先进电力电子技术在智能电网中的应用分析

王秀斌

摘 要：在当前的发展背景下，经济社会快速发展，各行各业的信息化、智能化水平在不断地提升，电网的发展也面临着诸多的挑战与压力，在信息科学技术快速发展的现代社会中，现代信息技术、通信技术和控制技术为智能电网的发展提供了更为强大的技术支持。在目前的建设布局中，国家电网结合当前世界上的先进技术，协调各级电网的发展，推动我国电网建设朝着智能化、自动化的目标发展。从技术分类来看，灵活交流输电技术、高压直流输电技术、定制电力技术以及能量转换技术等方面的技术已经广泛地应用于我国的电网建设中，为我国电网智能化的发展提供了强大的助力，从长远的角度来看，进一步推动先进电力电子技术在我国智能电网中的应用与发展，是保证我国电力系统稳定与健康运营的重要保证。

关键词：智能电网;电子技术;电力工程

1.智能电网系统的发展趋势探究

智能电网系统在经过长期发展后，在看到早期出现的半自动化系统让部分人工操作得以免除后，电力部门的工作效率和服务质量得到了显著提升。以电力抢修过程为例，过去在出现突发性险情时，多借助用户拨打报修电话或来到线下营业厅告知等形式完成报修登记工作，整个过程不但费时费力，往往还需检修部门在后台接到请求后完成与报修用户的信息核对工作，早期半自动化系统仍未解决最棘手的效率问题，因此曾一度被人诟病。

随着移动互联网技术的普及，多数成年人可人手拥有一部手机，通过下载各式各样的应用软件以代替线下办事，通过线上渠道办理各项业务。用户获取电力服务的途径也变得更人性化，只需在具备上网功能的设备上下载电力系统应用软件，或通过浏览器Wap端访问地址等形式，即可实现数据的交互与各项功能的实现，业务受理模式在完全迁移到线上后，用户获得了极佳的体验感，也可将节省下的时间应用到其他领域，为打造便捷高效的电网服务做保障。

信息安全仍是智能电网系统在未来需要直面的主要问题，随着黑客技术的发展，破解用户网络的成本日渐低廉，与破坏某住户的用电软件、翻看用户隐私内容相比，若通过技术手段破解基层电力部门的用电系统后，实施数据的非法篡改或未经允许的查验时，都将给数据的正常使用带来风险。因此针对信息安全提出对当前系统的整改策略，系统整改方向可大致分为利用物联网技术和区块链技术两种。

物联网系统的建立不但可有效降低信息感知与获取难度，还将通过一系列有效的数据处理加工途径让数据得以被实时分享，互联网系统建立后，将让能接收获取信息的电子设备接入到同一网络内，利用大数据和相关计算系统，用后台集中化控制手段完成对数据的收集与加工。信息在物联网内部完成传输过程后，还会被回收到最初的收集中，任何信息的传输过程都需存在运输载体和接收方与发送方，在不同物联网建设思路下实际传输路径有所区别，但由于传输的起点和终点未曾发生变化，故采用何种数据处理技术、使用何种算法都将对数据传输与处理的效率带来影响。

2.我国电力电子产业发展现状

2.1电力电子器件方面

我国传统型晶闸管类电力电子器件的电压等级和电流容量不断扩展，品种不断增加，产业结构趋于稳定，能满足国内的需求。光控晶闸管实现了产业化，目前已经用于高压直流输电和无功补偿（SVC）等领域。在国家产业政策支持和国民经济发展的推动下，我国高频类电力电子器件的研发和产业化也取得了一定的成绩。在IGBT行业中已经有所突破，从芯片设计到芯片封装、测试的完整产业链正在形成。IGBT模块的封装技术上了一个台阶，国产品牌正在形成之中，已与国际品牌展开竞争态势。基于IGBT模块的电力电子变流装置，如风力发电变流器、光伏发电逆变器、电机调速变频器等都均已规模化应用，部分应用领域的变流器已替代进口产品。

2.2电力电子设备和系统方面

高压变频器制造技术水平和应用范围与发达国家的距离正在缩小中，高压变频器的市场主要为内资企业占有。中低压变频器早已规模化生产，但技术缺乏优势，市场主要被国外公司占有。经典的直流输电技术有了跨越式进步，输送电能容量有很大提升。自主研发的±800千伏及以下电压等级直流输电换流阀在设计、制造、试验和行方面技术成熟，同国外同行业先进企业的产品水平接近。柔性直流输电技术也已取得突破，±160千伏输电工程已在南澳岛运行，±320千伏背靠背联网工程将在2015年底投入运行，±500张北柔直、±800千伏昆柳龙特高压混合多端直流项目相继投运。我国已经完全掌握了静止无功补偿器（SVC）设计制造的核心技术，彻底实现了SVC的全面国产化，并已成为国际上最大的SVC设计制造国。国产中小功率不间断供电电源（UPS）占据了国内主要市场份额，正在向高端大功率市场发展。

3.電力电子技术在智能电网中的应用

3.1在输电环节中应用电力电子技术

第一，直流以及轻型直流输电技术，对两者而言，电力电子技术优势都体现在输电量大、稳定性强等方面，这些特点在某些应用场景中具有显著的优势，如通过电缆完成在海底内的输电。对直流输电而言，应用技术以晶闸管触发技术为主，随着光触发晶闸管的应用，光电转换的触发电路板得到省略，直流输电中能够有效应用电力电子技术;第二，柔性交流输电技术，当被有效应用之后，可以使有效控制输电系统的电压和功率等目的得以实现，即全面控制电网，以此来完成输电线路运输能力明显提高的任务，电力系统在灵活性以及稳定性方面的优势都相对明显，电力传输的成本得到明显降低。

3.2在发电环节中应用电力电子技术

第一，大型发电机的静止励磁控制，励磁系统是发电机组的主要设备之一，能够对励磁进行合理化的调节，对电力系统来讲，主要对晶闸管进行应用，该晶闸管利用整流自并励的方式来对静止励磁进行控制。第二，水力、风力发电机的变速恒频励磁，对水头压力和流量来讲，能够直接影响水利发电的有效功率，随着水头幅度的改变，机组转速也会出现相应的改变。从风力发电角度来说，风速能够对有效功率产生直接的影响，当输出频率恒定的时候，就能够对最大有效功率进行获得;第三，太阳能发电，电压相对较低，需要对电力电子中的BOOST电力进行应用，起到一定的升压效果，之后，对逆变电路进行有效因公，可以转化成交流电。

3.3在配电环节中应用电力电子技术

对配电系统来讲，其面临的难题为供电的稳定可靠性以及电能的质量。良好电能指的是能够对电压、频率等要求进行有效满足，并且能够有效抑制瞬时波动和干扰。在配电环节中应用电力电子技术，以电能质量控制技术为主，因为电力电子元器件的价格不断降低，技术开发投入和生产成本也随之降低，但具有较大的潜在市场，能够进行快速发展。

结语

从长远发展的角度来说，先进电力电子技术的应用是建设我国智能化电网的关键手段与重要方法，在未来的发展过程中我们要进一步发展电力电子技术，加强其应用与进步，从而推动我国电网的长远发展。

参考文献

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