先进电力电子技术在智能电网中的具体运用.doc

1、先进电力电子技术在智能电网中的具体运用摘 要资源的稀缺性使得未来经济社会的发展更加注重产出的高效与智能，众所周知，电力的使用与发明给人类社会的发展进步带来的强大动力，而未来对电力资源需求的大量增长使得传统电网的面临的压力巨大，因此传统电网亟待改进。在这一过程中，电力电子设备的研发应用对电网的升级改造、效能的提升起到了至关重要的作用，本文就电力电子设备在职能电网中的应用进行详细阐释。 关键词电子技术；智能电网 中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0295-01 随着经济社会的进步发展，人类对电力的需求及应用逐渐加深，普通电网的运送量越来越难以满足需

2、求。同时，普通电网老化周期较快、事故频发、维修频次及危险性较高的缺点也使得在一定程度上制约了其功能的进一步发挥。因此，运用新科技对电网进行改造升级是未来发展的必然趋势，这其中的关键因素就是电力电子设备的研发与应用。 一、智能电网时代对电力电子技术的需求 智能化电网时代对电网的运行提出了更高的要求，而电力电子技术在电网中的应用可以实现并满足未来经济社会发展对电网的需求。 1、电网设备安全平稳运行的保障需求 为实现电网平稳运行，我国以构建平稳的电网结构为目标，加大电网投资建设与维护力度。但随着经济社会用电需求的不断增加，对电网的建设提出了更高的要求，尤其是智能化电网时代的来临，我国电网结构的问题日

3、益显现。因此，只有加强先进电力电子设备在电网建设及维护中的应用，才能实现我国电网平稳输出电力质量的提高。随着智能化大电网时代的开启，加之我国幅员辽阔、不同区域地形气候条件复杂，为实现不同地域电网的覆盖并平稳运输电力，利用先进的电子电力技术装置对电网结构进行改造、升级，增强故障修复能力与抵御能力是必然选择，实现确保电网平稳运行，保障用电安全。 2、满足电能运行质量的需求 通过先进电子电力技术在电网中的应用，实现电网电能质量的改变，提高输电效率，满足经济社会日益增长的用电需求。随着我国经济社会的不断发展，对电力使用的需求及依存度逐渐提高，通过电力的使用使得日常生产经营活动的自动化水平不断提升，生产

4、及产出效率极大提高。因此，对电力输送质量的要求也不断提高。通过电力电子技术设备在电网中的应用，可以满足不同行业与领域对电力质量的使用需求。 3、符合低碳发展的需求 先进电力电子技术设备可以改善对能源的消耗的程度及依存度。通过逐步开展利用风能、水能、太阳能源等可循环清洁能源的应用，降低过度消耗能源对环境产生的压力，逐步实现绿色环保的电力生产与运输。先进电力电子技术在清洁能源使用与开发方面，北欧一些发达国家该项技术已经逐渐成熟并应用于智能电网中，这是未来智能电网发展的主流。未来我国按照低碳环保发展要求，也要不断加强该项电力电子技术的研发。 资源的日益枯竭使得当代社会经济发展更加重视能源利用高效率和

5、循环使用，电力是人类现今及未来发展不可或缺的因素，为了能使电力生产降低能源消耗、产出更加高效率，输出更加平稳，人类已经开始应用新科技、研发新型材料改造升级改造旧电网，利用通信及互联网智能新技术来发展智能电网。在这一过程中，电力电子设备技术的应用与发展至关重要。 二、电力电子技术研究核心 我们选取目前主流的并已经应用于电网中的先进电子技术进行阐述：1、功率半导体器件技术 功率半导体器件也称为电力电子器件，该项技术的关键之处在于可以实现电能变换，并能控制电网电路中的功率较大的电子设备及器件。功率半导体器件分为半控制型、全控制型、不可控制型。 2、电力电子电路控制技术 电力电子电路控制的对象是工业电

6、能，其通过功率半导体器件实现对工业电能的大功率电子电路的控制及变换，最终目的是实现能源消耗的降低。究其实质，电力电子电力是一种大功率的开关电路，利用微弱信号来对电能进行控制。 3、电力电子变换器主电路技术 电力电子变换器核心器件是功率半导体，电力电子变换器的主电路采用不同的电路拓扑结构和控制方式来实现对电能的变换和控制。变换器主电路拓扑结构实质就是将有源和无源功率半导体器件按照一定规律排列而成的电路，拓扑优化就是在变换器的设计中，通过合理选择和确定网络中各元件的位置，来实现高频化、高频率、高功率因数和低变换损耗。 上述的电力电子技术只是选取目前应用较为广泛的技术类型代表，未来该领域的电子技术将

7、继续深化创新并实现高效应用、推广发展。 三、电力电子技术具体应用 电力电子技术实现了对传统电网的改进与突破，为电网的智能化发展具有重要意义，其主要应用于发电与输电环节。 1、电力电子技术应用于发电环节 第一，双馈感应发电机。双馈感应发电机实现了风能为我们所用。它属于电力机组重要组成部分，能够实现变速风能电阻高效发电。当双馈风电机组的重要部件定子接入电网时，定子在电力作用下，提高发电速率，直接将电网中的电流转化成变频器直流电。根据风力转动的频率，将电流直接透过励磁系统，高效的电流就被生产而出。通过定子的电流一般是变频交流电，该电流运转的速度会可以再提升。电机组实现了无功和有功的解藕控制，让风电组

8、的运动更加迅速，进而提高风电机的风能转速变速。永磁发电机在接入电网时，能够改变风电组的转频速率。通过全功变频电设备接入电网，达到解藕功效。它的特质不会因为接入电网而发生改变，特性完全取决于变频器的调控。变频器的最大作用是可以实现直流电向交流电转化，电流互换能够提高电力使用效率，促进资源节约。 第二，并网光纤发电设备。主要借助电流源形方式并入大型电网中，它的电流输出和相位跟踪与电网压力紧密联系，能够对电流幅度大小进行调整，让光纤发电达到最大功率。光纤发电能够获取最大的电力资源，但是光纤发电也存在缺点，常常出现光纤波动。为了避免在工作光纤波动现象出现，可以在控制器中加入蓄电池，蓄电池整的作用在于实

9、现电流的稳定，达到双向放电的效果，保障了向负荷电流供电。 2、电力电子技术应用于输电环节 第一，高压直流输电。在十世纪七十年代，流阀电气试验成功使得电力电子技术应用于直流输电由可能变为现实。自此之后，直流输电工程开始采用晶闸管换流阀逐渐得到推广和应用。高压直流输电的强稳定性、大容量及调控协调能力较好的特点使这种运电方式应用于较为高难的输电区域，比如海底、高山及中远距离输电。高压直流电子技术，使得电力资源在生产出来后如何实现远距离输送这一难题得到了解决，为偏远地区用电及经济社会发展做出了巨大贡献。 第二，直流输电技术。该项技术要借助电压源换流器，用了 IGBT 新型断电电子器进行组合，实现了电力

10、资源的高效能产出。使用脉宽调制技术提高电流逆变方向， 能够较好的处理了直流电转向负荷电断电问题。该项电力电子技术设备使得输电克服了地域地形限制。 第三，柔性交流输电。这是一项将现代控制系统和电子电力系统相结合的前沿技术，柔性交流输电中关键因素是 svC 技术，该技术借助晶闸管控制电容器组实现切断电压效果。柔性交流输电实现了电网智能化的同时，提高了运输的稳定性，而且兼具操作便捷、方便可控的特点。 将电力电子设备应用于电网改造，从发电到输电环节逐步应用与改进，逐步实现电力产出与输送的稳定高效、克服地形区域困难，同时，可再生能源及绿色环保技术的使用等为智能化电网升级改进起到很大作用。先进电子技术设备

11、的研发与应用使得未来电力的生产、输出及使用更加高效与智能。功率半导体器件技术、电力电子电路控制技术及电力电子变换器主电路技术的研发与应用至发电与输电环节，使得电网更加智能化，实现平稳、高效的发电输电，更好的为生产生活提供电力保障，综上，随着人类经济社会的不断发展，对电力的使用及应用日益增长。在这一过程中原来的电网体系遇到极大的冲击与挑战，为了能高效平稳的解决这一难题，电力电子技术成为改造电网的关键所在。实现智能化电网的平稳运行，未来先进电子电力技术设备要实现可再生能源的综合利用，使智能化电网的功能更加具有科技性与能源环保高效性，我国还有很长一段的发展之路要走。 参考文献 1 张文亮 汤广福 查鲲鹏 贺之渊.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 年 04 期. 2 吴俊勇：电力电子技术在智能电网中的应用J.变频器世界，2011（11）. 3 张文亮 刘壮志 王明俊 杨旭升：智能电网的研究进展及发展趋势J.电网技术，2009（13）.