探究先进电力电子技术在智能电网中的应用

淄博市技师学院 孙 磊

探究先进电力电子技术在智能电网中的应用

淄博市技师学院 孙 磊

在计算机信息技术不断发展的背景下，电力电子技术已经逐渐被应用到智能电网系统当中，并且已经取得了一定的成效。本文首先对电力电子技术进行了简单概述，之后对我国智能电网发展现状以及我国智能电网未来发展趋势进行了分析，最后重点对电力电子技术在智能电网中的应用策略进行了探究，旨在为关注这一领域的人士提供一些可行性较高的参考意见，推动我国电力事业的繁荣与发展。

电力电子技术；智能电网；资源配置；电力协调

一、引言

随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高，社会各界对于我国电力领域，特别是智能电网方面的关注程度越来越高。同时因为我国经济和社会的快速发展，促使了社会各个领域对于电力需求量也不断加大。规模庞大的用电需求对我国电网供电系统的安全性与稳定性也提出了更高的要求。因此，如何将电力电子技术全面应用到智能电网系统当中，是我国相关领域工作人员的工作重点之一。

二、电力电子技术概述

电力电子技术是在电力领域中应用的一项电子技术，其本质是利用电力电子的器件达到对电能进行控制和管理的目的。因此，电力电子技术以及电力电子器件对于电力领域的发展，特别是智能电网的规划与构建具有十分重要的推动作用。电力电子技术的载体电力电子器件是一种功率较大的电子器件，主要被应用在电能的变换和控制环节。电力电子器件的主要被分为全控型、版控制型以及不可控性器件等三种类型。其中不可控性器件的工作原理及其内部结构相对简单且稳定性相对较高，在智能电网中应用最为广泛。大功率电力电子器件的使用可以有效降低智能电网中的能耗，并且通过功率半导体器件对工业用电能进行控制和转换，确保了工业电力系统中智能电网的安全性。不同种类的电力电子器件配合使用能有效促进电力电子技术在我国智能电网领域有效性的提升。

三、我国智能电网发展现状与发展趋势

（一）我国智能电网发展现状

作为一种新型电网模式，智能化电网集合了多种先进的生产和操作技术，能极大地提升电网的效率从而有效降低电能的损耗，节约电力资源，同时还能电力系统内部各用电单位的用电安全。在经济和技术不断发展的背景下，智能电网的应用范围越来越广，其中最为先进和成熟的为美国、日本和欧盟等国家和地区，虽然这些国家和地区已经将较为先进的光纤技术全面应用到智能电网系统当中，也无法全面满足国内生产和生活以及社会发展所需的供电要求。智能电网在我国虽然处于初步发展时期，但是我国的智能电网发展已经取得了一定的成就，相关领域的科学技术人员也已经取得了较为先进和具有较高应用价值的科研成果，对于我国电力事业的发展具有十分重要的推动意义[1]。

（二）我国智能电网未来发展趋势

1.电能输出需求增加

经济的快速发展推动了各行各业的建设与发展，同时各领域的发展对于社会基础设施以及能源的需求也不断增多电能输出需求的增加是我国智能电网未来发展的主要趋势之一。若国家电力系统和智能电网的发展无法满足社会建设以及各领域发展的需求，必将会对我国经济建设以及社会发展造成严重的阻碍作用。因此，必须将具有先进生产意义的电力电子技术应用到电力系统的智能电网当中，提高电能输出规模与质量，并且对智能电网电能的输出效率进行改善，满足社会发展对于电力能源的需求，推动我国经济建设发展以及社会进步。

2.电网稳定需求增加

我国科学技术领域的发展推动了电子技术的发展和进步，但是我国在电力系统的智能电网当中应用电子信息技术，推动其转变发展成为更加适合电力系统需求的电力电子技术还处于初期探索阶段。并且，未来我国智能电网发展方向必将是朝向更加稳定和可靠的方向发展，因此，需要对电子信息技术进行全面的优化调整，促使其在电力系统智能电网领域当中应用有效性全面提升。从而使智能电网的供电能力可以根据不同用电单位的不同需求随时进行调整，推动智能电网的供电能力和供电质量更加稳定和可靠，从而实现我国电网系统化和稳定化。

3.资源配置更加优化

电力系统对于电力资源的使用和配置具有十分重要的意义，在面对世界范围内的能源紧缺问题，我国智能电网未来必将持续关注并且积极探索资源优化配置领域的问题。虽然当期我国能源和资源的总量十分可观，但是由于我国国民人口基数较大，所以人均可支配能源较少。加之大部分非可再生能源正在逐渐呈现出能源枯竭的状态，如何对资源进行优化配置，提高电力资源的利用效率是未来我国智能电网将要面临的重点问题。电力资源作为一种清洁的可再生能源，对于我国社会发展、环境保护以及经济建设等方面都具有十分重要的促进作用，智能电网通过对各类能源资源的合理配置，可以有效调节社会资源分配不均等问题，促进能源资源的优化配置，最终推动我国社会的可持续化发展。

四、电力电子技术在智能电网中的应用策略

（一）电力电子技术在智能发电中应用

利用电力电子技术可以在智能电网中的发电环节进行应用，并且提升能源的可持续化利用效率。在智能电网的发电环节，通过电力电子技术可以有效缓解当前世界范围内的能源紧张和能源短缺等问题。电力电子技术不仅能够降低社会发展对于能源资源利用方面的压力，同时还能有效提高对资源的利用效率，并且提升对于环境的保护效果。电力电子技术在智能电网当中的应用主要体现在利用先进的电力电子技术，利用水能、风能以及太阳能等多种可再生能源进行发电。例如，我国某地区根据当地的所具有的丰富的的风能资源，建造了风力发电厂，并且利用先进的电力电子技术将电机组的电子并入到电网当中，从而实现智能电网变速操作。电力电子技术还可以将对电池的充电与放电过程进行操控，全面保障供电系统供电平稳运行。

近年来，我国电力系统智能电网的结构逐渐趋于稳定，并且由于电力电子技术的不断发展与成熟，我国智能电网电力输出的质量也在不断提升。所以在我国社会发展对于电力需求量不断增加的背景下，在各不同气候条件以及资源基础区域的供电系统智能电网发展需要借助于电力电子技术，确保国家对于供电系统智能电网的控制力度可以达到最佳。通过改善智能电网结构，增强发生故障电网的处理能力，同时增强抵抗不良因素对于电网运行的负面作用，可以确保智能电网系统内部的故障不会继续扩散，为我国智能电网的全面运行奠定了良好的发展基础[2]。

（二）电力电子技术在能源存储中应用

因为光电能与风能都是重要的可再生能源，因此风能与光电能在绿色环保发电事业中的应用程度越来越高，绿色发电事业是我国为来能源发展以及电力系统智能电网构建等主要发展方向。智能电网的绿色化不仅可以满足社会生产与生活对于电能资源的需求，同时还能在扩大发电量的基础上，确保电力资源对环境保护的效果的同时，提升电能资源的安全性与稳定性。例如，我国某地区的供电系统智能电网规划和设计环节，重视利用电力电子技术，将生产电力与负载二者之间的关系进行协调处理。并且在智能电网的构建和应用过程中，通过将功率较大的变电器和电力系统相连，全面实现了能量的转化，同时还有效保证了电力系统中智能电网存储设备与大动率的电压源直接相连。此种方式不仅确保了大量能源直接在智能电网中存储，便于在供电发生问题时，以备用电源的形式为用电单位持续提供电力资源，从而在提升智能电网供电质量的同时还有效增强的供电系统的安全性和稳定性，保障了用电单位的信息和财产安全不会受到影响，产生不必要的损失[3]。

（三）电力电子技术在电力协调中应用

供电系统智能电网在输电环节当中会涉及到包括柔性直流输电以及高压直流输电在内的多种技术参数。通过电力电子技术可以有效确保直流输电过程中电流的稳定性与可靠性。并且，将供电系统智能电网应用电力电子技术，还可以促使智能电网根据用电单位的实际用电情况，对电力系统进行实时调整与控制。将带那里电子技术与控制技术相结合，推动我国智能电网的发展与完善。电力电子技术在智能电网当中应用不仅可以确保电网稳定，还能实现高质量配电。随着近年来我国变电站已经逐渐由传统的经营模式逐渐转向数字化方向发展，电力电子技术在这一环节当中起到了重要的推动作用。

电力电子技术的不断更新与发展，推动了我国变电站交流平台的发展。在交流平台中实现电力资源信息的交互共享，可以全面实现我国供电系统电网更加科学化和智能化。例如，我国某地区供电系统智能电网规划与建设便利用了电力电子技术，实现了变电站电网的信息化与智能化，为我国智能电网未来发展指明了方向。该地区供电系统对于智能电网的优化和创新，不仅仅将电力资源的数字信息采集与展示作为主要功能，而是借助电力电子技术对所采集到的信息进行进一步的分析和处理。同时利用了光电技术实现了驱动操作，将传统的继电器以新型编码程序取代，通过微处理机将逻辑模块的功能全部实现，从而确保该地区智能电网在竞争激烈的电力系统市场当中占据优势地位。

五、总结

综上所述，在科学技术快速变革与发展的背景下，如何利用先进的科学技术为我国智能电网的发展作出积极贡献，对于我国电力系统具有十分重要的意义。在智能电网系统中应用科学的电力电子技术可以有效推进我国电力系统的不断完善与成熟。电力电子技术可以不断增强智能电网的稳定性，从而达到优化资源配置、减少能源浪费以及促进智能电网系统不断优化的目的，最终实现环境保护维护社会稳定。

[1]彭小圣,邓迪元,程时杰.面向智能电网应用的电力大数据关键技术[J].中国电机工程学报,2015,35(03):503-511.

[2]王蓓蓓.面向智能电网的用户需求响应特性和能力研究综述[J].中国电机工程学报,2014,34(22):3654-3663.

[3]王承民,孙伟卿,颜志敏.智能电网中储能技术应用规划及其效益评估方法综述[J].中国电机工程学报,2013,33(07):33-41+21.