电力电子技术在智能电网中的应用剖析

王翠

摘 要：社会发展对电网建设要求更高，想要实现电网数字化、智能化以及自动化建设，还需要在现有基础上进行综合分析，积极应用电力电子技术，以满足实际生产生活需求为目的，从多个方面进行研究，提高其应用效果。文章分析了电力电子技术具有的特点，并对其在智能电网中的应用措施进行了简要分析。

关键词：电力电子；智能电网；输电系统

对于电网的建设，为满足实际生产生活需求，必须要在现有基础上积极引进各项先进技术，积极发展智能电网，降低电网运行能耗，且提高其稳定性与安全性，在根本上适应可持续发展需求。将电力电子技术应用到智能电网建设中，实现电网建设的数字化、信息化与自动化目的。

1 智能电网建设必要性

智能电网的建设，主要是将各级电网作为网架基础，将特高压电网作为骨干网架，利用各项新型技术建立信息通信平台，实现对电力传输、电网运行以及电力业务等多方面的综合管理。第一，电力业务。智能电网能够实现对电价信息的掌握，并根据实际情况来制定业务方案，例如采取定时定价策略来引导用户培养良好用电习惯，确保电价正常执行[1]。第二，电网运行。电力电子技术以及信息技术在智能电网中的应用，使其能够随时掌握电网运行状态信息，在运行故障的检查与处理上具有更高的灵敏度，确保在很短的时间内确定故障源头，并采取措施，降低对电网运行稳定性的影响。第三，电力传输。智能电网能够实现各种发电与储蓄能源方式的有效融合，且具有较高的兼容度，降低电网运行能耗，提高各项资源应用效果。

2 电力电子技术在智能电网建设中的应用分析

2.1 资源配置优化

电力为维持社会生产生活活动正常运行的主要能源，虽然现在电力生产技术不断优化与更新，在原有基础上降低了能耗，但是从持续发展角度分析，还需要采取措施来对资源配置进行优化。电力电子技术在智能电网中的应用，正好满足这一发展要求，来保证电能资源大规模长距离输送，促进电力事业的进一步发展，提高资源配置效果。

2.2 电网运行效率

虽然我国电力行业发展迅速，但是从技术水平角度分析，大部分电力企业对电力电子技术的应用水平十分有限，对已经投运的电力电子设备未进行安全性能评估，并不能保证各设备运行不会对电网产生不良影响。现电力系统中，部分构架结构仍存在质量问题，原有电气设备已经逐渐不能满足电网实际运行需求。电力电子技术的应用，结合电网建设日益复杂的现状，结合电网运行环境的特殊性，确定会对电网产生不良影响的各项因素，应适当增加电网构架，对电气设备系统进行综合管理，确保其安全性能满足电网运行需求。

2.3 提高输电质量

社会经济水平的提高，对电力电网运行效率有更高的要求，电能传输质量一直都是关注要点。通过电力电子技术的应用，来确保电网供电的稳定性，提高电能资源质量，满足社会企业发展需求。现在电网中电力电子器件系统控制器应用更为广泛，FACTS技术与HVDC技术越发成熟，可以在不改变输电走廊数量的情况下，仅利用现存输电线路，达到提高传输容量与质量的目的。另外，通过通信、监测、控制以及保护技术等，来提高电网自适应与自恢复能力[2]。而微网与能量存储技术的应用可以为用户提供更多选择，建立一个具有高效自愈性与清洁性的智能电网。

3 电力电子技术在智能电网建设中的应用分析

3.1 高压直流输电技术

目前我国直流输电系统一般被应用在输电环节，而发电与用电系统则依然维持交流电模式。电网输电线路中交流电利用换流变压器，在供电端输送到整流器设备中，最后完成交流电向高压直流电的转换，输送到直流输电线路中。而直流电则直接通过直流输电线路回到受端换流站逆变器设备中，进行高压直流电与交流电间的转换，且利用换流变压器设备将电能输送到交流系统中完成供电。现在电网建设规模不断加大，电能传输距离大，为保证电网输电稳定性，在设计时应尽量选择用高压直流输电模式，一旦输电过程中出现运行故障，能够最大程度上来缩小影响范围，降低对电网运行的影响[3]。高压直流技术不仅仅能够满足智能电网远距离、大容量输电要求，同时还可以实现清洁能源上网的稳定性。

3.2 高压变频技术

利用高压变频技术，来实现电网节能目的，节点率一般可以达到30%，但是就实际应用效果来看，会产生高次谐波污染，写运行成本较高。将高压变频技术应用到智能电网建设中，对降低工业生产企业用电成本具有显著效果。目前我国所用高压变频技术，主要是利用功率单元串联多电平技术，具有制造工艺精度高以及结构紧凑等特点，在应用操作中具有较高的灵活性。为提高此項技术应用综合效率。还需要针对其存在的高次谐波污染问题进行处理，采取措施进行优化。

3.3 柔性交流技术

基于持续发展理念，智能电网的建设需要侧重于新能源与清洁型电网的研究，而柔性交流输电技术除了电力电子控制技术外，还融合了现代微电子技术与通信技术，可以实现对电网交流输电全过程的控制，实时掌握输电动态，对提高电网运行稳定性具有良好效果[4]。现在我国一般为高压输电系统作为智能电网建设的基础，在应用柔性交流技术时，应综合分析新能源与清洁能源间的隔离与介入。目前我国柔性交流输电系统中应用的换流器设备基本上是采用的自换相模式，采取独立控制方式，更适合应用到偏远地区供电，大幅度提升电网传输能力。对于柔性交流输电技术来说，其对交流技术与控制技术进行了有效融合，可以对各项电力参数进行调节控制，有效降低电力输送存在的线损，保证系统稳定输电能力。

3.4 需求侧技术

智能电网建设的目的就是实现对供电过程的优化管理，确保满足用户用电需求，尤其是对电力供应和使用有特殊要求的用户，要保证供电的可靠性与质量。需求侧技术在智能电网建设中的应用，其综合了大功率电力电子技术与配电自动化技术，提高电网供电的稳定性与可靠性。另外，智能电网的建设还需要兼顾可持续原则，在原有基础上进行深入研究与提升，为清洁能源与新能源的并网提供基础，同时解决故障限流保护问题，总体上提高电网运行高效性。

3.5 智能开关技术

智能开关属于保护电力系统的设备技术，可以在电流或者电压产生制定相位时闭合或者断开电路，确保电网运行安全性。智能开关主要包括总电源开关、分开关以及壳体等组成，而总电源开关主要负责对过压与总过流的保护，分开关为整体结构形式，并具有一定保护作用，避免出现漏电或者过流现象，确保用户端电气设备的安全运行。在智能电网建设日益完善的背景下，逐渐有更多电气电子设备被应用到系统中，同时也伴随着衍生出大量高品质、高性能开关设备，开关设备的智能化，对提高电网运行安全性具有重要作用。

4 结束语

智能电网建设是社会生产生活发展的必要需求，为满足电力输送技术性要求，需要针对目前不断投入的电气设备，为保证其良好运行，需要积极对电力电子技术进行研究。分析各项电力电子技术具有的特点，从不同角度出发，结合现代控制技术、监控技术以及智能技术等，来实现对电网运行的管理优化，减少各类问题的发生，并控制电网运行能耗，提高智能电网建设综合效益。

参考文献

[1]吴俊勇.“智能电网综述”技术讲座第四讲：电力电子技术在智能电网中的应用[J].电力电子，2010，4：67-70.

[2]周海波.电力电子技术在智能电网中的应用研究[J].电子制作，2014，16：231-232.

[3]范杰，周笑言.电力电子技术在智能电网中的应用[J].科技传播，2014，24：108+110.

[4]罗剑.电力电子技术在智能电网中的应用[J].科技资讯，2014，32：87.