随着经济的发展、社会的进步、科学技术和信息技术的进步以及日益突出的全球资源和环境问题，电网的发展面临着新的问题和新的挑战。依靠现代信息、通信和控制技术，积极发展智能电网以满足未来可持续发展的要求，已成为国际电力发展的现实选择。中国国家电网公司提出了基于自主创新的统一智能电网的发展目标，加快了特高压电网作为骨干电网的建设，各级电网的协调发展，信息化、数字化、自动化、互动功能。建设智能电网，充分发挥电网在优化资源配置，为国民经济发展中的作用，对于中国全面、协调、可持续的经济社会发展具有重要的战略意义。
以柔性交流输电系统（FACTS）技术，高压直流（HVDC）技术，定制电源技术和能量转换技术为代表的先进电力电子技术在中国电网中的应用越来越广泛，它是构建统一电网的重要基础和手段。加强先进电力电子技术的科学技术进步，是确保中国电网长期发展的重要战略任务。
智能电网是一个交互式系统。对于系统更改，用户需求和环境更改的要求，网格必须具有最佳的响应和适应性。电力电子技术是使电网快速响应并采取相应措施的有效方法。 当前，中国电网先进的电力电子技术通过各种形式的自主创新，已经形成了高压直流输电，FACTS等相关产业的孵化点，在提高电网的输配电能力，提高电网质量方面取得了很大的进步。电网在减少故障损失并缩短故障时间在恢复后的时间方面已经取得了一些成果。未来智能电网的建设和发展将不可避免地对先进电力电子技术的进一步发展提出新的要求。
中国电网的网格结构相对薄弱，在输配电领域中仍然有许多领域需要调整和改进。要加大柔性交流输电设备的研发力度，加强电网的网格结构。从世界电网的发展历史来看，大型电网的互联是未来电网发展的必然趋势。我国交直流互联的大型电网结构越来越复杂，运行控制难度逐渐增大。此外，中国极易发生极端自然灾害，极端外部灾害事件将对大型电网的安全可靠运行造成灾难性破坏。在这种情况下，可以将先进的电力电子设备用作重要的系统控制手段，以调节输配电网络的潮流分配，加强电网结构，抑制电网故障的蔓延，提高电网性能。在各种故障下具有“自愈”能力，从而提高了中国大型电网的安全稳定运行水平，更好地支持了经济社会发展。
先进电力电子技术的智能化是构建智能电网的关键，也是世界各国电力系统电力电子技术发展的方向。考虑到中国电网的基本情况，基于电力电子的各种系统控制器将得到更广泛的应用。HVDC技术和FACTS技术变得越来越成熟，可以在不增加传输通道的情况下充分利用现有传输线。提高传输容量和稳定性。监视、通信、控制和保护技术的发展使得在大范围内控制潮流成为可能。电能质量调节技术的发展将建立具有自适应和自恢复功能的智能输配电网络。能源转换技术的成熟使得新能源的产生，尤其是风电并网得到了广泛的应用。同时，微电网和储能技术使电力用户有更多选择，从而形成了一个完全智能，高效，清洁和自愈的电网。先进电力电子技术在智能电网中的应用和发展趋势还包括FACTS技术在智能电网中的应用、直流输电技术在智能电网中的应用、电能质量技术在智能电网中的应用以及能量转换的应用智能电网中的技术。
FACTS技术基于电力电子设备，结合现代控制技术，实现了对原有交流输电系统参数和网络结构的快速灵活控制，从而达到了大大提高线路输电能力，增强稳定性的目的。和系统的可靠性。随着电力电子设备的发展，FACTS技术已经从基于半控制设备的原始静态无功补偿器（SVC）和晶闸管控制的串联补偿器（TCSC）技术发展而来。当前的技术，例如基于关闭设备的静态同步补偿器，统一潮流控制器（UPFC）等。中国的能源和需求呈反比分布。客观上，需要大规模的能量转移。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这就需要大大增加线路的传输容量。同时，有必要解决流量调节，系统振荡以及由其引起的电压不稳定的问题。 FACTS技术具有快速的控制和调节能力以及与现有系统的良好兼容性，为其在中国的研究和应用提供了广阔的空间。
根据中国高压直流输电的发展水平和规划，充分考虑中国智能电网建设的要求，中国未来高压直流输电技术的研究重点包括：1）±1000kV高压直流输电项目的关键技术； 2）智能高压直流输电系统研究；三电平直流输电技术研究； 4）多端直流输电系统研究； 5）高压大容量柔性直流输电技术研究； 6）大型分布式电源系统采用灵活的直流接入系统技术研究； 7）电容换向与换向关键技术研究。
国际上对电能质量技术的工业需求广泛，推动了相关领域技术的不断进步，产品的工业应用十分普遍。美国，日本，印度和其他国家/地区在电能质量技术研究方面处于世界领先地位。目前，在世界范围内广泛用于提高电能质量的定制电源技术设备主要包括有源电力滤波器（APF）和动态电压。配电网的调节器（动态电压恢复器，DVR）和静态同步补偿器。在中国，有关电能质量的基础研究已经开始，但仍然没有关于电能质量问题造成的损失的统计数据。该领域的研究主要集中在一些大学，工程应用很少。性能更好的新型补偿技术（如统一的电能质量控制器）仍处于系统结构，模型和仿真研究阶段，相关电力电子设备的技术标准和规格尚待制定。
电能质量技术在智能电网中的应用必须首先建立完善的电能质量评估方法和评级体系，并基于供电接口的经济分析，建立内部技术评级评估体系和用户经济评估体系，并建立将执行相关政策法规以改善智能电网的“质量经济”。智能电网中应用的电能质量技术的主要技术包括电气化铁路平衡供电技术，自适应静态无功补偿技术，连续调谐滤波器的关键技术，与直流有源滤波器相关的技术，统一的电能质量控制器和高质量的发电站等待。其中，统一的电能质量控制器可以保证重要用户的电能质量，并且可以通过电池的充放电来调节系统功耗高峰和低谷期间用户的功耗，从而带来经济效益和广泛的分销网络。应用前景。
基于低能耗，低污染和低排放的低碳经济是未来社会发展的方向。其核心之一是能量转换技术的创新和应用。风能和太阳能等可再生能源的使用已成为当今国际能源转换技术的研究热点。国外对该技术的研究较早，在能量转换领域对新技术的研究进展迅速。对间歇性能源的控制和运行技术的研究已深入开展，并取得了显著成果。目前，中国已经研究了轨道交通能源供给系统，抽水蓄能启动变频技术和风力发电机变流控制技术。其中，已经掌握了风力发电机变流器控制技术的核心。中国目前的阶段主要集中在为大型风电场开发并网技术，范围光伏发电并网可靠运行也将成为并网发展的方向。与国外相比，中国对能源转换技术的研究才刚刚开始，相关技术有待进一步研究。 智能电网中应用的能量转换技术的技术发展趋势是利用可再生能源，例如风能，太阳能，大型间歇性电力和微电网并网运行。 应用的关键技术包括用于大型间歇性电源的能量转换技术，用于集群电源调节器的关键技术的研究，大规模大电流充电技术，中压大功率风扇转换器技术，抽水蓄能启动变频技术 ，轨道交通能源供应系统，电动汽车和电网的双向能源转换技术。
因此，为了适应智能电网的发展，有必要建立合理的电力结构和布局，依靠先进的能量转换技术来改善风能和太阳能等新能源发电的运行特性和控制技术。 能源，构建强大的实体电网，提高电网优化资源配置的能力，基本实现新能源发电的标准化接入以及与电网运行的互动。
先进的电力电子技术可以加强和优化电网，确保大型电网的安全性和稳定性，促进可再生能源的有效利用，提高电网的电能质量，确保电力系统中电力电子设备的可靠性，深化节能减排技术研究。智能电网的重要基础和手段。 促进先进电力电子技术的进步是确保中国电网长期发展的重要战略任务。
论文作者:韦家昌
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/10
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