电力电子技术在智能电网中的应用

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摘要：由于社会的快速发展，先进电力电子技术在智能电网当中的应用越来越广泛，在一定程度上推动了智能电网不断走向信息化、数字化、自动化，并使电力系统中智能电网的运行更加高效、更加安全。本文通过对智能电网发展中电力电子技术的需求进行分析，从而对先进电力电子技术在智能电网中的应用进行了深入的研究。

关键词：电子技术；智能电网；应用

1现代电力电子技术的特点

新型电力电子器件的优势有很多，不但革新了电力电子技术，还推动了现代电力电子技术阶段的到来。现代电力电子技术所具备的特点主要有：

1.1全控化

全控化是基于半控型普通晶闸管而发展到各类自关断器件，在电力电子器件的功能上实现了重大突破。自关断器件全程化的实现，将以往电力电子器件的复杂换相电路取消了，简化了电力。

1.2集成化

集成化的分立方式完全不同于传统电力电子器件的分立方式，全控型器件是众多单元器件的并联集合，都在一个基片上集成。

1.3高频化

高频化指的是在实现器件集成化的同是，也将器件的工作速度提高了。比如GTR能够在10kHz频率以下工作，IGBT能够在几十千赫兹以上工作，功率MOSFET超过数百千赫兹。

1.4高效率化

高频化通过变化技术和器件两方面来体现。电力电子器件的不断降低的导通压降，会使得导通损耗降低；而器件开关加快的上升和下降过程，会使得开关损耗降低；器件合理运行，能够使运行效率提高；而将软开关技术应用到变换器中，会进一步提高运行效率。

2智能电网对电力电子技术的需求

2.1可使电网及保障大电网安全性得到大幅提升

为了最大限度的满足用户需求、系统变化、以及环境变更等要求，智能电网不仅要适应能力强、反应能力强，还需有较高的互动性，而电力电子技术可以有效提高电网的适应能力和反应能力。现在，通过不断的创新，已在FACTS和HVDC等相关产业中形成了新的电力电子技术培育点，不仅减少了电网故障损失，还使电网故障后能在最短的时间内恢复，同时，还大幅提高了电网输电能力和电网电能质量。由于智能电网的不断发展和健全，也需进一步提高电力电子技术水平。电网网架结构是现在我国电网中的一个薄弱环节，需进一步提高和调节输电、配电等领域的水平，这就需要我们深入研发灵活交流输电装置，从而加强电网网架结构。从全球范围内来看，大电网互联是将来电网发展的必然走向。

2.2可提供电网电能质量，满足电力市场需求

随着社会经济以及科学技术的快速发展，在很大程度上提高了我国工业水平，因此，人们也越来越重视电能质量问题。微型电网、光伏发电站、以及大规模风电场等，是现在影响电能质量的主要并网。通过调查数据得出，美国每年因电能质量所造成的损失已达到了高达了千亿美元。另外，现在，用户参与电力市场领域的占比也越来越高，这使得用户与供电方同之间的关系越来越密切，而双方共同追求的利益目标即是实现电能的高效利用。在治理电网电能质量过程中，应用电力电子技术和装置不仅能够有效提高电网的配电效率，还能使用户与供电方之间的交互性提高，另外，还大幅提高了电力供应的质量与效率，在很大程度上促进了智能电网的发展。

2.3提高电网电力电子装置的可靠性

在电力系统中，已广泛应用了电力电子技术，其发展也比较成熟了，但是，现在仍未建立健全的评估电力装置经济性与可靠性的体系。因此，在大量电力电子装置被应用的情况下，最重要的一个问题即是有效评估电网适应性和电力电子装置所产生的经济效益。而电力电子技术的安全使用是智能电网的一个关键课题。随着电力换流技术在系统中的广泛应用，不断出现了一些问题，如：次同步谐振、谐波不稳定、以及同步电机自激扭振等问题，现在我国已开始研究这些相关的问题。此外，目前仿真技术还不完善，存在一些不足，在一定程度上制约了电力电子技术的发展，所以，我们要建立电力电子统一仿真平台，并深入研究电力电子装置的特性，以提高系统的可靠性。

2.4推动节能减排技术的研究

国家发展和改革委员会、国家电监会、以及国家能源局，通过监督检查2008年全国电力企业的节能减排工作，总结得出，要实现电力企业的节能减排工作是一项长期而困难的任务。由于经济的快速发展，我国对清洁能源的需求日益增多，因此，我们要提高电力电子技术，以实现变流技术的飞跃发展，同时，通过电力电子装置，大幅提高目前的输电线路的输送能力，通过不断研究和推广超级电容的，推动电动汽车与混合动力汽车发展。

3分析未来智能电网中新技术的应用

我国智能电网目前仍是初步发展阶段，新技术的运用大幅促进了电网的发展。其中超导电力技术的研究和应用为智能电网的发展提供了有利的依据。

3.1超导电力技术概念

高温超导电力技术作为一项新兴的技术，具有战略意义，其内容繁多，涉及的领域和学科众多，有着复杂的工业背景。高温超导产品可以在输电电缆、变压器、限流器、电动机、发电机等众多产品中出现，有着十分广泛的应用，它能够有效使电能质量、供电安全性能和电网容量获得提升。

3.2超导技术的具体作用

智能电网较强的自愈能力特性是电网安全、稳定的运行的基础保障，然而，由于智能电网的不断发展，提高了对其能量双向流动的要求，因此，我们需通过先进的技术和设备，以缓解电力系统扰动所造成的影响。通过超导技术能够有效提高系统的稳定性和可塑性，例如：将大型的超导储能装备安装到电力系统中，并使其单独的输出有功或无功电源，从而实现电力系统的有效调节。超导电力装备比传统电力装备具有很大的优势，在已经成熟运行的电力系统中，通过超导电力装备可以将新的变量引入到电力系统中。现在，如电力工作人员所面临的一个挑战即是协调二者的运行。

4结束语

在智能电网应用先进电力电子技术，不仅能够使电网得到进一步强化和优化，还能使大电网运行的更加安全、稳定，同时，还大幅提高了电网电能质量与效率，推进了节能减排技术进一步研究，所以说，先进电力电子技术的研究，是推动我国电网可持续发展的一项重要措施。

参考文献：

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[3]张文亮,汤广福,查鳃鹏,贺之渊.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报,2013,05(12):35-36.

作者：刘泉 马正杰 单位：国网山东省电力公司招远市供电公司