电力电子技术在智能电网的应用

电力电子技术在智能电网的应用

【摘要】随着科学技术的不断进步,我国的电网也正在朝向智能的方向发展,电力系统的自动化程度也正在不断的提高,实现电网的智能化就必须加强应用电力电子技术,本文针对电力电子技术展开研究,对电力电子技术的作用有一定的认识,从而提出具体的应用方法。

【关键词】电力电子技术;智能电网;作用;电能质量

一、引言

我国的信息化水平已经逐渐的步入社会的前列,但是相应的环境问题和能源问题已经开始困扰着人类,我国的能源问题也是很突出的,智能电网的发展也面临着一定的危机,应用先进的电力电子技术可以尽快的强化智能电网的发展,全面的推进电力电子技术的应用可以保障我国的电网健康快速的发展。

二、智能电网的运行状况

所谓的智能电网就是将多种现代化的技术集于一身的,这是一种新型的电网,应用起来可以实现更大的效率,而且能够节约资源,对电能的消耗具有抑制的作用,在运行的过程中能够很好的保障相关用户的安全。智能电网的应用已经遍布全国,但是随着用电量的需求不断的加大,智能电网的发展已经遇到了瓶颈。以美国为例,其智能电网的设置已经是处于世界的第一位,但是仍旧不能够满足美国的整体需求,日本应用光纤技术以促进智能电网的发展,我国的智能电网应用才刚刚开始,虽然取得了一定的成就,但是智能电网的使用也不能够完全的满足本国的需求,我国电力事业的发展仍就需要先进技术的支持,电力电子技术就是可以促进我国电力行业快速发展的先进技术之一[1]。

三、电力电子技术的作用

(一)促进电网的稳定性

我国的电网技术已经进入了全面发展的阶段,但是仅仅处于发展的开始阶段,其中存在着大量的问题,我国的经济正在处于大力的发展阶段,我国社会的电力需求是巨大的,现行的电网还不能够很好的满足社会的发展,因此,应用电力电子技术可以帮助我国的电网加强智能化,电网的发展在电力电子技术的支持之下也可以满足安全的要求,电网的基本运行状态可以得到很好的维护,智能电网一定能够得到更大范围的优化。由于大量的技术人员的加入,我国的电力技术已经取得了很大的发展,电力技术的应用实际上很广泛,但是,在电网中的应用仍旧有许多不足的地方,现今的大多数的电力企业并没有完全的应用电力电子技术,因此电网的稳定性还不足。在电网的设计当中,最主要的就是安全,电网的作用性很大,但是一旦发生问题造成的危害也是巨大的,因此,电网的稳定性是发展中的核心问题。不同的电网系统之间存在着不同的问题,应用电力电子技术可以很好的解决电力运行稳定性的问题,电网的智能化程度也就会越来越高,由于电网的结构复杂程度高,随着人类活动对自然的破坏,自然灾害的频发对电网结构造成的损害也是巨大的,结合电力电子技术可以优化电网的结构,还能够促进电网的稳定性[2]。

(二)提高电能的质量

我国曾经在2008年应用直流关键技术,这一工程的容量为20MVA,电压的等级为正负30KV,其中工程的容量为100MW,直流电压为正负100KV。电能的质量如果过低就会造成不良的影响,社会的发展就会受到影响,应用电力电子技术可以提高电能的质量,在电网进行电能的输出时,其电力电子技术就会对电能的输出进行重新科学的配置,电网中的电能输出就能够获得稳定,输出的效率也能够获得相应的提高,相应的经济效益也会增大。

(三)帮助资源配置

我国的能源消耗是巨大的,相关的能源问题早已被列入我国重点解决的问题之一,我国的电能缺失的程度还没有很大,但是这一问题不得不重视起来,能源的消耗会破坏环境,也会引发社会能源供需不足的现象,而电能是一种可清洁的再生能源,这是比较有利的条件,我国应该在保护环境的基础上加大力度应用电力电子技术,这样可以建设先进的电网,还能够优化我国的资源,对于可再生能源的保护有一定的作用,应用电力电子技术可以有效的帮助我国的能源实现优化配置。

四、电力电子技术的应用

(一)发电环节的应用

在社会的发展过程中,对能源实现持续性的利用是关键问题,也是我国在发展建设过程中面临的挑战之一,我国正在大力的推进智能电网的建设,应用电力电子技术可以帮助我国实现能源的节约,而且能够对环境起到更多的保护,对于电力电子技术而言,在应用的过程中应当注意与其他的能源进行再结合,这样可以促进电力电子技术更加的先进[3]。目前,柔性交流输电FACTS作为电力电子技术与电力系统有机结合衍生的产物,能够实现对电力系统参数的有效控制。此外,在发电环节的应用过程中,可以利用风能等再生能源进行发电,在具体应用的过程中,可借助电力电子技术,将电机组归入到电网中去,对电池的控制能够更加的有把握,充放电的过程能够被有效的控制,这样基本可以保障电网供电的稳定性。

(二)能源存储的应用

风能和光能都是可再生能源的一种,能够实现更为绿色的应用,对于社会未来的发展具有重要的意义,资源也能够得到长久的发展,我国的社会需求也能够被满足,但是风能和光能的不确定因素还有很多,在具体应用的过程中应该注意调节相关的负载关系。具体的操作程序是先利用大功率变换器,这样可以实现对电力系统的连接,风能和光能都能够向电能转化,然后将电压源同存储的设备相连接,进而就可以实现电能的存储,由于能源能够获得大量的存储,在一定程度上就可以节约能源,能源的质量自然会有所提升。

(三)输电环节的应用

在电网进行输电的过程中,需要涉及到很多的参数,具体的输电方式一共可以分为两种,一种是高压直流输电,另外一种是柔性直流输电,在这一环节中应用电力电子技术是很有必要的,这一技术可以和电力系统进行很好的融合,根据实际的运行状态可以对电力系统加以控制,智能电网就能够实现基本的调控功能,智能电网的运行稳定程度自然会大大的提升,电能输送的质量自然能够有所保障。

(四)变电环节的应用

在智能电网的变电环节当中,主要是在变电站应用相关的技术,变电站在电力电子技术的带动之下已经实现了向数字化的方向发展,随着电力电子技术的发展,变电站在未来的发展之中就能够实现信息的共享应用,在变电站的数字化应用当中,电网也能够进一步的实现智能化的信息化,例如数据采集系统的建立,还有数字展示环节,电力电子技术可以对数字实现分析和整理,利用光电技术加以驱动,利用数字编程重新建立变电站的系统,例如台湾的金门岛供电的总容量是200MW,额定的电压是正负150KV,这一工程的建设可以帮助台湾的电网节省10亿台币。

(五)用电当中的应用

我国的用电量大是公认的,相关的用户也是众多的,电力市场的竞争也是巨大的,智能电网的建立可以帮助供电企业和用户进行沟通,应用电力电子技术可以获取更多的数据信息,用户的实际需求就能够得到很好的满足。在用电环节过程当中,需要应用到大量的智能设备,例如保护装置的应用可以实现对用户的用电保护,而自动化的设备可以实现更加便捷的供电,智能标记数字处理设备的应用可以很好的记录用户使用电量的信息,供电公司可以和用户实现快速的信息传递,能够实现智能供电。

(六)配电当中的应用

配电环节关系到千家万户的供电,在这一环节应用电力电子技术可以很好的强化电能的质量,这一环节还需要和自动化的技术相结合,这样可以密切的监控配电过程中的环节,对于电网中出现的故障等问题可以进行及时的解决。在美国EPRIADA项目中,IUT作为其中一个基础装置已经逐渐实现市场化,它的额定功率为20kVA,输出的额定电压为120V/240V,输入相电压为2.4kV,它除了具有以往传统变压器的功能之外,还能够向用户提供其他的服务项目,例如直流或400Hz电力、单项转变为三相、下陷校正等方面,还能够对系统运行进行有效的改善,从而减少了重量和尺寸,为配网远程监控提供辅助作用。近几年,我国电网应用到的SVC技术已经超过20套,其中每套的最大容量可以达到180Mvar,单单是红一变的SVC,每年就能够帮助电网节约电能25.976GW•h,每年增加的收入能够达到1149千万元。五、结论电力电子技术的应用可以很好的优化电网的各个功能,在任何环节都很能够提供供电的稳定性,智能电网的发展能够可持续下去。

参考文献

[1]徐天宇.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子技术与软件工程,2017,01:242.

[2]李月朗.电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子技术与软件工程,2016,16:235.

[3]韩玉叶.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].河北企业,2016,11:174-175.

作者:倪时龙 单位:福建亿榕信息技术有限公司