电力电子技术在智能电网中的应用

肖新山

(黑龙江特通电气股份有限公司，哈尔滨 150028)

1 智能电网发展现状及技术要点

智能电网可以理解为通过多种信息技术的相互组合，再由计算机技术以及先进的信息技术的支持，在传统电网系统中对其进行更新和改造。但是，在更新的基础上需要考虑其对能源的需求以及对环境的影响程度，进一步使智能电网的安全性得到稳定的发展与保障，最大程度提高我国现代电力电子在智能电网中的应用水平。

1.1 技术标准需降低环境污染性

在电网建设过程中，一定会产生有害气体，这对于对应区域的空气质量会造成严重的污染，所以在建设前应在具体环境要求基础上对技术做出相关调整，使其尽量不产生各种污染环境的气体，保证将环境污染程度降到最低。

1.2 技术标准实现真正的电网智能化

电网如果想要真正实现智能化要求，其相应的技术指标和技术诊断手段也一定要实现智能化，使其相应的运行系统不但可以进行自我运行参数调整，还可以自动修复一些常见的电网系统故障问题，这样才可以使现代电子电力技术在电网中实现真正的智能化应用。

1.3 技术设计需降低对能源的消耗

在国家电网系统构建过程中，对于电能的消耗十分巨大，由于需要检测其安全性及其技术性要求，必须应用大量电能，在此背景下，我国应以减少电能能源消耗理念为基础，提高电能输出质量，既保持我国电力电能的供应需求，又能保证电路输出的稳定性，减少电能的消耗，确保电网智能化技术的稳步发展。

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组成部分，对其加以有效应用，有助于促进电能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。但我国对可再生能源的利用缺乏全面性，影响因素较多，所以，在实际应用上述两种能源的过程中，应重视对相关的负载关系加以合理调节。首先，将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，有助于促进能源质量提升，更好地节约能源。

2.2 发电环节

是否可有效推进能源的可持续发展，对社会发展速度存在着直接影响，也有助于提升我国建设发展的效率。我国正处于智能电网建设发展的关键时期，合理应用电力电子技术不仅有助于提升能源的实际利用效率，也有利于更好地保护自然生态环境。将电力电子技术和能源有效结合，有助于提升电力电子技术的先进性。

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方式，可大幅度提升对电力系统各参数的控制效果。同时，就发电环节来讲，可有效利用风能等具备可再生能力的能源实施具体的发电操作，经由电力电子技术，促使电机组加入至电网中，对电池的充放电过程进行更为有效的控制，有助于提升电网供电的整体稳定性。

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有必要性，将其与电力系统有效融合，可基于电网的实际运行状况对电力系统实施合理控制，提升智能电网的智能调控能力以及稳定性，有助于更好地保证能源的质量。

2.4 配电环节

配电环节可对住户产生直接影响，合理结合电力电子技术及自动化技术，可对整个配电过程加以有效控制，及时、良好地解决各种内外界因素导致的电网故障问题。例如，美国对IUT装置的应用已经较为广泛，此类装置不仅可发挥传统变压力的职能，还可以通过单项转为三项以及下陷矫正等方式对系统的运行加以优化和改良，进而有效提升配网远程监控操作的实效性。截至目前，我国应用的SVC技术已经超过20套，累积节约电能约为26 GW/h电能，累积增长的国家收入约为1 149 000万元。

2.5 智能开关

就智能电网的建设而言，智能开关技术具有的作用较为重要，合理应用智能开关，可对电流或电压实施有效的指定相位操作。实践表明，智能开关具体包括总电源开关以及壳体等部分，其中，总电源开关可实施相应过压保护以及总过流保护操作，有助于确保电力安全；分开关通常为整体结合式，可实施过流保护及漏电保护操作，提升用电安全性。

3 应用发展方向

3.1 新能源发电技术

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20 V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，、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。

4 结语

智能电网具有自愈性、自适应性、可靠性和兼容性等特征，随着我国经济与电子信息技术的飞速发展，电力电子技术在电网中的应用也不断扩大，应不断完善电网系统的建设工作，引入现代电力电子技术，使电网变得智能化，并在电网系统上加以创新，做好电网基础的智能化建设。