(guān)技術(shù)。借助該技術(shù)，能夠做到對(duì)電網(wǎng)中任意位置電壓與電流的閉合處理，保證電網(wǎng)線路的某個(gè)區(qū)域能夠處于供電或斷電狀態(tài)，由此也對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性提供了有力的條件。智能開關(guān)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：1） 由于智能開關(guān)技術(shù)的存在，有效的避免了電網(wǎng)系統(tǒng)電流過量和漏電等安全問題的發(fā)生，進(jìn)而更好地維護(hù)了電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定;2）智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，充分的保證了電力企業(yè)儀表儀器與電力用戶電器設(shè)備的安全性。

2.5 高壓變頻技術(shù)

高壓變頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就是可以節(jié)電，其節(jié)電率一般可以達(dá)到30%左右。在智能電網(wǎng)的應(yīng)用過程中，一些高用電企業(yè)為了節(jié)約用電成本，將高壓變頻技術(shù)運(yùn)用在智能電網(wǎng)中，采取高壓邊坡技術(shù)大大降低了企業(yè)的用電成本，節(jié)能效果十分顯著。

3 結(jié)語

智能電網(wǎng)是我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，將電力電子技術(shù)與智能電網(wǎng)結(jié)合，不但能提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和智能化程度，還能夠滿足用電客戶對(duì)電能質(zhì)量和供電穩(wěn)定性的需求。隨著電力電子裝置在智能電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)數(shù)字化程度將加深，大大提升了電力企業(yè)與用電客戶之間的互動(dòng)程度，使電力企業(yè)能夠更好的為用電客戶提供服務(wù)。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，現(xiàn)代電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用使傳統(tǒng)的電力行業(yè)能夠更好的適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，同時(shí)也為電力行業(yè)開辟了新的數(shù)字化盈利模式。