先进电力电子技术在智能电网中的应用

先进电力电子技术在智能电网中的应用

【摘 要】随着社会的发展，人们对电的需求量越大，对电的质量要求也是越来越苛刻。国家工业化的发展对供电的需求也是不断高涨，对电力系统的种类要求越来越多。为了满足众多需求，如今的现代化电网与传统的电网有很大的不同。新一代的电网正朝着智能化、信息化的方向发展。这就需要高压电力电子技术的应用得到充分的发挥，实现对电压、电能的转化与输送，目前我国在这方面已取得突破性的进展，但是与国外先进水平相比仍然有一定的差距。

【关键词】智能电网；电力电子技术；应用

1.智能电网

近年来”智能电网”这一新词越来越受到电力公司和研究人员的重视，智能电网与传统的电网有着重大的区别，传统电网通过线路连接把硬件设备连接起来，根据区域性的不同设计成一套固定的电力输送系统。然而我国自然灾害频发，有些地区条件恶劣，经常对传统电网造成重大创伤，并且随着社会和工业化的发展，原来硬性的系统设计不在适应复杂多变的电力需求。而智能电网就是在传统电网的缺陷上应运而生，智能电网通过电力电子设备、以及计算机硬件设备、软件设备把国家传统电网、设备、和人力资源进行有机的结合起来，实现数据化、智能化。这种智能化系统能够在复杂的情况下通过低成本的调整就可以适应不同的需求，更为重要的是数据化系统在电力统计、电力分配上具有指导作用，不用花费大量的人力物力财力和宝贵的时间去做一些现在看来轻而易举的事。除此之外，智能电网信息化和智能化给电力公司的管理带来极大的便利，种种优势都使得智能电网的发展势在必行。

2.电力电子技术在智能电网中的应用

2.1电力电子器件

电力电子器件主要是由一些半导体半控器件和全控器件组，主要有IGBT、BJT、MOS MOSFET、GTR等组成。成为了满足广大需求、适应复杂多变的恶劣自然天气、自然灾害，生产出质量高、性能好的电压和电流，要求电力电子器件具有可靠性高，抗干扰能力强，温度稳定性高并且有一定的电气隔离能力，能承受短暂的高电压强电流。电子器件所控制得智能电网应该有自愈性、安全性、交互性、经济性、优质高效、清洁环保市场化程度高。

2.2在风力发电与太阳能发电中的应用

太阳能发电系统由太阳能电池阵列、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端，在太阳能的利用上同样面临这类似的问题，光伏发电系统主要以电源方式并入电网，其输出系统的电力跟踪电网电压电流相位变

化，同时调整输出电流幅值的大小，使光伏系统注入电网中的功率最大，为了弥补光伏发电系统在功率上的波动，还需要通过控制器对蓄电池的双向充放电，以保证向电网输送平稳的电压电流，和规定的相位，使电网得到纯净的高质量电力。

2.3超高压直流输电技术在智能电网的应用

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优势，因而得到了广泛应用。而特高压直流输电更可以有效节省输电走廊，降低系统损耗，提高送电经济性，它为我国解决能源分布不均、优化资源配置提供了有效途径。截至 2009 年，我国已建成 7 个超高压直流输电工程和 2 个直流背靠背工程，直流输电线路总长度达 7085km，输送容量近 20GW，线路总长度和输送容量均居世界第一。预计到 2020 年，我国将建成“强交强直”的特高压混合电网和坚强的送、受端电网，预计直流工程达50项，其中规划建设30 多个特高压工程，包括 5 个±1 000 kV 的直流工程。

2.4 SVC在智能电网的应用

SVC是一种比较典型的电力电子控制技术，在电网应用中发挥着重要作用，它具有许多作用，可以调节电力系统的电压从而保证其稳定，并通过控制无功潮流来增加系统输送点的能力，提供无功功率给直流换流器，提高电力系统的暂态稳定性和静态稳定性，还可以加强对电力系统低频振荡的阻尼。SVC技术是提高我国电力系统稳定性，解决电网输配电存在的不足之处的一个非常重要的技术，它具有优化潮流和无功补偿的功能，可以有效改善电网的电能质量，提高电网的稳定性、安全性和输电的能力、效率。

2.5在电力分配上的作用

电网应该能满足所有用户的要求，特别是国家电网应该不允许出现这样的缺陷，电网所面临的用户多种多样，包括了普通家庭，医院，工厂，城市照明等，当电力通过电网输送到用户的面前时，还需要电网根据不同客户的要求输出合适的频率、幅值、相位，在面临雷击、短路、及自然灾害的情况下应该任然能维持电网的平衡稳定，积极满足用户的需求。如今。城市用电迅速增长，原来的架空电网的供应已经不能满足用户的需求，在交流的长距离出送中，需要添加电力电子设备，对电网缺失进行补充，增加电力电子设备环节对供电系统起着越来越重要的的作用。

3.小结

随着社会的发展，人们对电的需求量越大，对电的质量也是越来越苛刻。国家工业化的发展对供电的需求也是不断高涨，对电力系统的种类要求越来越多。智能电网由此新生，智能电网是信息化技术、电力电子技术、和控制技术在电网中的应用，大功率电力电子技术能够实现电网的转化和控制，是实现电网对进行电力参数灵活调整得到高质量电压的重要工具之一，本文就电力电子技术在智能电网中的应用展开讨论，首先介绍了智能电网，然后介绍了电力电子器件的分类

作用，最后结合两个具体技术，分析电力电子技术在电网中如何实现电能的控制和转化。

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