摘要：现阶段，电力行业快速发展，带动着信息技术的发展与应用。利用互联技术与通信技术，结合运用各类电子设备，提高配电网系统电力电子装备的性能，提高系统运行效率。基于电力电子装备大量使用的背景，成本与可靠性等问题成为行业研究的重点，需要提高电力电子装备技术水平，因此加强此课题的研究，有着必要性。鉴于此，本文主要分析探讨了配电网电力电子装备的互联与网络化技术，以供参阅。
关键词：配电网；电力电子装备；网络化技术
引言
电力电子技术的迅速发展使大容量变换器具备了能量双向/多向流动能力，同时可以实现各种电能形式的变换、调控和管理。电力电子技术的广泛应用将给电力系统，尤其是配电网和用户端带来深刻变革。电力电子技术与通信技术的结合将成为一种趋势，使得电力电子装备成为能量与信息的一体化集成系统，其核心就是电力电子网络化技术。本文主要讨论了电力电子网络化技术的研究和应用，包括电力电子装备、通信系统和直流配电网等相关领域的问题和挑战。
1配电网电力电子装备的应用
电力系统通常会被分为配电系统、输电系统和发电系统三部分。配电系统也就是所谓的配电网，传统的配电网工作方式是先从输电系统接收电能，然后再分配给各个用户。由于传统配电网具有电力单向传输、配备的电力电子装备种类与数量多、通信方式多样、通信速率不一等特点，使其可以满足不同用户的对电能质量的要求，并能够满足不同的控制需求，实现电能形式的多样化。由于配电网是一个时变系统，对不同的负荷变化均能够适应，并进行有效的调控。使用电力电子装备，不仅可以提高配电网的电能质量，还可以增强电网的调控能力，有效的缩短电网的响应时间，从而大幅降低输电损耗，提高输电线路的可控性，保证供电的安全与稳定。配电网中使用的电力电子设备主要包括：①串并联同步补偿器：串联装置的作用是将系统与负荷进行隔离，是面向负荷的补偿方式。而并联装置则与负荷并联，主要起到抑制负荷的作用，是面向系统的补偿方式。混合使用这两种补偿方式，可实现双向补偿功能。②有源滤波器：通过注入与负载谐波分量大小相等，且方向相反的补偿电流，以达到消除非线性负载对电网造成的影响。③固态开关：主要的作用是隔离电网中发生的故障，转换备用电源或将设备从系统中切除。电力电子装备的广泛应用必须重视成本、可靠性、干扰、容量等问题对配电网造成的影响。具体为：①成本：传统的电力电子装置的设计，需要经过不同领域研发人员的进行配合协作，因此在研发成本方面会非常昂贵，特别是那些小批量生产、功能需求高的个性化设备，其价格更是不低。②可靠性：目前的电力电子设备出现故障的几率仍然比较高。因此，有必要采取优化设计技术、保护机制和精确控制策略等方法，逐步提高电力电子系统运行的可靠性。③干扰：电力电子设备采用的是高频斩波技术，这不仅会造成电磁干扰，还会产生谐波污染等危害，严重时甚至会影响监控系统通信质量。④容量：与传统的电力系统设备相比较，电力电子变换器的容量相对而言是比较小的，电力电子设备可进行处理的功率等级仍然需要大幅度的扩充，这是电力电子技术应用于电力系统的必须面临的挑战之一。
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2配电网电力电子装备的互联与网络化技术
2.1能量路由器
现阶段，我国开始面向能源互联网的配电网关键装备和关键技术的研究，处于起步阶段。能源路由器融合了P-CPS，具备计算与通讯等功能，采用了全容性控制的电力电子技术，为固态设备。此设备具备变电器、断路器、潮流控制功能，能够实现电能质量的控制。除此之外，能够实现分布式能源与储能装置即插即用接入。能量路由器将会是能源互联网的重要神经元，按照电压与应用功能等的差异，也被称作是电能交换器、电力集能器。在实际应用中，面向交流三相380V与直流800-48V用户；4端口交直流用电线路；测量；保护；监控；通信等，具备基于云平台的能量管理系统，以及移动APP终端管理功能。能量路由器电气信息物理系统架构，主要分为以下层次：①应用层。包括远程监控协调功能模块、专家决策模块、第三方应用模块，能够对物理世界进行协同控制，促使物理世界与信息世界相互融合。②认知层。由能力开发网关、管理逻辑模块等组成。③网络层。由核心网、通信服务模块、接入网逞。能够连接信息与物理世界的各类对象，可以交换数据信息，支持P-CPS实时网络。④控制感知层。主要是由传感器与控制器等设备组成，能够实现对物理世界状态的感知，实现自主控制。⑤物理层。主要是由容性控制的固态电气模块构成，能够实现电气特征的控制。总体来说，能量路由器为中压低配电网以及低压区域网的接口，能够实现电能控制，保障配电网运行的稳定性。
2.2操作系统
互联网技术的操作在本质上是一个通用的网络协议，想要实现设备上的网络督促，就要做到网络监督和识别上的统一；想要实现管理上的统一，就必须先统一协调全部功率的接口及其能量撸起的二者全部支持和协调网络协议。在实际的操作过程中，用户可以把网络协议直接安装到自己的手机或者电脑上去，在有网络信号的情况下，就可以对自身家用电的使用效果进行实时性监控。这样就可以及时的保证了对网络上电价信息的有效反馈。针对发生的故障和情况，可以有效的进行实际情况的措施优化和预防。目前，新常态的背景下，配电网电力电子装备的互联和网络化的技术，最重要的是信息流极和能量流极两个方面；虽然我国在配电网能量层面上已经初步实现了互联功能，可是通信层面上的建设和构建还有待提高和进步。在电力电子装备互联网与网络化的技术构架中分为了功能接口、能量路由器在整个网络中的管理模模块、操作系统三个部分。也就是说电力电子装备互联网技术的基础是信息流和能量流两个部分的内容。也就是标准的操作系统，一个通用的网络协议，可以利用即插即用的功率接口实现识别和监测。
2.3功率接口
即插即用功率接口。这种功率接口的特点可以将终端系统随时向配电网中接入，由于在不同设备的运用过程中，其电能的输入形式与电网之间存在差异，而这种功率接口可以实现电能与功能之间的相互转化，从而为匹配设备与电网之间的电能。这种功率接口实际上就属于电力电子装备，其运用过程中需要配备通信接口，与网络连接，从而实现对终端设备的识别。随着各种通信方式及其相关技术的发展，对电能与信息集成一体化有着重要的意义，通信技术与电力电子技术相结合是电力系统未来主要的发展方向。
结束语
总而言之，电力电子装备在配电网中的广泛应用不但为配电网带来了性能提升，而且使其结构发生变革，并使直流配电网成为现实。电力电子技术自身的发展，特别是新型电力电子器件和无源元件性能的提高，双向/多向变流器大容量化，智能控制手段的完善等，使得配电网和用户端采用的电力电子装备都能够满足电能形式多样化和大功率电能交互的需求。各种通信方式的出现和相关技术的发展，并和电力电子技术相结合将可以实现各种电力电子装备的互联，形成电能和信息集成一体化系统，这就是电力电子技术网络化——或者称之为电力电子互联网。电力电子技术网络化要完成功率流和信息流控制、管理还面临许多的挑战，但它作为电能高效利用非常有效的方法和手段在未来配电网中将起着十分重要的作用。
参考文献：
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[2]吕桂勤.配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].电力系统装备.2019（11）
[3]屈宝丽.配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].数字通信世界.2019（04）
论文作者:王永爱
论文发表刊物:《云南电业》2019年7期
论文发表时间:2019/12/13
标签：电力电子论文; 装备论文; 电能论文; 配电网论文; 电力论文; 互联论文; 系统论文; 《云南电业》2019年7期论文;