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摘要:目前,我国科学技术飞速的发展,电力行业也突飞猛进的发展,其中,电网向智能化的方向发展。当前电网中的电力系统自动化程度越来越高,要想确保电网智能化得到有效的利用就需要应用电力电子技术。基于此,文章就对智能电网对先进电力电子的需求展开论述,并就电力电子技术在智能电网中的应用进行分析和探讨。
关键词:智能电网;电力电子技术;应用
引言
我国自改革开放以来,逐渐重视电力事业的建设。电力逐步渗透于国民经济之中并成为推动三大产业运转的首要动力。在日常生活中,人们的能源、通信等也都依靠电力。因此,电力电子技术对于我国经济发展至关重要。但是,由于我国能源问题显著,智能电网面临着发展危机,先进的电力电子技术便可以保障我国电网的健康持续发展。
1智能电网对先进电力电子的需求分析
智能电网是一个互通的供电系统,电网需要有优秀的适应能力以及反应能力,以随时应对系统的变化、用户的需求以及环境的变化。而可以使电网迅速反应且可采取措施的强力手段应为先进电力电子技术。
我国的电网在配电、输电等领域还存在很大的上升空间,主要原因为我国电网网架结构比较薄弱,因此就需要加大在灵活交流输电装置上的研发力度。电网未来发展的趋势必然是大电网的时代,而我国交直流互联的大电网结构越来越复杂,运行难度和控制难度都日益增大。
另外,对电网安全运行造成损害较大的,就是极端频发的自然灾害。在这种大环境下,就需要电力电子装置来调节输配电网的潮流分配,将电网故障传播有效抑制,同时增强网架结构,从而提高大电网稳定地、安全地运行水平。
此外,不仅大电网安全迫切需要先进电力电子的技术支持,可再生能源、改善电网质量等多方面,都须依托于先进电子电力技术进行工作开展。
2智能电网建设对电力电子技术应用现状
从目前的实际情况来说,电力电子技术在智能电网的建设中已经实现了一定的运用,而且实现了较大范围的覆盖,切实提高了智能电网的建设水平。但是也存在一些不足之处,让电力电子技术的应用未能全面发挥作用,尚未达到预期中的效果,还有一些值得改进的地方。具体而言,主要表现在以下几个方面。第一,对于电力电子技术的应用不够全面。电力电子技术在发展中催生了很多新技术,但是由于地域和企业的限制,导致这些技术并没有全部投入到智能电网建设当中,部分技术只是在小范围内进行应用。所以,在后续的智能电网建设工作中,需要加强技术交流,让这些先进的电力电子技术能够得到更大范围的应用。第二,对于技术设备的维护管理工作失当。运用电力电子技术进行智能电网建设是一个关键,但是维护管理同样重要。目前的智能电网建设中,对于技术设备的管理维护工作还存在不足,使得部分电力电子技术设备在运行中出现问题,进而影响到智能电网的效用发挥。因此,便需要关注电力电子设备的维护管理,尤其是从温湿度、干扰等方面做好预防,保证电力电子设备稳定运行。第三,技术革新较慢。技术在不断发展,新技术的不断涌现,促使需要对老技术进行革新。但是目前这方面的工作还存在不足,因此在后续的工作中,需要进一步加强对电力电子技术的革新,确保在智能电网建设中,能够使用最先进的技术。
3电力电子技术在智能电网中的应用
3.1在智能电网能源储存与转化中的应用
随着我国可持续发展战略的进一步推广,风能、太阳能、水电能等将会在我国电力体系中占据明显的位置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是从前文分析可知,我国地域间存在资源分布不均匀的问题,为了能够满足不同地区之间的电能需求,就需要通过电力系统,将那些经由太阳能、风能等生产的能量结合在一起,通过先进电力电子技术的大功率变换器来实现电能的高质量传输。从技术应用效果来看,先进电力电子技术能够实现对智能电网能源储存的无功功率解耦控制,并且与智能电网之间保持联系,保证了智能电网的运行稳定性。
在未来,先进电力电子技术在智能电网能源储存与转化中的应用范围将会进一步扩大,能够支持大容量风能、太阳能能量储存设备的构建,并保证平稳的电力连接。
3.2高压变频
高压变频技术在智能电网建设中也有很显著的优势,其最显著的作用就是可以实现电能节约,通过实践发现,高压变频技术的节电率能够达到30%的水平。不过这种技术也有一些不足,那就是容易产生高次谐波,而且成本较高。而高压变频技术的利用,主要是依托于高压变频器实现。高压变频器是通过电力半导体的通断作用,实现电源频率的转化控制。在进行使用时,需要对干扰问题加强重视,一般控制干扰的方法较多。可以将变频器的E端和控制机柜的外壳进行连接,同时要做好接地,接地电阻应该控制在100Ω以内,以此实现对突波干扰的控制。也可以在输入或是输出端安装滤波器,以此对高次谐波实现抑制,避免变频器受到干扰。不仅如此,还可以用屏蔽线作为模拟信号线。除了注意对干扰问题进行防治之外,还需要关注维护保养,这样才能保证其在智能电网中可靠发挥作用。一般而言,要注意对环境温度的控制,最好控制在-5oC-40oC之间。根据实践经验来看,变频器出现故障的时候,往往环境温度较高,而且环境温度还会影响到变频器的使用寿命。所以,要做好对变频器环境温度的控制,尤其是在夏季需要做好散热,定期清扫灰尘,确保变频器能够实现良好的通风散热。
3.3应用在发电环节
当前社会的快速发展离不开对能源的持续利用,如何有效的实现能源的持续利用也是当前我国电网发展面临的重大挑战。当前我国正在不遗余力的推动智能电网的建设工作,对于能源的节约目标通过应用电力电子技术可以很好地实现,同时借助电力电子技术可以很好的起到环境保护的任务。在应用电力电子技术的过程中要充分的注意结合其他的能源,充分确保电力电子技术更好的应用。当前电力电子技术与电力系统有机结合衍生出柔性交流输电FACTS,这一技术可以更好的控制电力系统的参数。还有就是,利用风能、太阳能等可再生能源进行发电工作,在发电环节应用电力电子技术可以实现电网中纳入电机组,更加有把握的控制好电池,这样就充分的保证了充放电过程中的电能控制,确保电网供电的稳定性得到基本的保证。
3.4配电环节的应用
配电环节与住户直接相关,通过将电力电子技术与自动化技术应用相结合,可以更好的监视整个配电过程,对内外界因素造成的电网故障作及时地解决。例如,IUT装置在美国已经逐渐实现市场化,它不仅具备传统变压器应有的功能,还可以在下陷矫正、单项转为三项等方面改善系统的运行,从而有效为配网提供远程监控的辅助。我国已经应用超过20套SVC技术,此项技术可以帮助电网节约25.976GW·h电能,从而增加国家收入约1149千万元。
结语
对建设智能化电网的建设来说,先进电子电力是其建设的一个关键因素,同时也是全世界各国电力系统电力电子技术发展的大方向,从我国基本情况分析,未来将会更广泛地将各种基于先进电力电子器件,在先进电子电力技术中,FACTS和HVDC技术都越来越成熟,可充分利用现有的输电线路,在保证稳定性的情况下提高传输容量,能量转换技术将使得新能源发电得到更加广泛的应用,通过科学有效地引用这些技术,就会建立起一个高效率、环保、稳定的智能化电网。
参考文献:
[1]马晓星,崔柳莎,史帆.关于电力电子技术在智能电网中的应用[J].通讯世界,2016(06):199-200.
[2]周海波.电力电子技术在智能电网中的应用研究[J].电子制作,2014(16):231-232.
论文作者:杨泽
论文发表刊物:《河南电力》2018年8期
论文发表时间:2018/10/17
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