智能電網(wǎng)中電力電子技術(shù)研究
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【文章摘要】改革開放以來，我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，對國家電網(wǎng)系統(tǒng)提出了越來越高的要求，鞭策著電力行業(yè)人員采取新理念、新技術(shù)以提高國家電網(wǎng)的供電能力和供電水平。科技的不斷發(fā)展同樣帶動了各行各業(yè)的電動化、信息化、智能化，在其影響下，國家電網(wǎng)系統(tǒng)也正朝著智能電網(wǎng)方向發(fā)展，攻堅克難，不斷進步。在智能電網(wǎng)的構(gòu)建和發(fā)展中，電力電子技術(shù)的運用起到了重要的推動作用。本文便在現(xiàn)有的智能電網(wǎng)的高科技中重點講解了電力電子技術(shù)，為其發(fā)展提供了一定的參考價值。
【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)濟的雙重影響下，越來越多的企業(yè)實現(xiàn)了信息化、智能化，國家電力系統(tǒng)作為一個國家的重要能源基礎(chǔ)設(shè)施，其發(fā)展水平和智能化程度直接制約著一個國家的發(fā)展和人民的生活水平的提高。現(xiàn)階段，我國電力行業(yè)在結(jié)構(gòu)、技術(shù)以及規(guī)模上進行了一定的改革，嫻熟、合理的使用各種先進的科學(xué)手段，努力構(gòu)建安全、可靠的國家電力系統(tǒng)，不斷提高國家電網(wǎng)的現(xiàn)代化、信息化、智能化程度，從而滿足可持續(xù)發(fā)展提出的各類要求。在我國大力建設(shè)電網(wǎng)的過程中，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，對于實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、自動化、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，對于推廣其應(yīng)用范圍等具有實際價值。
1我國智能電網(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)、計算機技術(shù)，融合了既有的國家電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，減少了對環(huán)境的污染程度，提高了電網(wǎng)輸電效率和損耗。而我國的智能電網(wǎng)起步較晚，相較于其他國家的研究來說，較為落后，因此開展了大規(guī)模的涉及智能電網(wǎng)方面的相關(guān)實踐研究，努力培育出了一批具有國際先進水平、引領(lǐng)電網(wǎng)發(fā)展的科技成果。這些科技成果都為我國推動智能化電網(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等電力電子器件對電能進行轉(zhuǎn)變和調(diào)控，從而順應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展趨勢，提高電網(wǎng)輸送能力、降低輸送損失率、改善輸電質(zhì)量。隨著國家和居民用戶用電量激增，國家電網(wǎng)承擔(dān)了越來越重的輸電任務(wù)，并且現(xiàn)階段我國的輸電線路、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，加大了國家電網(wǎng)的輸電和控制難度。因此，必須運用新的技術(shù)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定，提高電網(wǎng)的可靠性，而先進的電力電子技術(shù)的應(yīng)用可以在很大程度上提高我國國家電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性水平，以滿足國家和人民的用電需要。
2.2穩(wěn)定輸電質(zhì)量，促進行業(yè)發(fā)展
在國家電網(wǎng)的發(fā)展過程中，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對電能的質(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，同時還要兼顧輸電質(zhì)量的提升，如何提高國家電網(wǎng)輸電質(zhì)量是一個值得探討和研究的問題。保證國家電網(wǎng)輸電質(zhì)量的穩(wěn)步提高對于維系社會穩(wěn)定、促進經(jīng)濟發(fā)展、提高人們生活水平都有一定的影響。而通過采用先進的電力電子技術(shù)來優(yōu)化電力系統(tǒng)資源配置，能切實提高國家電網(wǎng)智能化水平，有效改善國家電網(wǎng)的輸電質(zhì)量，促進國家經(jīng)濟和人民生活水平的長足發(fā)展。
2.3資源優(yōu)化配置，促進可持續(xù)發(fā)展
日常生活中使用的電能，主要來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)定的國家電網(wǎng)，提高國家電網(wǎng)的智能化水平以優(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)
由于遠距離的交流電傳輸損耗的能源過多，不優(yōu)于用直流電的傳輸過程，因此我國現(xiàn)階段所采用的遠距離輸電流程主要是：在供電段，通過變壓設(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)電流到達目的端變電站后，再次通過變壓設(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所，此為高壓直流輸電技術(shù)，是長距離輸電的最佳手段。高壓直流輸電技術(shù)是一種先進的輸電技術(shù)，其具有輸送距離遠、能源損耗度低、輸電能力大、輸電穩(wěn)定性高等優(yōu)點。
3.2智能開關(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)量優(yōu)的智能開關(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。智能開關(guān)設(shè)備起到了斷開或者閉合電路的作用，屬于一種電力系統(tǒng)的保護設(shè)備。一般來說,智能開關(guān)包括了三個組成部分，分別是總電源開關(guān)、分開關(guān)以及殼體。其中，總電源開關(guān)防止了輸電網(wǎng)絡(luò)的過壓和總過流；分開關(guān)則主要是防止過流或漏電等現(xiàn)象，保障用戶端用電安全的設(shè)備。
3.3柔性交流技術(shù)
在我我國的智能電網(wǎng)建設(shè)中，為了解決有效介入和分開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、主動的推動柔性交流輸電技術(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、先進的輸電技術(shù)，將其合理的融合并進行推廣使用，能夠降低國家電網(wǎng)輸電過程中的能源損耗，提高了國家電網(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30%的節(jié)能優(yōu)勢，滿足了節(jié)點的目的。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。未來的高壓變頻技術(shù)將會朝著結(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
本文從我國智能電網(wǎng)構(gòu)建現(xiàn)狀入手，分析我國現(xiàn)階段智能電網(wǎng)的構(gòu)建水平和未來發(fā)展方向，隨即介紹了電力電子技術(shù)為推動智能電網(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。
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作者：畢坤 單位：新鄉(xiāng)市高級技工學(xué)校 新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
