智能電網(wǎng)中電力電子技術(shù)研究

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【文章摘要】改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)提出了越來(lái)越高的要求，鞭策著電力行業(yè)人員采取新理念、新技術(shù)以提高國(guó)家電網(wǎng)的供電能力和供電水平?？萍嫉牟粩喟l(fā)展同樣帶動(dòng)了各行各業(yè)的電動(dòng)化、信息化、智能化，在其影響下，國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)也正朝著智能電網(wǎng)方向發(fā)展，攻堅(jiān)克難，不斷進(jìn)步。在智能電網(wǎng)的構(gòu)建和發(fā)展中，電力電子技術(shù)的運(yùn)用起到了重要的推動(dòng)作用。本文便在現(xiàn)有的智能電網(wǎng)的高科技中重點(diǎn)講解了電力電子技術(shù)，為其發(fā)展提供了一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】電子電力技術(shù)；智能電網(wǎng)；電力系統(tǒng)；優(yōu)化配置

在持續(xù)提高的科技水平和蓬勃發(fā)展的經(jīng)濟(jì)的雙重影響下，越來(lái)越多的企業(yè)實(shí)現(xiàn)了信息化、智能化，國(guó)家電力系統(tǒng)作為一個(gè)國(guó)家的重要能源基礎(chǔ)設(shè)施，其發(fā)展水平和智能化程度直接制約著一個(gè)國(guó)家的發(fā)展和人民的生活水平的提高。現(xiàn)階段，我國(guó)電力行業(yè)在結(jié)構(gòu)、技術(shù)以及規(guī)模上進(jìn)行了一定的改革，嫻熟、合理的使用各種先進(jìn)的科學(xué)手段，努力構(gòu)建安全、可靠的國(guó)家電力系統(tǒng)，不斷提高國(guó)家電網(wǎng)的現(xiàn)代化、信息化、智能化程度，從而滿足可持續(xù)發(fā)展提出的各類(lèi)要求。在我國(guó)大力建設(shè)電網(wǎng)的過(guò)程中，電力電子技術(shù)作為領(lǐng)先的科學(xué)手段，逐漸發(fā)揮出了其他技術(shù)不能勝任的能力，對(duì)于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化、智能化都有著重要意義，因此深入了解智能電網(wǎng)中電力電子技術(shù)的現(xiàn)狀，對(duì)于推廣其應(yīng)用范圍等具有實(shí)際價(jià)值。

1我國(guó)智能電網(wǎng)構(gòu)建現(xiàn)狀分析

智能電網(wǎng)集中了信息技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，融合了既有的國(guó)家電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，減少了對(duì)環(huán)境的污染程度，提高了電網(wǎng)輸電效率和損耗。而我國(guó)的智能電網(wǎng)起步較晚，相較于其他國(guó)家的研究來(lái)說(shuō)，較為落后，因此開(kāi)展了大規(guī)模的涉及智能電網(wǎng)方面的相關(guān)實(shí)踐研究，努力培育出了一批具有國(guó)際先進(jìn)水平、引領(lǐng)電網(wǎng)發(fā)展的科技成果。這些科技成果都為我國(guó)推動(dòng)智能化電網(wǎng)建設(shè)提供了基礎(chǔ)的技術(shù)支撐。

2電力電子技術(shù)推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展

2.1保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定，提高可靠性

作為電力領(lǐng)域先進(jìn)的電子技術(shù)之一的電力電子技術(shù)，其主要原理就是應(yīng)用GTO、IGBT等電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行轉(zhuǎn)變和調(diào)控，從而順應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，提高電網(wǎng)輸送能力、降低輸送損失率、改善輸電質(zhì)量。隨著國(guó)家和居民用戶(hù)用電量激增，國(guó)家電網(wǎng)承擔(dān)了越來(lái)越重的輸電任務(wù)，并且現(xiàn)階段我國(guó)的輸電線路、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，加大了國(guó)家電網(wǎng)的輸電和控制難度。因此，必須運(yùn)用新的技術(shù)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定，提高電網(wǎng)的可靠性，而先進(jìn)的電力電子技術(shù)的應(yīng)用可以在很大程度上提高我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性水平，以滿足國(guó)家和人民的用電需要。

2.2穩(wěn)定輸電質(zhì)量，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展

在國(guó)家電網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)電能的質(zhì)量不斷提出新的要求，因此不能一味的注重電網(wǎng)輸電量指標(biāo)的提高，同時(shí)還要兼顧輸電質(zhì)量的提升，如何提高國(guó)家電網(wǎng)輸電質(zhì)量是一個(gè)值得探討和研究的問(wèn)題。保證國(guó)家電網(wǎng)輸電質(zhì)量的穩(wěn)步提高對(duì)于維系社會(huì)穩(wěn)定、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人們生活水平都有一定的影響。而通過(guò)采用先進(jìn)的電力電子技術(shù)來(lái)優(yōu)化電力系統(tǒng)資源配置，能切實(shí)提高國(guó)家電網(wǎng)智能化水平，有效改善國(guó)家電網(wǎng)的輸電質(zhì)量，促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和人民生活水平的長(zhǎng)足發(fā)展。

2.3資源優(yōu)化配置，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展

日常生活中使用的電能，主要來(lái)自其他形式能量的轉(zhuǎn)換，包括水能（水力發(fā)電）、熱能（火力發(fā)電）、原子能（核電）、風(fēng)能（風(fēng)力發(fā)電）、化學(xué)能（電池）及光能（光電池、太陽(yáng)能電池等）等，電能產(chǎn)生的地區(qū)也不盡相同，主要分布在西南、西北及沿海地區(qū)，因此需要建立完善的、穩(wěn)定的國(guó)家電網(wǎng)，提高國(guó)家電網(wǎng)的智能化水平以?xún)?yōu)化電網(wǎng)資源配置。

3電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1高壓直流輸電技術(shù)

由于遠(yuǎn)距離的交流電傳輸損耗的能源過(guò)多，不優(yōu)于用直流電的傳輸過(guò)程，因此我國(guó)現(xiàn)階段所采用的遠(yuǎn)距離輸電流程主要是：在供電段，通過(guò)變壓設(shè)備和整流設(shè)備的作用，將本地的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，然后傳輸?shù)捷旊娋W(wǎng)中，當(dāng)電流到達(dá)目的端變電站后，再次通過(guò)變壓設(shè)備和整流設(shè)備的轉(zhuǎn)化，將直流電、轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，然后將電能輸送給本地用電場(chǎng)所，此為高壓直流輸電技術(shù)，是長(zhǎng)距離輸電的最佳手段。高壓直流輸電技術(shù)是一種先進(jìn)的輸電技術(shù)，其具有輸送距離遠(yuǎn)、能源損耗度低、輸電能力大、輸電穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。

3.2智能開(kāi)關(guān)技術(shù)

伴隨著科技水平的提高，電網(wǎng)的也是朝著智能化的方向不斷發(fā)展,一些性能好、質(zhì)量?jī)?yōu)的智能開(kāi)關(guān)設(shè)備也取得一定的階段性研發(fā)成果，逐漸應(yīng)用于智能電網(wǎng)的構(gòu)建中。智能開(kāi)關(guān)設(shè)備起到了斷開(kāi)或者閉合電路的作用，屬于一種電力系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)備。一般來(lái)說(shuō),智能開(kāi)關(guān)包括了三個(gè)組成部分，分別是總電源開(kāi)關(guān)、分開(kāi)關(guān)以及殼體。其中，總電源開(kāi)關(guān)防止了輸電網(wǎng)絡(luò)的過(guò)壓和總過(guò)流；分開(kāi)關(guān)則主要是防止過(guò)流或漏電等現(xiàn)象，保障用戶(hù)端用電安全的設(shè)備。

3.3柔性交流技術(shù)

在我我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)中，為了解決有效介入和分開(kāi)新能源與清潔能源這兩種不同形式的能源，應(yīng)當(dāng)積極的、主動(dòng)的推動(dòng)柔性交流輸電技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用范圍。柔性交流技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)作為有效的、先進(jìn)的輸電技術(shù)，將其合理的融合并進(jìn)行推廣使用，能夠降低國(guó)家電網(wǎng)輸電過(guò)程中的能源損耗，提高了國(guó)家電網(wǎng)的輸電能力。

3.4高壓變頻技術(shù)

高壓變頻技術(shù)以其高達(dá)30%的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，滿足了節(jié)點(diǎn)的目的。但我們應(yīng)該注意到，其很容易造成高次諧波污染而使其應(yīng)用的成本大為提高。雖然高壓變頻技術(shù)的成本較高，但是若將其運(yùn)用與智能電網(wǎng),節(jié)能效果極為明顯，正是由于該技術(shù)優(yōu)秀的節(jié)能效果，因此吸引了了眾多企業(yè)的青睞，紛紛采用以大幅度降低企業(yè)的用電成本。未來(lái)的高壓變頻技術(shù)將會(huì)朝著結(jié)構(gòu)緊湊、工藝集中、控制靈活的方面逐步發(fā)展。

4結(jié)束語(yǔ)

本文從我國(guó)智能電網(wǎng)構(gòu)建現(xiàn)狀入手，分析我國(guó)現(xiàn)階段智能電網(wǎng)的構(gòu)建水平和未來(lái)發(fā)展方向，隨即介紹了電力電子技術(shù)為推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展所起到的作用，最后詳述了電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用范圍，為解決國(guó)家電網(wǎng)輸電能力和輸電質(zhì)量起到了一定的借鑒作用，為推動(dòng)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中發(fā)揮更大作用做出了貢獻(xiàn)。

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作者：畢坤 單位：新鄉(xiāng)市高級(jí)技工學(xué)校 新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院