智能電網(wǎng)電力電子技術研究
智能電網(wǎng)即電網(wǎng)智能化,建立在集成的通信網(wǎng)絡基礎之上,利用技術水平非常高的傳感技術和先進的控制方式,讓電網(wǎng)實現(xiàn)高效、安全的目標,以滿足現(xiàn)階段人們的日常用電需求。而隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,技術水平的不斷革新,具有智能化的電網(wǎng)已經(jīng)在國民經(jīng)濟中發(fā)揮了重要的作用,為我國的發(fā)展作出了巨大的貢獻。
1.智能電網(wǎng)的主要技術環(huán)節(jié)
1.1風力發(fā)電
現(xiàn)階段在智能電網(wǎng)中風力發(fā)電仍然占據(jù)了很大一部分。發(fā)電機的變速電機組通過變頻器接入電網(wǎng),并在風力的作用下產(chǎn)生電流,實現(xiàn)變速運行[1]。
1.2太陽能發(fā)電
太陽能發(fā)電主要通過電流源的形式進行并網(wǎng),并通過控制設備控制蓄電池的雙向放電,保證供電過程的安全性。
1.3高壓直流輸電
這種方式具有穩(wěn)定性出眾,輸電容量大的優(yōu)勢,且操作簡便,并能夠適應各種環(huán)境下的輸電,具有重要的意義。
1.4交流輸電
這種技術最早發(fā)展于上世紀80年代后,是以電力電子技術為基礎,對電壓進行迅速調(diào)節(jié)的輸電技術,主要的意義在于提升了電力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和安全性。且結構非常簡便,控制難度低,成為了先進國家常用的方式。
2.先進電力電子技術的具體運用
2.1加強了智能電網(wǎng)的整體調(diào)控
智能電網(wǎng)可以理解為一個整體的操作系統(tǒng),能夠適應人們?nèi)粘S秒姷囊蟆K裕诜磻芰ι暇鸵銐蜢`活。而電力電子技術便是一種非常有效的手段。在現(xiàn)階段,我國已經(jīng)大力研發(fā)電力電子方面的相關技術,也取得了非常明顯的成果。但是存在的問題也是不容忽視的。我國現(xiàn)階段的整體電網(wǎng)結構還相對較落后,無論是在電力的輸送還是配電方面都有很多需要改進的地方,因此對于智能電網(wǎng)的整體把控是管理是至關重要的。隨著技術水平的提升,我國的大電網(wǎng)結構也逐漸形成,在管理上也更加困難。另外一方面,由于我國自然災害時有發(fā)生,例如低溫、強對流天氣等,這些都會給智能電網(wǎng)的運行安全帶來嚴重的威脅,甚至于產(chǎn)生損壞。而這種損壞會直接影響到人們?nèi)粘5挠秒娦枨骩2]。所以,先進電力電子技術能夠作為一項重要的調(diào)控手段,來實現(xiàn)對于輸配電過程的把控,提升電網(wǎng)的整體質(zhì)量,提升安全性能。
2.2促進了能源的循環(huán)利用
我國在發(fā)電模式上作出了大量的投入工作。目前,我國的風力發(fā)電已經(jīng)有數(shù)量龐大的發(fā)電基地集中于全國各地,而太陽能發(fā)電則使電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行面臨了更為嚴峻的挑戰(zhàn)。而智能電網(wǎng)的形成,對于發(fā)電的整體過程能有良好的控制,更重要的意義在于能使得可再生能源得到有效利用,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的原則[3]。在未來,環(huán)境問題依然會成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的一大問題,因此先進電力電子技術將會促進能源的循環(huán)利用,減少對于環(huán)境的破壞。
2.3改善了智能電網(wǎng)的質(zhì)量
經(jīng)濟水平的提升必然帶來的結果是科學技術的發(fā)展,因而我國的工業(yè)水平也有了顯著的改進,所以,智能電網(wǎng)的整體質(zhì)量成為了各大電場重點關注的問題。電網(wǎng)質(zhì)量會受到很多因素的影響,與此同時伴隨著用戶數(shù)量的增加和用戶要求的提升,如何實現(xiàn)電網(wǎng)質(zhì)量提升滿足人們的日常需求成為了首先考慮的問題。而利用電力電子技術可以有效提升電能質(zhì)量和配電效率,使電網(wǎng)能最大化地滿足人們的日常要求。
2.4減少了能源消耗
節(jié)能減排一直是我國遵循的生產(chǎn)原則。而電力工程的節(jié)能工作一直以來都面臨著巨大的挑戰(zhàn),任務十分艱巨。隨著我國可持續(xù)發(fā)展要求的提出,對于能源的消耗問題便成為了長期且任務繁重的問題。對于環(huán)境保護的要求也隨之提升。因此,如何實現(xiàn)能源方面的節(jié)約成為了當前主要面臨的問題之一。而電力電子技術的高速發(fā)展會有效解決這一問題,利用其設備的高效性和配電的快捷,從而達到能源節(jié)約的作用,滿足節(jié)能減排的要求。
2.5提升了設備利用率
盡管我國電力電子技術已經(jīng)取得了重要的成就,但是并沒有一套完善的針對電力電子設備的評價標準。換而言之,就是無法確定設備的可靠性和利用價值。目前我國也加大了這一方面的研究,逐步建立電力電子的評價標準,探究其價值。但是不能否認的是,這一技術給我國的智能電網(wǎng)帶來了技術上的飛躍,減少了無謂的損耗,提升了設備的利用率,對于電場的發(fā)展具有積極的促進作用。
2.6先進電力電子技術未來的發(fā)展方向
該技術是智能電網(wǎng)發(fā)展的關鍵因素,也是未來各國電力行業(yè)重點關注的方向。而我國目前的實際情況下,電力電機技術必將得到更為廣泛地運用。各項技術的發(fā)展能夠?qū)F(xiàn)有的設備最大化利用,提升電能輸送的穩(wěn)定性和合理性。而電網(wǎng)也會形成一套完善的自我恢復系統(tǒng),具備高效性,滿足未來用戶的高要求。例如可控串補技術(TCSC),就是一種非常優(yōu)秀的輸電技術。這種方式可以提升當前技術水平下線路的輸送電力的能力,還能保證整體電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,優(yōu)化生產(chǎn)過程[4]。這一方式我國在上世紀90年代開始研究并發(fā)展,并于2004年成為世界上第四個掌握這項技術的國家。在未來,類似的技術還將廣泛使用,我國也代表了世界電力行業(yè)的高技術標準。
3.結語
智能電網(wǎng)的形成涉及到很多領域很多項技術的配合,例如信息技術和控制技術等。在這些技術之中,電力電子技術的作用是不可替代的。通過這種技術,我國在電能上實現(xiàn)了有效地控制,讓電網(wǎng)啊更加靈活可控。在未來,更多優(yōu)秀的技術也將被研究出來,并運用在智能電網(wǎng)之中,從而進一步提升我國電力行業(yè)的水平,讓我國的電力事業(yè)一直處于世界先進水平。
作者:胡望波 單位:咸寧職業(yè)技術學院
參考文獻:
[1]張文亮,湯廣福,查鯤鵬,賀之淵.先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用[J].中國電機工程學報,2012,04(31):1-7.
[2]吳俊勇.“智能電網(wǎng)綜述”技術講座第四講:電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用[J].電力電子,2013,04(04):67-70.
[3]范向紅.先進的電力電子技術在智能電網(wǎng)中優(yōu)勢體現(xiàn)[J].電子制作,2015,12(25):122.
[4]宋斌斌,王惠鐸,張挺.先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用研究[J].電子技術與軟件工程,2015,21(41):243.

責任編輯:電力交易小郭
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