论先进电力电子技术在智能电网中的应用

论先进电力电子技术在智能电网中的应用

熊银苟

熊银苟

广州工商学院(电子信息工程系)510850

摘要：随着时代的发展和社会进步，计算机技术在电力领域中获得极大发展和应用。也由此，对电力电子技术的发展加大了关注力度。在我国目前智能电网中，时刻改造着智能电网以及增加可使用电量，电力电子技术的发展可以使我国电力供应得到极大缓解，给智能电网的发电传输等功能带来基础，这也象征着电力电子技术在智能电网中的地位和影响。

关键词：电力电子技术；智能电网；应用研究

电力电子技术是计算技术在智能电网中的具体实现，随着智能电网计算机化和信息化的水平不断提高，电力电子技术在智能电网中的作用也越发明显。简单的说，电力电子技术就是通过计算机技术将强电和弱电进行有效的组合，它是计算机应用技术、电子技术、电路技术还有电力控制技术为一体的服务性的技术。笔者就电力电子技术在我国智能电网中的应用和发展进行了重点阐述，说明电力电子技术在智能电网中的重要性。

1.电力电子技术在智能电网中应用的意义

1.1能够促进相关工作人员工作的顺利开展

伴随人们用电需求的提升，传统电力系统应用问题日渐凸显出来，加重了电力系统故障，带来了电力应用安全隐患。为了减少这些安全隐患，促进电力系统安全发展，需要相关人员加强电力系统技术管理。电力电子技术的应用能够简化电力工作人员管理操作，提升电力系统技术管理效率。

1.2电力电子技术自身性能良好

电力电子技术在技术构造、应用方向显示出了自身良好的性能，得到了人们的广泛应用，将其应用到电气工程中能够促进社会生产发展，带动电气工程进步。

1.3能够提升电子技术系统适应力

电力电子技术显示出了良好的适应力，方便工作人员操作。将其应用在智能电网中能够提升工作效率，降低人们的工作压力，提升电力企业的发展空间。

2..电力电子技术发展及特点分析

电力电子技术是把电子技术应用于智能电网中，保证智能电网的稳定运行，提高智能电网供电质量。随着科技水平的不断提高，许多新的材料被应用与智能电网中，为智能电网中电力电子技术的应用提供了支持，电力电子技术的在智能电网中的应用，实现对电力的有效控制，用户可以更方便的使用电能。在现代化智能电网中电力电子技术的应用时必不可少的，电力电子技术包括材料期间的制造技术和电子电路的变流技术。电力电子技术的发展经历了第一代半控型电力电子技术，第二代全控型电力电子技术和第三代复合型电力电子技术，目前电力电子技术的主要发展方向是小功率的集成电路，小功率的集成电路技术把驱动、控制和功率器件技术综合在一起，最大的优点是降低功率。电力电子技术中整流电路的应用比较广泛，并在电力电子技术的应用中占有重要的地位。随着自关断器件的应用，高频化成为电力电子技术的发展方向，电力电子的控制技术在新阶段的应用还包括无功率功率控制和神经元控制等方面，目前在电力电子控制技术中传统的模拟控制已经不能满足电力电子技术发展的需要，取而代之的是微处理器的数字控制技术。

3.电力电子技术在智能电网中的应用分析

3.1软开关控制装置

随着电子技术和电力系统的发展，电力系统对电磁兼容和效率的需求越来越大，这就要求电力装置满足轻便和小型的要求，传统的电力系统中通过开关控制来节省变压器和电容等元件的占用空间，但是这样高频率的开关转换会使其损耗过大，并会对电路的效率产生不利的影响，同时也会产生一些额外的电磁干扰。软开关控制装置很好地解决了这一缺陷，特别是在减少噪音和降低开关损耗上有很大的帮助，目前软开关控制装置用于很多电力系统中，研究表明在开关频率大于1Mhz的情况下，其性能也会达到理想的状态。将多个简单的电路通过串并联成一个组合电路的方法在很多情况下会提高电力系统的性能，软开关装置的应用越来越广泛。

3.2智能电网系统中的过电流保护

电力电子电路在出现运行故障之后会出现过电流的现象。针对这种问题的解决以往采用的是尽快切断熔断器、直流快速断路器以及电流继电器的方式来保护电力电子主要电路。但是现阶段的电力电子器件变得越来越小，功率性能越来越大，传统的保护系统装置无法再起到作用。因而，为了减少过电流的现象，人们开始关注自动去除驱动控制信号方式。具体是指通过设置专门的过电流保护电子电路，对检测过电流之后及时发出、调节或者驱动电路。以桥臂互锁保护法应用为例，具体分析在过电流故障下快速自动切除驱动信号的过程。桥式逆变电路在受到信号重叠或者开关器件延时时间长的时候会出现桥臂短路的问题。为此，需要应用联锁的方式，通过联通桥臂上两个以上的元件来降低短路现象的发生。

3.3有源电力滤波器的应用

基于电力电子技术的有源电力滤波器的应用原理是通过分析和检测电力系统补偿元件的运行状态，进而从中获取相对应的等分量谱波电流，其后利用补偿装置生成与谱波电流的相反等分量电流，从而实现谱波电流与生成电流的相互抵消作用。通过应用该种方法，可以在根本上规避电网系统中谱波电流的产生，取而代之的是基波电流。基于电力电子技术的有源电力滤波器具有应答速度快、抗干扰性强等诸多优势，这一设备主要由补偿装置以及具有指令功能的运算电流电路两部分构成。通过应用有源电力滤波器，可以及时对电力系统中的补偿电流进行检测和分析，进而实时获取电网系统中的谱波电流以及无功电流的数量，从而在根本上保障了电力系统运行的安全性和可靠性。

3.4高压直流输电技术的应用

现阶段，我国的大部分发电厂所传输的基本上都是交流电压，但在交流电压的传输过程中往往会出现能源的大量损耗情况，同时工作人员也难以有效把控所消耗的能源，并且管控消耗能源所要投入的资金成本也较高。针对该种情况，目前已有众多发电厂开始改用直流电输电方式，通过应用基于电力电子技术的高压直流输电技术能够有效完成交流电与直流电的转换工作。一般情况下，直流输电方式应用于电压容量较大且所隔距离较远的输电装置之上，利用高压直流输电技术将交流电压无损耗地转变为直流电压，其后在经过直流电逆变过程转变为直流电，以此来为人们提供更为优质的用电服务。

3.5电力电子技术在配电过程中的应用

要使配电系统能够配送出高质量的电力资源，需要在配电过程中满足配电频率、电压以及在谐波上满足相应的条件，同时，在配电过程中需要阻止电能的各种不稳定的波动和影响。这个过程中，电力电子技术作为配电环节的质量控制部分，以用户电力技术和FACTS技术为实现形式。FACTS技术在前文已经提及，它是通过在配电线路中增设电力电子装置，加强对与电压，电流和功率的可控性，调控电力传输能力的技术。用户电力技术解决的是配电系统中既时发生的需要马上解决的重要问题，主要复负责配电系统在配电过程中的安全性和稳定性，用于保证配电输电过程中，电力能源的质量。而FACTS技术则更为倾向于配电系统中对于电能的输送能力和有效控制力。FACTS技术和用户电力技术都是针对配电系统开发出的新型电力电子技术，两者的构造和工作原理大致上相同，随着电子技术的不断发展，在近些年，FACTS技术和用户电力技术在一定程度上已经逐步同步并合用，其中比较具有代表性的就是定制电力（DFACTS）技术。

3.6静止无功补偿装置

随着用电需求的增加，对电网功率变化的需求也不断增加，电网中功率的频繁变化和一些冲击性负荷的增加对电网的稳定性产生了很大的影响，不利于电网电路中低频振荡的有效控制，而通过静止无功补偿装置可以增大电力系统和负载的相关因数，降低电力系统中功率损耗值，同时还可以控制电路中电压的稳定性，提升电力使用质量。

结论

电力电子技术随着科学技术的进步不断发展变化，其在智能电网中的应用越来越广泛，并占有重要的作用，我们要深入研究电力电子技术在智能电网中的应用情况，查找电力电子技术应用的不足之处，充分发挥电力电子技术的优势，促进智能电网行业的发展。

参考文献:

[1]浦仕琳.电力电子技术在智能电网领域中的应用[J].科技创新导报,2012(05):78.

[2]李敏.电力电子技术在电气工程中的应用[J].通讯世界,2015(23):124-125.

[3]胡欣然,张海涛,刘洋.电力电子技术在电气工程中的应用[J].山东工业技术,2016(13):178.

[4]樊清山.电力电子技术在电气工程中的应用[J].电子技术与软件工程,2014(12):197