江蘇省沛縣中等專業(yè)學(xué)校 張 進(jìn)

淺談先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

江蘇省沛縣中等專業(yè)學(xué)校 張 進(jìn)

在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，人們生活條件得到了極大的改善，對電力資源的需求也越來越大，這就對電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)行提出了更加嚴(yán)格的要求，電網(wǎng)智能化發(fā)展勢在必行。為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，就需要建立在強(qiáng)大技術(shù)的支撐的基礎(chǔ)之上，其中先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的運(yùn)用具有重要價(jià)值，基于該項(xiàng)技術(shù)，電網(wǎng)運(yùn)行更加安全、穩(wěn)定。鑒于此，本文對智能電網(wǎng)對電力電子技術(shù)的需求進(jìn)行了分析，并圍繞先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行探討與研究，希望能夠從理論層面上為我國電網(wǎng)建設(shè)提供一點(diǎn)指導(dǎo)與支持。

電力電子技術(shù)；智能電網(wǎng)；應(yīng)用

一、引言

在電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展不斷深入的背景下，先進(jìn)電力電子技術(shù)的運(yùn)用勢在必行，在整個(gè)電網(wǎng)建設(shè)中，只有基于對先進(jìn)電力電子技術(shù)的研究與應(yīng)用，才能夠真正提高電網(wǎng)運(yùn)行水平，為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。

二、智能電網(wǎng)對電力電子技術(shù)的需求

1.電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的安全與穩(wěn)定

在智能電網(wǎng)運(yùn)行中，電力電子設(shè)備的安全運(yùn)行具有重要意義。不可否認(rèn)，近年來我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，并且對先進(jìn)電力電子器件的運(yùn)用也更加成熟，電網(wǎng)輸出質(zhì)量也越來越高，特別是在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，人們對電力的需求量不斷增長，在我國電力事業(yè)發(fā)展中，大電網(wǎng)建設(shè)勢在必行，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也將會變得更加復(fù)雜。再加上我國幅員遼闊，不同地區(qū)的氣候條件存在比較大的差異，整個(gè)電網(wǎng)建設(shè)環(huán)境十分復(fù)雜，如果不加以處理，就會引發(fā)一系列問題。而先進(jìn)電力電子技術(shù)的運(yùn)用則可以有效控制電力系統(tǒng)，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使電網(wǎng)故障恢復(fù)水平與抵御能力得到有效提升，進(jìn)而使電網(wǎng)故障擴(kuò)散得到有效控制，為智能電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性的提升提供強(qiáng)有力的保障。

2.保障電能質(zhì)量

當(dāng)下社會各領(lǐng)域?qū)﹄娏Y源的需求量不斷增長，在此背景下，電能質(zhì)量的提升具有十分重要的意義。如果電能輸出與實(shí)際需求不相適應(yīng)，就會對整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)造成嚴(yán)重影響，進(jìn)而給社會經(jīng)濟(jì)帶來負(fù)面效應(yīng)。鑒于此，加強(qiáng)先進(jìn)電力電子技術(shù)與設(shè)備的運(yùn)用非常關(guān)鍵，只有如此才能夠使電網(wǎng)電能質(zhì)量得到改善，在輸電效率得到保障的同時(shí)，為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供強(qiáng)大的支持。

3.資源配置優(yōu)化

在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，能源一直都發(fā)揮著重要的作用。然而在常規(guī)化石能源不斷消耗的背景下，地球生態(tài)平衡與環(huán)境污染問題越來越突出，對于人類的生存與發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。鑒于此，近年來人們開始倡導(dǎo)清潔無污染能源的應(yīng)用與發(fā)展，例如風(fēng)能、太陽能、潮汐能等等。不可否認(rèn)，我國能源儲量非常豐富，然而受限于資源分布與人口因素，我國能源人均占有量依然處于較低的水平。此外，我國能源在開發(fā)利用過程中面臨著諸多困難，能源使用問題難以得到快速解決，特別是我國社會經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展階段，能源消耗十分巨大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染矛盾沖突十分突出。因此，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)行勢在必行，而電能作為可再生清潔能源，其運(yùn)用與發(fā)展對于推動(dòng)社會經(jīng)濟(jì)而言無疑有著積極影響?；谙冗M(jìn)電力電子技術(shù)的運(yùn)用，智能電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)行的安全性、可靠性能得到有效提升，對于電能資源的大規(guī)模遠(yuǎn)距離運(yùn)輸有著十分積極的影響，同時(shí)基于電力電子技術(shù)，能源資源的配置也得到優(yōu)化，對于全國能源短缺問題而言無疑起到了重要的改善作用。

三、智能電網(wǎng)中先進(jìn)電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用

1.大型能源基地的電力傳輸

就大型能源基地而言，電力傳輸?shù)奶攸c(diǎn)在于距離遠(yuǎn)、容量大，這也對電網(wǎng)建設(shè)提出了更加嚴(yán)格的要求。對于智能電網(wǎng)而言，電力電子技術(shù)的運(yùn)用主要涉及到新一代電力電子器件與常規(guī)電力電子器件的運(yùn)用，其中常規(guī)器件中晶閘管的作用在于提高電力流通水平，SVC與CSR則是對電力系統(tǒng)的無功功率起到快速、持續(xù)、動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償作用，使務(wù)工電流與線路損耗得到有效控制。就新一代電力電子器件而言，主要涉及到元件的控制，例如SSSC、GPFC等等，相較于傳統(tǒng)的電力電子器件，其功能在各方面優(yōu)勢都比較突出，如果能夠廣泛運(yùn)用于智能電網(wǎng)中，那么電網(wǎng)運(yùn)行水平必然能夠得到本質(zhì)的提升。

2.能源的轉(zhuǎn)化與存儲

根據(jù)我國智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢，不難看出未來光電能與風(fēng)能一代系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用。這兩種能源的穩(wěn)定性不強(qiáng)，因此需要對電力生產(chǎn)與負(fù)載關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)。將電力系統(tǒng)與經(jīng)由太陽能、風(fēng)能再生產(chǎn)的能量連接到一起的大功率變換器屬于可再生資源一代系統(tǒng)，盡管這種變換器能夠轉(zhuǎn)換能量，使能源質(zhì)量得到改進(jìn)，使無功功率的解耦控制得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也可以與智能電網(wǎng)完美結(jié)合到一起，然而不可否認(rèn)的是，這種變換器無法穩(wěn)定斷斷續(xù)續(xù)的電力波動(dòng)狀態(tài)，難以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。當(dāng)然能量存儲能夠減少峰值功率，補(bǔ)償谷值功率，進(jìn)而使電網(wǎng)中對風(fēng)能與光電能的利用率得到提升。圍繞大容量存儲設(shè)備與高功率電壓源連接的建立，除了使能源存儲得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)電力穩(wěn)定也得到維持。此外，系統(tǒng)穩(wěn)定性也更強(qiáng)，電力資源之間的聯(lián)系得到強(qiáng)化，電力系統(tǒng)與可再生資源之間的連接靈活性要求得到滿足。

3.電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制

未來智能電網(wǎng)的發(fā)展就是在各個(gè)方面將區(qū)域性電網(wǎng)與總電網(wǎng)協(xié)調(diào)連接到一起，而為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要對更多先進(jìn)的技術(shù)手段加以運(yùn)用，對操作模式進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，使其靈活性得到提升，以此提高智能電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性。其中FACTS技術(shù)具有較強(qiáng)的適用性，對于電網(wǎng)運(yùn)行與發(fā)展中的很多關(guān)鍵點(diǎn)起到了關(guān)鍵作用，以靜態(tài)轉(zhuǎn)換器配置為例，這是基于全系統(tǒng)綜合信息的協(xié)調(diào)控制技術(shù)，對于改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)而言無疑有著十分積極的作用。

4.智能開關(guān)技術(shù)

所謂的智能開關(guān)技術(shù)，就是將指定位置的電流電壓閉合或切斷，基于該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，智能電網(wǎng)中的過流保護(hù)以及漏電預(yù)防等問題得到有效解決，對于電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行無疑起到了關(guān)鍵作用。智能開關(guān)技術(shù)的運(yùn)用還可以控制電氣設(shè)備的損耗。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，電力電子技術(shù)的發(fā)展也取得了重大突破，開關(guān)設(shè)備的性能得到了優(yōu)化與改進(jìn)，此外，隨著微電子技術(shù)與傳感技術(shù)的運(yùn)用，電力系統(tǒng)的安全性得到了有效提升，對于智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展起到了重大的作用與影響。

5.高壓變頻技術(shù)

在智能電網(wǎng)建設(shè)中，高壓電頻技術(shù)的運(yùn)用能夠使電能資源消耗得到有效降低，這一點(diǎn)對于一些需求量較大的企業(yè)有著十分重要的意義?；谠擁?xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，用電企業(yè)的電能損耗情況得到了有效控制，與此同時(shí)污染物排放也有所降低，企業(yè)運(yùn)營成本得以降低。此外，通過與其他先進(jìn)電力電子技術(shù)的結(jié)合，高壓變頻技術(shù)的作用與價(jià)值得到進(jìn)一步提升，對于智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展無疑起到了重要的推動(dòng)作用。

四、結(jié)語

綜上所述，先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。基于電力電子技術(shù)的運(yùn)用，電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性得到了全面提升，與此同時(shí)，社會經(jīng)濟(jì)對電力的需求也得到了極大的滿足，此外這些技術(shù)手段還能夠?qū)ψ匀簧鷳B(tài)環(huán)境起到保護(hù)作用。由此可見，在未來智能電網(wǎng)建設(shè)中，先進(jìn)電力電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展勢在必行，只有如此，才能夠?yàn)樯鐣?jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來積極的影響與作用。

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