电力电子技术在智能电网中的应用

董小玮 刘济宁 宁海城

（山东工业技师学院，山东 潍坊 261053)

智能电网是我国电网发展的重要方向，在电网中具有十分重要的地位。随着科学技术的飞速发展，电力电子技术也随之快速发展。尤其是最近几年，在很多领域都可以看到电力电子技术的运用。在以信息化、数字化、自动化、互动化为发展目标的智能电网中，电力电子技术已经成为必不可少的关键技术。合理高效的运用电力电子技术，可以有效地提高电网的安全、稳定及经济运行水平。

1 智能电网中电力电子技术应用的重要性

智能电网为了满足不同电力用户的需求，逐步发展为一个复杂开放的系统。另外，智能电网的系统控制也可以根据电力使用环境的变化而做出适当的改变。为了满足这些改变，需要在电网的各个环节中使用电力电子技术，特别是在输电、配电等过程，利用系统调控手段，调节输配电网的潮流分配，增强网架结构，抑制电网故障的传播，并提升电网在各种故障下的“自愈”能力，来满足客户的不同需求。在在该系统中采用了可控串联补偿和无功补偿来保障智能电网中的安全稳定性能。

2 电力电子技术在智能电网中的实际应用

2.1 FACTS 技术在智能电网中的应用

柔性交流输电系统（FACTS） 发展到今天共经历了三代技术更新，第一代FACTS 装置主要由晶闸管控制的电容器和电抗器组成，第二代FACTS 装置采用了门极可关断设备等全控器件，其外部回路不需要加设大型电力设备，第三代FACTS 装置采用2 台多台控制器复合而成的FACTS 装置，具有统一的控制系统。FACTS 技术因其灵活、快速的控制特性能够提升电网的输送能力、可靠性和反应速度而在新能源和绿色能源发电方面起到重要的作用（何大愚，柔性交流输电系统概念研究的新进展：电网技术，1997）。FACTS 技术包含了传输技术、通信技术和微电子技术，它的应用能够协调局部电网和总电网之间的电能交换。我国智能电网建立的基础是高压输电系统，但高压输电系统对于新能源和绿色能源发电的接入和隔离有一定要求，FACTS 技术能够将智能电网中的交流电变换为其他形式，通过对系统电流、电压和功率的灵活控制解决了绿色能源和新能源在高压输电环节的接入和隔离问题并降低了线损。

2.2 在规模较大的能源基地中的应用

在一些规模较大的能源基地中，电力传输的范围相对较大，所以在电力传输距离与容量方面的要求也相对较高。电力电子技术在大型能源基地电力传输过程中的应用，借助其独特的技术优势能够促使传输过程中的电能损耗大幅度降低，进而促使电能传输效率显著提升。除此之外，在电力电子器件中所夹带的晶闸管，还能够有效的提升电力流通能力，从而更好地保证了电能传输的稳定性。

2.3 HVDC 技术在智能电网中的应用

直流输电在智能电网中应用环节较多，因其稳定性良好，易于调控，传输容量大，传输损耗小等特点得到了广泛关注，高压直流输电技术作为直流输电技术的一种，因其对系统影响小等优点而适合大功率远距离输电（杨安民，柔性交流输电(FACTS) 技术综述：华东电力，2006）。高压直流输电（HVDC） 技术通过首端与末端的换流站与交流系统相连接，通过在首端换流站进行整流将交流电转换为直流电，然后通过高压直流输电网进行传输，在末端换流站，通过在末端换流站进行逆变，将直流电转换为交流电，再将电能传输到交流电系统。HVDC 技术在智能电网中可以通过自换相方式实现对功率的灵活控制来实现新能源和绿色能源接入后的电网稳定性。

2.4 智能开关技术在智能电网中的应用

电力电子技术在智能电网中的应用，其中应用最为广泛的就是智能开关技术。借助该技术，能够做到对电网中任意位置电压与电流的闭合处理，保证电网线路的某个区域能够处于供电或断电状态，由此也对电网系统运行的可靠性与安全性提供了有力的条件。智能开关技术在智能电网中的应用，其优势主要体现在以下两个方面：1） 由于智能开关技术的存在，有效的避免了电网系统电流过量和漏电等安全问题的发生，进而更好地维护了电网系统运行的安全与稳定;2）智能电网技术的应用，充分的保证了电力企业仪表仪器与电力用户电器设备的安全性。

2.5 高压变频技术

高压变频技术的优势就是可以节电，其节电率一般可以达到30%左右。在智能电网的应用过程中，一些高用电企业为了节约用电成本，将高压变频技术运用在智能电网中，采取高压边坡技术大大降低了企业的用电成本，节能效果十分显著。

3 结语

智能电网是我国电网发展的必然趋势，将电力电子技术与智能电网结合，不但能提高电网的稳定性和智能化程度，还能够满足用电客户对电能质量和供电稳定性的需求。随着电力电子装置在智能电网中的广泛应用，电网数字化程度将加深，大大提升了电力企业与用电客户之间的互动程度，使电力企业能够更好的为用电客户提供服务。随着大数据时代的来临，现代电力电子技术在智能电网中的应用使传统的电力行业能够更好的适应大数据时代的来临，同时也为电力行业开辟了新的数字化盈利模式。