现代电力电子技术在智能电网中的应用

现代电力电子技术在智能电网中的应用

刘扬

天津科林电气有限公司天津300457

摘要：电力行业的快速发展改善了我国人们的生活水平和生活质量。随着我国经济的不断发展，国家对电力的需求进一步增长，对电能质量的要求也进一步提高。智能电网拥有自愈性、自适应性、可靠性、兼容性等优良特征，很好的满足了社会对电网的要求。它的这些优良特征与电力电子装备在智能电网中的广泛应用息息相关。

关键词：电力电子技术；智能电网；应用

引言

我国电力行业之所以能快速发展离不开国家经济的大力支持。当前社会经济的快速发展已经离不开电能这一资源，它为社会、经济的发展提供了重要的物质文明基础。从我国实施改革开放这一重大历史决策之后，电力事业有了突飞猛进的发展，通过借鉴和引进国外的先进技术提高了我国电力能源的高效利用。

1智能电网的运行现状

智能电网是一种集多种现代化技术于一身新型电网。相较于传统电网，它的效率更高，对电能消耗的抑制效果更好且节约资源。除此之外它还可以保障用户的安全。现阶段智能电网已经广泛应用于全国各地，但随着其需求量的增加，智能电网出现供不应求的问题，亟需解决。以智能电网设置量最大的美国为例，它的智能电网仍然不够满足整体的需求量。而中国人口基数大，智能电网应用时间短，起步晚，即使智能电网已经取得了很大的成绩，它的产能与我国的整体需求量仍然相差悬殊。因此，先进的电力电子技术的应用必不可少，它可以缓解上述问题并促进我国电力事业的发展。

2电力电子技术在智能电网中的实际应用的重要性

（1）电力电子技术具有一定的稳定性，随着信息技术的不断更新，电力电子技术也不断进步，但是智能电网建设过程中，还是存在很多问题，目前来看，智能电网系统在发展过程中，要想保证其经济效益，就必须满足稳定性与安全性指标，将电力电子技术真正运用到智能电网的建设中。电力电子技术的应用，提高了解决智能电网建设过程中各种问题的效率，促进了电网系统的智能化发展。从某些方面来看，电力电子技术为电网的智能化发展提供了重要的保障。（2）电力电子技术在智能电网中的应用，改善了电能输出的质量。随着我国社会经济的不断发展，各个企业也逐渐发展起来，企业的增多提高了电能供应需求，如果电路输出不能保证其稳定性，就会引起一系列安全事故。电力电子技术的应用，从一定程度上提高了电能输出的稳定性，节约大量能力。（3）电力电子技术的应用，使电力资源损耗量降低，有效缓解了我们国家的资源与环境压力，实现电能资源的合理配置。

3电力电子技术在智能电网中的应用

3.1FACTS技术在智能电网中的应用

柔性交流输电系统（FACTS）发展到今天共经历了三代技术更新，第一代FACTS装置主要由晶闸管控制的电容器和电抗器组成，第二代FACTS装置采用了门极可关断设备等全控器件，其外部回路不需要加设大型电力设备，第三代FACTS装置采用2台多台控制器复合而成的FACTS装置，具有统一的控制系统。FACTS技术因其灵活、快速的控制特性能够提升电网的输送能力、可靠性和反应速度而在新能源和绿色能源发电方面起到重要的作用。FACTS技术包含了传输技术、通信技术和微电子技术，它的应用能够协调局部电网和总电网之间的电能交换。我国智能电网建立的基础是高压输电系统，但高压输电系统对于新能源和绿色能源发电的接入和隔离有一定要求，FACTS技术能够将智能电网中的交流电变换为其他形式，通过对系统电流、电压和功率的灵活控制解决了绿色能源和新能源在高压输电环节的接入和隔离问题并降低了线损。我国的柔性交流输电系统因采用独立控制模式，自换相模式的换流器设备而大幅度提升了电网的输电能力。

3.2应用在能源存储环节

作为可再生能源的重要组成，风能和光能的使用能够更好地实现电能绿色应用，对于未来的发展是非常重要的，可以充分地保证资源的重复利用。由于当前可再生能源的利用还不够全面，还存在很多的不确定性因素，因此再具体应用的过程中一定要充分地注意相关的负载关系调节工作。对于能源的存储环节，具体的操作程序是先借助大功率的变换器，利用变换器有效的连接电力系统，将风能和光能转化为电能，与此同时将电压源同存储的设备相连接，这样就可以实现电能的存储。

3.3配电环节的应用

配电环节与住户直接相关，通过将电力电子技术与自动化技术应用相结合，可以更好的监视整个配电过程，对内外界因素造成的电网故障作及时地解决。例如，IUT装置在美国已经逐渐实现市场化，它不仅具备传统变压器应有的功能，还可以在下陷矫正、单项转为三项等方面改善系统的运行，从而有效为配网提供远程监控的辅助。我国已经应用超过20套SVC技术，此项技术可以帮助电网节约25.976GW•h电能，从而增加国家收入约1149千万元。

3.4智能开关技术在智能电网中的应用

智能开关技术在智能电网中的应用能够减少电网中电力器件的损耗，对电网起着重要的保护作用。智能开关是智能电网的关键部件之一，主要由承担过电压保护和过电流保护的总电源开关，承担漏电保护和过电流保护的分开关，电路以及壳体组成。其中，总电源开关对应一股进线，分开关是由多个开关组成的一个整体，对应多个出线，电路部分包含保护电路，故障电路和执行电路。虽然智能开关能够对指定位置进行断开或者闭合，能够提高电网的安全性，在电网中应用很广泛，但智能开关装置成本较高。

结语

智能电网是我国电网发展的必然趋势，将电力电子技术与智能电网结合，不但能提高电网的稳定性和智能化程度，还能够满足用电客户对电能质量和供电稳定性的需求。随着电力电子装置在智能电网中的广泛应用，电网数字化程度将加深，大大提升了电力企业与用电客户之间的互动程度，使电力企业能够更好的为用电客户提供服务。同时，随着大数据时代的来临，现代电力电子技术在智能电网中的应用使传统的电力行业能够更好的适应大数据时代的来临，同时也为电力行业开辟了新的数字化盈利模式。

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