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一本试论智能电网中电力电子技术的应用

​陈明明

内蒙古电力(集团)有限责任公司鄂尔多斯电业局,内蒙古自治区鄂尔多斯市,017010

摘要: 信息化、自动化及数字化是现代智能电网的发展趋势。电力电子是实现电网智能化的前提,它在智能电网的应用既是电网技术的要求也是市场经济发展的需求,它制约着整个电网的技术发展。同时,电力电子影响电网输出的电能质量和电压的稳定性。智能电网作为我国一项基础性的设施,是保证我国人民用电安全,推动经济发展的重要支柱。随着科学技术的发展,智能电网中的技术也得到了很大的进步,电力电子技术在电力系统中的运用也越来越广泛。
关键词: 电力电子技术;智能电网;应用分析;电力系统
DOI:10.12721/ccn.2021.157071
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电网系统是新时期电力事业现代化建设的必然要求,更是电力电子技术快速发展下,电网构建的重要支撑。基于电力电子技术的应用,优化并保障电网安全,促进电网资源的可持续发展,充分体现出电力电子技术巨大的应用价值。因此,随着电力电子技术的应用及发展,其在智能电网构建中的应用日益广泛,并发挥着重要的作用。

1电力电子技术在智能电网中优势

1.1清洁高效、节能减排

电力电子技术的发展是科技在技术层面的进步,也给各种行业的升级换代带来了很大的机遇。在可靠性及稳定性上,电力电子技术可以有效保证电网的正常运行,减少了对人力资源的依靠。这种高效的运转不仅扩大了工人的工作范围还在一定程度上降低了工作强度,是建设大规模智能电网的有效途径。在节能减排上,电力电子的应用也起到了有效的作用。对于电力资源本身就是清洁高效的行业,电力可以实现高效利用,是清洁能源的重要代表。在促进可再生资源发展上,电力资源可以起到示范效应。这种利用先进技术减少环境破坏和实现清洁高效是可持续发展的集中体现。

1.2确保电网设备运行的安全性

电网设备安全运行一直是电力事业发展的重要方向,关乎着工业用电以及居民用电的安全性。目前,我国电网结构基本稳定,安全系数也比较高,但是依旧存在部分安全性问题。随着社会经济的不断发展,人们对电力需求越来越高,电力事业为了满足这一需求,不断扩大电网覆盖范围,增强电力输出,这就引发了电力运行安全问题。目前,我国部分城市地区依旧采用老旧设备,如旧式变压器等,此类电网设备已无法满足现代电力供给需求,且存在较大的安全隐患,易发生漏电、短路、爆炸等危险事故,使电网设备运行存在潜在风险。同时,由于我国领土辽阔,部分地区自然环境恶劣,给电网设备运行带来极大阻碍,时常出现风力较大扯断电线、寒冷气候造成电线绝缘层快速老化从而发生短路等现象,极大影响了电网设备安全运行。随着电力电子技术的融入,这些问题都得到相当大的改善,电力电子技术实现了科学调控,优化了电力网络运行环境,针对特殊情况也有了特殊解决方案,极大减少了电网设备运行故障的出现,保证了电网设备运行的安全,使得电力事业呈良性发展态势。

2电力电子技术在智能电网规划建设中的应用

2.1智能配电网络系统中的电力电子装备

一般分为三部分来进行,第一是发电系统,第二是输电系统,第三是配电系统。供电行业内通常将配电系统称为配电网,因为它是整个电力系统项目的终端环节,它面向的是区域内所有用电用户。在传统的配电网架构设计上,一般都是从输电系统开始,主要是将接收的电能分配给区域内每一个用户。随着电力电子装备的更新换代,互联网络及计算机信息技术的迅猛发展,将电力系统的时变性特点成功挖掘了出来。在这种环境下,借助于先进的电力电子设备的使用,可以使得配电网络所覆盖的区域用户,负荷环境的每一个变化均具有调控与适应能力,极大提高了配电网的电能质量。最常使用到的电力电子设备,例如,配电网中使用的串并联同步补偿器,这一电力电子设备在配电系统中,通过串联装置将系统与负荷隔离;再如源滤波器,它在系统中所起到的作用主要是无功补偿、抑制谐波。除此之外,包括像固态开关,以及各配电线路用户端使用的相关电力电子装置。

2.2高压直流输电技术

我国的国土面积广大,电力的输送和配置一直以来是要解决的重要课题,对于高压输电而言,采用直流输电可以有效地减少能源的损耗。交流输电在进行远距离输送时,电力的耗损相当严重,对能源的消耗占据很大一部分比例,采用直流高压可以有效地避免类似问题。我国的远距离输电的一般方式是在供电段,把各种方式产生的电能经过整流设备和变压操作变换为直流电,再经过电网的输送和配置以后到达目标变电站,经过变压转化为交流电。这是目前国内远距离输电采用的一般形式,也是最有效的手段。先进输电技术的建立和运用,离不开电力电子技术的发展和运用。

2.3柔性电流输电技术

该技术建立在电力电子技术的基础之上,并结合其他控制技术共同形成的新型技术,只要能够实现对交流输电的快速控制,能够有效增加交流电网的传输稳定性,而且可以降低传输成本,在智能电网中通过应用柔性电流输电技术能够有效地对电网中的输送功率进行合理分配,同时对一些重要的运行参数进行控制,从而减少传输过程中的功率损耗,除此之外,柔性电流输电技术还可以有效地控制潮流,防止线路串起跳闸情况的出现,保证了传输的安全性与稳定性,并且提升了智能电网的可靠性。

2.4智能开关技术

为了保证电力电网的安全性,在电网各个节点均安装有智能开关系统,能够保证电力电网的安全运行。在电力电网正常运行时,开关处于闭合状态,并开启无间断电力监视系统,时刻保证电力电网处于可视状态,防止意外发生。一旦电力电网遭受人为、自然灾害或者其他原因影响导致电网结构被破坏,智能开关系统就能及时断开开关,保护剩余电网结构不被破坏,防止意外事故发生,并及时联系相关技术人员进行维修。

2.5高压技术变频技术

高压变频是我们经常能够听到的名词,也是在目前的电力设施中应用较多的技术之一,这种技术的应用可以有效地降低电能的使用和损耗,达到节能的重要目的。对于构建节约型社会,高压变频技术有着直接的促进作用。与高压变频技术相关的是高次谐波污染,这种电磁污染在将高压变频应用到智能电网之后,污染大大减小了。企业对节能减排重视的同时,采用电力电子技术可以大幅度降低用电成本。电力电子的控制精确和工艺精良在高压变频领域有着巨大的优势。

2.6需求侧技术

在现代电网构建中,基于用户的电力需求,应确保电力供应的稳定性与质量。首先,电力企业应提高配电自动化技术与电力电子技术的有机结合,进而为用户提供优质的电力服务;其次,电力企业要基于能源节约的目标,在需求侧进行技术优化,在需求侧技术的应用中,实现清洁能源与新能源的并网;再次,在故障限流的保障中,应基于需求侧技术的运用,为用户提供所需的电力要求,并智能网络的构建下,确保电力供应的效率及质量。

结语:

随着社会经济发展速度加快,人们对电力需求量不断增大,对电力质量提出了新的要求,借助于先进的电力电子技术,电力事业呈现出良好发展态势,电力技术取得了重大突破,完成了电力事业的改革,良好满足了现代社会居民用电需求。但是时代在发展,电力事业不能满足现状止步不前,应加大电力电子技术的研发力度,为电力事业发展作出更大贡献。

参考文献:

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[2]田平.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子制作,2019,(22):182.

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