先进电力电子技术在智能电网中的应用

朱志萍

【摘 要】作为应用于电力领域的电子技术，电力电子技术以电力变化为主要研究内容，在电力系统中有着非常广泛的应用。信息化、数字化、自动化、互动化是智能电网的发展目标，先进电力电子技术是建设智能电网的重要技术手段。本文就智能电网对先进电力电子技术的需求，电力电子技术在智能电网中的应用领域进行了研究，并对先进电力电子技术的研究方向和发展预期进行了探讨。

【关键词】先进；电力电子技术；智能电网；应用领域

随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和环境问题的日益突出，电网发展面临着新课题和新挑战。为了解决这一难题，我国开始大力推进智能电网的研究和发展，此时研究电力电子技术在智能电网中的应用，对于不断完善目前的电网功能并逐步向智能电网趋近，有着十分重要的现实意义。

1.智能电网对先进电力电子技术的需求

1.1电力电子技术是智能电网的助推器

以灵活的交流输电技术、高压直流输电技术、轻型高压直流输电技术、定制电力技术和能量转换技术为典型的先进电力电子技术越来越广泛地应用在我国电网中，它是建设统一智能电网的重要基础和手段。先进的电力电子技术智能化是建设智能电网的关键所在，也是今后世界各国电力系统电力电子技术发展的主要走向。从我国电网的基本情况考虑，各种基于电力电子器件的系统控制器将得到更广泛的应用。

1.2可以促进可再生资源的有效利用

大规模、分散性的可再生资源所固有的间歇性、不确定性等问题，对电网的安全稳定运行提出了更高的要求。通过对智能电网的建设，利用先进的电力电子技术，保证可再生资源发电的大范围、分布式接入和远距离送出，可以实现再生资源发电的调度和控制，是促进可再生资源发展的前提条件，为利用清洁型能源、有效应对全球气候变化打下了坚实的基础。

1.3可以改善电网中电能质量和满足电力市场的需求

采用先进的电力电子技术和装置，可以有效的治理电能质量，提高电网的配电效率和供电方之间的交互作用，当今电能质量问题的凸现与电力电子技术密不可分，这就决定了当今电能质量控制必须在与电力电子技术应用相应的控制精度、响应速度水平上进行，要做到这一点，还是必须要依赖于电力电子技术的支撑。

2.先进电力电子技术在智能电网中的应用

电力电子技术具有提高电网配置水平，最大限度的发挥电网高效输电功能，缓解我国电力分配不均的优势，所以在智能电网中具有很大的发展优势。

2.1高压直流输电技术在智能电网中的应用

在现代直流输电系统中，只有输电环节是直流电，发电系统和用电系统仍然是交流电。在输电线路的送端，交流系统的交流电经换流站内的换流变压器送到整流器，将高压交流电变为高压直流电后送入直流输电线路。我国高压直流输电技术在远距离输电中得到广泛应用，今后我国还将在大水电基地和大煤电基地的超远距离、大容量送出工程中继续大力发展和建设特高压直流输电工程。超高压直流输电技术在远距离大容量输电、异步联网、海底电缆送电等方面具有很大的优势。

2.2柔性直流技术在智能电网中的应用

柔性交流输电技术是新能源、清洁能源的大规模接入电网系统的关键技术之一，综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。柔性直流输电系统的换流器采用自换相方式，可四象限运行且有功、无功功率独立进行控制，由于中国智能电网以特高压输变电为基础，且需要综合考虑新能源的接入、分布式能源的隔离等技术，以电力电子为主要特征的柔性输电系统需求增长迅速。

2.3能量转换技术在智能电网中的应用

低能耗、低污染、低排放的低碳型经济是未来社会的发展趋势，其核心之一就是能量转换技术的创新及应用。风能、太阳能等可再生能源的利用已成为当今国际上能量转换技术的热点研究内容。能量转换技术在智能电网中应用的技术发展趋势是风能、太阳能等可再生能源的利用以及大规模间歇性电源与微网等并网运行。为了与智能电网的发展相适应，需要建立合理的电源结构和布局，这就依赖于先进的能源转换技术，构建坚强的实体电网，提高电网的资源优化配置能力，基本实现新能源的发电标准化接入及与电网运行的互动化。

2.4电能质量技术在智能电网中的应用

电能质量技术在智能电网中的应用，首先要建立起完善的电能质量评估方法和等级划分体系，并基于供用电接口的经济性分析，分别建立内部技术等级评估体系与用户经济性评估体系，健全相关政策、法规。由电能质量问题造成的损失很严重，电能质量问题需要综合治理、合作治理。改进控制器可以实现电能质量综合治理。采取合理的电能质量技术、统一电能质量控制器能确保重要用户的电能质量， 可以实现智能电网的高效运行和有效利用，从而带来经济效益，此项技术在配电网中拥有广阔的应用前景。

3.先进电力电子技术的研究方向和发展预期

电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，我国电力电子产业目前和未来一段时间均处于高速发展时期，市场前景十分广阔。高频化、集成化、标准模块化和智能化是电力电子器件未来的主要发展方向，促进先进电力电子技术的进步，是保障我国电网长远发展的重要战略任务。智能电网是由发电、输电、变电、配电、用电、调度等环节组成的有机整体。将电力电子技术与现代控制技术相结合，通过对电力系统参数的连续调节控制，从而大幅降低输电损耗、提高输电线路输送能力和保证电力系统稳定水平。

4.结语

先进电力电子技术可以强化、优化电网，保障大电网安全稳定，促进可再生能源的有效利用，改善电网电能质量。智能电网的建设有着积极的经济效益和社会效益，有助于对环境和资源的保护，有助于我国可持续发展战略的实施，智能电网是信息化技术、电力电子技术和控制技术在电力系统中的综合应用。

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