电力电子技术在智能电网中的应用 李青华

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:李青华
[导读] 摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,智能电网建设越来越多。
        哈尔滨技师学院(哈尔滨劳动技师学院)  黑龙江哈尔滨  150025
        摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,智能电网建设越来越多。为了将电力电子技术融于智能电网中,提升电力供应企业与用户之间的互动程度,使其为用电用户更好地提供服务,分析了智能电网发展现状及技术要点,阐述了电力电子技术在智能电网中能源存储环节、发电环节、输电环节、配电环节中的应用,并展望了未来的应用发展方向。
        关键词:电力电子技术;智能电网;应用
        引言
        随着实施可持续发展战略以及人们日益重视保护生态环境问题,社会广泛关注可再生能源,通过应用可再生能源有利于构建节约型社会、优化能源结构,促进社会可持续发展。可再生能源作为电力电子技术发展基础,微电网在运行过程中合理应用电力电子技术,可以确保微电网运行的可靠性和安全性。
        1电力电子技术
        电力电子技术属于新兴领域的重要科技,在电力方面有着十分重要的应用。在电力电子技术的支持下,可以让电网的运行更加高效,提升电网整体的质量。电力电子技术就是借助一些电子元件,对系统展开控制。从而减少在系统内的运行故障,让系统的运行可以更加高效,结合现阶段电力电子的主要功能,可以将电力电子技术,分成制造技术以及交流技术。电力是电力电子技术最主要的应用途径,可以对电网实现管控以及监控,然后减少电网内的运行故障,让人工的操作可以得到降低,并且减少后期进行电力维修的难度。另外在计算机技术的支持下,借助电力电子技术,可以将各类的电力数据传输给调度中心,调度中心会经过对数据的分析,提出具体的调度方案,从而让电网的运行更加稳定。如今电力电子已经是高等教育领域十分重要的基础课程,关系到电力发展受到国家的高度重视。
        2电力电子技术在智能电网中的应用
        2.1能源存储环节
        光能和风能是可再生能源的重要组成部分,对其加以有效应用,有助于促进电能不断趋于绿色化发展,提升电能的总体发展质量,确保资源的可持续发展。但我国对可再生能源的利用缺乏全面性,影响因素较多,所以,在实际应用上述两种能源的过程中,应重视对相关的负载关系加以合理调节。首先,将电力系统连接大功率变换器,促进电能转化,随后将转化而来的电能存储于电压源以及存储设备中,有助于促进能源质量提升,更好地节约能源。
        2.2提高微电网整体电能质量
        随着科学技术的快速发展,使用电设备具备精细化特征,同时提高电能质量相关需求。当前电力领域广泛关注电能质量问题,光伏发电站、风电场等火力发电模式,当前传统发电模式中清洁电能并网,可以提升建设微电网整体建设水平,但在一定程度上影响了电网质量。在微电网中合理应用电力电子技术过程中,应全面分析实际情况,注重提升电能质量,优化微电网,更好的顺应电力市场的发展趋势。
        2.3电力电子技术在输电环节的应用
        如今科技迅速发展,很多的先进技术在不断出现,一些材料以及设备开始在电力电子技术中不断得到应用,这些都是为电力发展提供重要的支持。在输电工程中,各类的电子器件得到良好应用,让电网的运行实现高效化。如今在输电的环节中,比较常见的是直流电以及轻型直流输电,直流电与交流电不同,电容量大,同时电流也更加稳定,便于进行掌控,在长距离输电中直流电提供良好的支持,结合实际的输电系统,采取适当的输电方式,这样可以尽量发挥直流电的技术优势。另外科技的不断进步,柔性交流输电开始迅速发展起来,将电力电子技术以及控制技术整合进来,实现综合性应用,可以让输电的成本得到降低。
        2.4柔性交流输电技术
        柔性交流输电技术具备很多的先天条件。

例如,该技术能够对电力系统的潮流和参数进行多样化灵活的调节和控制,并且速度成倍提高。这样不仅可以有效降低劳动成本,还可以提高电力系统的可控性。最为关键的是,该技术还在一定程度上增大输电容量。目前,我国国家电网与南方电网都大规模地采用了此项技术。而这项技术的加持,主要得益于现代化控制技术、微电子技术以及信息技术的发展,将这三者进行有效结合,提高了电网系统的工作效率。这种电力电子技术最关键的一点是在其内部加装了一种远距离的静态电力电子装置,所以在电网中采用这种技术可以降低技术要求,还可以将其应用于配电系统。其次是高压直流输电技术。这种技术在电网系统中也很常见,主要是一种确保电网和疏导两端系统稳定性的技术。这种技术的应用旨在最大限度地降低系统能耗,提高系统性能。现代电压输送中都会采用高压输送,以最大限度降低电力损耗,并减少电阻引发的过热问题。
        2.5配电环节
        配电环节可对住户产生直接影响,合理结合电力电子技术及自动化技术,可对整个配电过程加以有效控制,及时、良好地解决各种内外界因素导致的电网故障问题。例如,美国对IUT装置的应用已经较为广泛,此类装置不仅可发挥传统变压力的职能,还可以通过单项转为三项以及下陷矫正等方式对系统的运行加以优化和改良,进而有效提升配网远程监控操作的实效性。截至目前,我国应用的SVC技术已经超过20套,累积节约电能约为26GW/h电能,累积增长的国家收入约为1149000万元。
        2.6加强探究电能质量技术
        当前电能质量技术得到了广泛应用,加大了研究电能质量技术力度,合理应用电能质量技术,应构建完善的评估体系,做好电能质量等级划分工作。在加强探究电能质量技术过程中,需要充分考虑到经济角度,做好纵向评估工作,有利于经济效益和微电网能够共同发展。在应用微电网过程中,主要包含的电能质量技术有:自适应无功补偿技术、电气化铁道平衡技术、统一电能质量控制器以及直流有源滤波器技术。
        2.7减少无功损耗,提高电能使用率
        交流异步电动机与变压器一般是属于感性负载的器件,在进行电力传输过程中,两者都是同时对有功功率和无功功率进行消耗,进而维持电力系统中的做功平衡,否则将导致电力系统的功率因数和电压的双重降低。目前的电力系统仍然存在无功损耗过量,使得电机运行效率急剧下降的问题,急需工程师解决。而近几年的电力系统研究中,设计者常常将这一问题的解决方案与电力电子技术的应用相结合。设计者利用电力电子技术对电力设备的运行方式与变速运行频率进行调节、优化,大大降低了无功损耗。由此可见,电力电子技术在电力系统中起到设备运行频率与运行方式的控制作用,解决了目前感性负载存在的核心科技难题。
        结语
        综上所述,电力电子技术应用的一个重要领域是电力系统。近些年随着电力电子技术的快速发展,现有的研究和技术不断得到完善,电力系统的运行状态得到了有效的改善,对电力系统的发展产生了相当大的影响。电力系统的发展已与电力电子技术密不可分,从20世纪在高压直流输电技术上的首次成功应用,到近二十年以来在电网并网技术上的日渐成熟,再到其在智能电网建设中的重要作用,都很好的验证了这一点。相信在不久的未来,随着电力电子技术的日益成熟,其对电力系统的影响将更加深远。
        参考文献:
        [1]武漫漫,王香丽.分析先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国新通信,2019,(17):79.
        [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.
        [3]刘玉海,任庆帅,华涛,等.试论先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].建筑工程技术与设计,2019,(04):971.
        [4]侯旭东.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].建筑工程技术与设计,2019,(19):43,64.
        [5]娄俊超.台区智能配电系统关键技术的研究及实现[D].西安:西安理工大学,2019.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: