先进电力电子技术在智能电网中的应用

刘启

【摘  要】现代智能电网十分重视技术水平，电力电子技术以及其他现代科技快速发展，也为智能电网建设提供了更现代化的技术支持，提高了电网运行质量与管理水平，促进智能电网走向智能化、数字化。在实际电网工作中，应重视电力电子技术的应用，不断提高应用水平，确保电网质量。

【关键词】电力电子技术;现代智能电网;技术应用

引言

智能电网是现代电网建设的重要前进方向，是符合当今发展要求的电网形态。电力电子技术是现代科技的结晶，具有很强的技术优势，其应用领域日益增多，功能性日益強大。智能电网对智能技术、自动化技术有很强依赖性，电力电子技术则是实现电网智能化的重要技术。因此，要积极应用电力电子技术，促进电网运行、管理迈向现代化、智能化，体现电力电子技术应用价值。

1电力电子技术发展现状

自晶闸管问世以来，电力电子技术获得较快发展，大体上经历了3个发展阶段。第一阶段是从20世纪50年代到70年代，以晶闸管为核心的电力电子器件在电力系统中得到应用，能够对电能变化进行控制，推动电力系统进入变流时代。其中具有代表性的晶闸管、二极管等器件，自身体积小，运行能耗低，取代了老式整流器，极大地降低了传统电力系统的设计难度。从20世纪70年代开始，自动关断型电力电子器件得到发展和应用，可明显改善电力系统中的开关控制能力，使一些特殊电路开关频率高的问题得到解决。从20世纪90年代以后，在微电子技术等的快速发展下，电力电子器件再次更新换代，通过采用集成模块，使电力电子器件体积得到精简，而且功能更加集成化。同时，电力电子技术与智能化技术的结合使用，极大地提升了电力系统的变换和控制能力，为智能电网的建设发展提供了有力支持。

2电力电子技术在智能电网中的应用

2.1能源存储环节

光能和风能是可再生能源的重要构成部分之一，对其加以有效应用，有助于促进电能的应用不断趋于绿色化发展，提升电能的总体发展质量，确保资源的可持续发展。应用电力系统连接大功率变换器，促进电能转化，随后将转化而来的电能存储于电压源以及存储设备中，有助于促进电力能源质量提升，更好的节约能源。

2.2发电环节

我国正处于智能电网建设发展的关键时期，合理应用电子技术不仅有助于提升能源的实际节约水平，也有利于更好的保护自然环境。基于电力系统和电力电子技术的有效结合衍生而成的柔性交流输电，可大幅度提升对电力系统各参数的控制效果。发电可利用风能等可再生能源，通过电力技术，将电机组加入电网中，能够有效控制并网后电力运行稳定性。

2.3输电环节

电网输电过程中涉及到的参数较多，现如今应用较为广泛的输电方式为柔性直流输电以及高压直流输电两种。将电力电子技术有效应用于电网输电环节中具备较高的可行性。将这一技术和电力系统融合，可根据电网实际运行情况对电力系统进行有效理控制，提升智能电网的智能调控能力以及稳定性。

2.4配电环节

配电环节可对用户用电产生直接影响，合理利用电子技术，可对整个配电过程加以有效控制，及时解决各种因素导致的电网故障问题。例如，在美国，IUT装置的应用较广泛，此类装置不仅可发挥传统变压器功能，还可以通过单项转三项等方式对系统的运行情况加以优化和改良，进而有效提升配网远程监控操作的实效性。

3应用发展方向

3.1新能源发电技术

基于上述分析，电子技术在现代电力系统中获得了十分广泛的应用，同时也是建设智能电网的关键技术。面对日益严峻的能源环境形势，为改变当前以火力发电为主的电力生产格局，智能电网十分重视新能源发电技术的发展。在新能源发电接入过程中，也需要采用电力电子技术确保系统运行的稳定性。比如，目前较为成熟的光伏并网接入技术，采用太阳能电池板产生直流电，电压为20V左右，在接入过程中，需要采用电力电子技术进行升压和逆变处理，并对电网相位变化进行跟踪监控、调节电流输出幅值、减小光伏并网接入可能带来的波动性。

3.2电能质量调节控制

对电能质量进行调节和控制是电力电子技术的主要功能，近年来我国智能电网建设虽然获得较快发展，但是在输电、配电等方面，仍与国际领先技术水平存在一定差距，特别是在极端天气和恶劣环境条件下，容易引发电网运行安全问题。电力电子技术在智能电网中的应用，通过与智能化技术相结合，可以及时完成电流分配调节等工作，控制故障影响范围，并使智能电网具有一定的自我恢复能力，安全性显著提升。比如，目前在智能电网中应用广泛的智能开关，可以对电网任意节点的电压和电流进行关断处理，控制区域供电状态，实现对故障问题的有效控制。

3.3电网结构升级优化

随着智能电网负荷接入量的快速增长，对电网结构进行优化升级任务紧迫。比如在电网间输电时，容易因相位差异产生电压波动干扰，可通过采用背靠背直流输电技术解决这一问题，先将交流电转换为直流电，再将其转换为交流电输送到相邻网络，采用微机跟踪控制电压和相位，提升电网间输电质量。此外，在电力电子技术的快速发展下，微网并网技术也得到较快发展。微网的出现改变了配电网组织形式，其核心设备是并网逆变器，通过采用先进的逆变器装置，可以为分布式电源并网提供支持，从而适应更加复杂的电力系统控制要求。

结束语

积极应用电力电子技术，发挥技术优势，对推进智能电网发展具有重要意义，有助于加快传统产业向现代转化的速度，可为电网向智能化以及数字化发展提供技术支持，合理应用电子技术有助于更好的发挥智能电网功能，促使电网供电的安全性及稳定性大幅度提升。

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（作者单位：黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司峻德煤矿综采一区）