摘 要 随着智能电网在电力系统中的广泛应用,采用先进的电力电子技术,可有效的保障和优化智能电网的安全运行。同时,电力电子技术在智能电网中的应用,还可以起到满足社会用电需求、提升用电质量以及促进社会环境和谐发展的作用。因此,应充分结合智能电网实际情况,发展和利用先进的电力电子技术,以确保我国电力事业的持续、健康、稳定发展。
关键词 先进电力电子技术;智能电网;运用
前言
随着电力系统电能输送技术的不断发展进步,智能电网应运而生。较传统形式的电网,智能电网通过运用电力电子设备和计算机软硬件设备将传统电网系统、电力设备、电力工作人员等有机结合起来,实现了电网运行的智能化、自动化和数字化。
1 先进电力电子技术的重要性
我国经济的飞速发展,用电需求量的上涨,在未来电力企业发展的方向将是大型电网的建设,要建立大型电网就意味着其结构的复杂化,由于我国地理辽阔气候变化莫测,因此电网建立将面临更多险峻的挑战,所以有必要应用先进电力电子技术,只有调控电力系统的电子装置更先进,电网架构才会有效增强,进而防止电网故障的大范围扩散,以便电网故障抵抗和恢复能力的提高,而这些问题只要应用先进电力电子技术都能很好解决。
作为近年来较为流行的新技术,电力电子技术具有独特的技术特点,例如电力电子技术的高频化、高效化、全控化以及集成化特点。其中,电力电子技术高频化特点主要表现为将电子器件集成化处理后,有效提升了集成化电子器件的工作效率,典型代表为GTR仅能够在10kHz频率下工作,而IGBT则可以在频率高达数千Hz频率下工作。电力电子技术高效化特点主要体现为在变换器中利用软开关技术,有效提升了变化器运行效率。电力电子技术全控化特点主要体现为在半控型的普通晶闸管基础上,实现了电力电子器件的功能化发展,大大简化了电力电子器件操作与控制。电力电子技术集成化特点主要体现为将多种电力电子器件在一个基片中集成,有效减小了电力电子器件体积,较传统电力电子分立式结构构成,集成化的发展体现了电力电子技术的科学性、先进性、节能性发展趋势[1]。
2 智能电网中先进电力电子技术的作用
2.1有利于智能电网的优化,为智能电网的安全运行提供保障
就目前来看,我国通过一系列形式对智能电网中的先进电力电子技术进行创新,并且已经在FACTS与HVDC等相关产业中构造了培育点,在缩短故障恢复时间、降低故障损失、改善电网电能质量以及提高电网输配能力等多个方面取得了一定的成果;随着智能电网的不断发展,先进电力电子技术在发展过程中势必会面临新的挑战。
现阶段,我国电网网架结构不够稳定,在配电、输电等多个方面还有待完善,需要充分重视灵活交流输电装置的研制与开发,以此加强电网网架结构的稳定性。我国交直流互联大电网的结构逐渐趋于复杂化,在运行过程中的控制难度也有所增加;除此之外,一些极端的外部灾害会严重影响电网的安全运行,这一形势下,应用先进电力电子装置,能够对输配电网的潮流分配进行合理调整,加强网架结构稳定性,防止电网故障的扩散,并且加强电网在处于故障状态时的自我修复能力,以此提升电网在运行过程中的稳定性。
2.2 有利于电能质量的改善,充分满足电力市场的需求
根据相关调查资料显示,美国在电能方面,每年因为电能质量问题造成的经济损失高达上千亿美元,对于美国的社会经济发展造成了严重影响。智能电网建设过程中应用先进电力电子技术,能够在很大程度上优化电能的整体质量,提升电网输配电的综合效率、质量,这也是智能电网在发展过程中对于先进电力电子技术提出的一个重要需求。
2.3 有利于优化环境与资源配置
我国在能源资源运用方面,想要实现能源资源的优化配置,需要重视可再生能源利用效率的提升,例如:风能、光能等;风能与光能作为可再生绿色能源,在我国东北部、西北部等地区中的分布范围较为广泛,但是分布较为分散,而且处于不稳定状态,想要充分利用这些可再生能源,需要加强电力系统的稳定性、安全性,因此对于智能电网的建设提出了更高要求。智能电网建设过程中,对于先进电力电子技术的应用,能够实现可再生能源的调度、控制以及预测,确保能源能够远距离输送与大规模开发,提升电网与能源之间的相容性,扩大我国能源结构中清洁能源占据的比例[2]。
3 先进电力电子技术在智能电网中的应用
电力电子技术具有提高电网配置水平,最大限度的发挥电网高效输电功能,缓解我国电力分配不均的优势,所以在智能电网中具有很大的发展优势。
3.1 高压直流输电技术在智能电网中的应用
在现代直流输电系统中,只有输电环节是直流电,发电系统和用电系统仍然是交流电。在输电线路的送端,交流系统的交流电经换流站内的换流变压器送到整流器,将高压交流电变为高压直流电后送入直流输电线路。我国高压直流输电技术在远距离输电中得到广泛应用,今后我国还将在大水电基地和大煤电基地的超远距离、大容量送出工程中继续大力发展和建设特高压直流输电工程。超高压直流输电技术在远距离大容量输电、异步联网、海底电缆送电等方面具有很大的優势。
3.2 柔性直流技术在智能电网中的应用
柔性交流输电技术是新能源、清洁能源的大规模接入电网系统的关键技术之一,综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。柔性直流输电系统的换流器采用自换相方式,可四象限运行且有功、无功功率独立进行控制,由于中国智能电网以特高压输变电为基础,且需要综合考虑新能源的接入、分布式能源的隔离等技术,以电力电子为主要特征的柔性输电系统需求增长迅速。
3.3 能量转换技术在智能电网中的应用
低能耗、低污染、低排放的低碳型经济是未来社会的发展趋势,其核心之一就是能量转换技术的创新及应用。风能、太阳能等可再生能源的利用已成为当今国际上能量转换技术的热点研究内容。能量转换技术在智能电网中应用的技术发展趋势是风能、太阳能等可再生能源的利用以及大规模间歇性电源与微网等并网运行。为了与智能电网的发展相适应,需要建立合理的电源结构和布局,这就依赖于先进的能源转换技术,构建坚强的实体电网,提高电网的资源优化配置能力,基本实现新能源的发电标准化接入及与电网运行的互动化。
3.4 电能质量技术在智能电网中的应用
电能质量技术在智能电网中的应用,首先要建立起完善的电能质量评估方法和等级划分体系,并基于供用电接口的经济性分析,分别建立内部技术等级评估体系与用户经济性评估体系,健全相关政策、法规。由电能质量问题造成的损失很严重,电能质量问题需要综合治理、合作治理。改进控制器可以实现电能质量综合治理。采取合理的电能质量技术、统一电能质量控制器能确保重要用户的电能质量, 可以实现智能电网的高效运行和有效利用,从而带来经济效益,此项技术在配电网中拥有广阔的应用前景[3]。
4 结束语
智能电网作为一种电力网络的智能化,是建立在计算机与互联网应用的基础上,将各种相关技术进行采用,并且加大了电力电子技术在其内的应用,促进了我国智能电网的发展。在经济全球化以及信息化背景下,我国企业在进行自身发展的同时,需要根据当前时代发展潮流以及同类行业的竞争空间,进行自身发展战略的调整,并逐渐增加信息化技术、数字技术、电子技术等新型技术在智能电网当中的应用,建设优质电网,以达到更加便利人们生活的目的。
参考文献
[1] 肖世杰.构建中国智能电网技术思考[J].电力系统自动化,2009,33(9):1-4.
[2] 卢勇.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].工业经济管理,2015,(03):174.
[3] 张文亮,汤广福,查鲲鹏,等.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报,2010,02(04):1-7.