电力电子技术在配电系统自动化中的应用探索

褚振军

(阳信县供电公司光明电力服务有限公司,山东滨州 251800)

电力电子技术在配电系统自动化中的应用探索

褚振军

(阳信县供电公司光明电力服务有限公司,山东滨州 251800)

随着社会经济的不断发展以及人民生活水平的提高,各方对于用电的需求呈现上升趋势,而电力系统的自动化成为了时代发展的新要求,同时计算机网络信息技术的发展为电力系统自动化提供了优越的条件。本文正是由此开展探讨,详细阐述电力电子技术的概念、特点以及其在配电系统当中的应用,旨在提高配电系统的自动化水平,为今后相关工作提供参考建议。

电力电子技术 配电系统 自动化 应用

电力电子技术涵括了很多的科学技术，包括计算机、自动化、半导体技术等等，同时其应用面极广，尤其是计算机控制系统以及自动化控制技术的发展更为成熟。电力电子技术的应用面不断过大，渗入到不同的行业当中并且使自身的功能价值得到了体现。下文就电力电子技术在配电系统的应用进行详细研讨。

1 电力电子技术的概念以及特点

当前的电力电子技术具有全控化、集成化、高频化以及高效率化。全控化是指自动关断设备取代了半空型普通晶闸管，从而避免了传统电子设备中的换相电路等；集成化是指全控型器件经由单元件并联，形成了一个基片当中；高频化是指利用高频度提高系统的运行效率。比如GTR、IGBT、MOSFET能够分别在低频、高频、超高频的环境中运行；高效率化是指器件以及变换技术两方面的高效率，当器件的导通压降下降时，导通损耗也会相应变小，器件开关上下变化频率增快，同样是开关耗损降低。在软开关中加入软开关技术，能够进一步提高运行效率。电力电子技术属于较为新兴的科学技术，但是已经被广泛应用在电力行业里，能够实现对电能的有效控制以及提高电力系统的运行效率。电力电子技术从功能角度可以分为变流技术以及电力电子器件制造技术，由于其具有众多优势，并且应用面不断扩大，所以电力电子技术的相关知识以及成为了电气工程以及自动化专业重点学习的理论知识。

2 电力电子技术以及配电自动化的发展现状

电力电子技术是在半导体的基础上逐渐发展出来，其为强弱电的连接搭建了一个平台。经过长期的发展，电力电子技术的发展相对较为成熟。其最早是以晶闸管的形式出现，后又发展成为可控硅整流装置，完成了质的飞跃，在后来出现了柔性交流输电技术，此项技术促使许多新型设备的产生，同时电力电子技术也向工业自动化和机电相结合的发展道路，当前电力电子技术能够实现节能环保、智能化、轻便化等众多优势。就我国来说，电力电子技术的发展相对较晚，但是通过国家的帮扶和人们的不懈努力，已经走向了独具特色的高速发展道路。

经济的发展必定会带动电力产业的进步，电力产业的发展已经从传统投资规模变为以市场需求为重心的发展模式，同时电力市场也完成了卖方向买方转变的过程，以前我国发电和配电的比率存在较大差距，落后于世界先进国家，当前已经得到了一些改善，例如35kV变电站具备了四遥功能，但是还是存在很大的成长空间，例如电站的自动化、故障检测定位、故障隔离、最低网损等等，这些还属于发展阶段。从供电设备来看，许多的供电企业已经找到了与配电自动化相协调的设备，例如馈线开关远程式终端、开闭所、重合器等等，所以实现配电系统自动化的硬件条件还是比较完善的，但除此之外主要还存在两个问题：第一，供电方在选择设备的同时，应从自身实际状况出发，同时还要综合考察设备的性价比，使设备不至于过快的淘汰，进而造成成本的浪费，尽量选择与当前科学技术发展方向一致的设备，并且秉承统一规划、分步实施的原则；第二，配电系统本身具有特殊性，体现在远方抄表、容量大、定制远传等，对于这些技术的标准化要求还存在缺陷，同时以往的规范限制了使用性能，为了防止电力设备供货商自行设置的紊乱情况出现，有必要将电网的通信规约尽早规范下来。

3 实现配电自动化的必要性

电力电子技术、计算机技术、自动化控制技术三者是相辅相成的关系，只有将电力电子技术与配电系统相结合，才可以实现电子系统的自我控制能力、效率以及配电质量，将电力电子技术应用于配电技术还有以下几个方面：第一，使电力系统具备更高的自动化水平，电力电子设备的出现促进了电力电子技术的发展，使电力系统具备自动智能化的功能。尤其是模糊控制、智能化控制对于电子设备的重大意义；第二，电力电子技术不仅能够降低供电单位的成本消耗，保障企业利益，同时其服务对象是社会群众，所以高质量的配电系统能够产生高质量的供电服务，从而实现社会效益；第三，电力电子技术不仅仅是以技术的身份停留在技术的层面，而对于电气产业的结构和管理形式都形成了很大的影响，企业通过利用电力电子技术，使得自身加快了向新兴产业的转型。

4 电力电子技术的优点

首先，电力电子技术能够对电力进行有效控制，从而将所耗的电能控制在合理范围之内，达到了优化电能的目的，同时在用户使用的过程当中也发挥出有限电量的最大使用价值。对于工业生产来说，电力电子技术的不仅提高了生产的效率，也使节能价值得到体现。

其次，电力电子技术的应用能够使民用电和工业用电的质量得到提升，促进了工业制造工艺的革新，使机电一体化技术得到了发展，在当前对电力电子技术的使用当中，还加入了网络信息技术，这进一步提高了电力电子技术的使用价值。

然后，电力电子技术能够实现设别的高频化，打破了传统工频的限制，大大提高了运行效率，使机电设备的体积得到了控制。

最后，只有不断的实践才能促进技术的进步，电力电子技术正是因为不断的发展，不断的被应用，从而使其融入了其他的先进科学技术，进一步促进了技术的发展，进而得到更广阔的应用平台。

5 电力电子技术的应用

5.1 发电阶段

在此阶段，电力电子技术能够最大程度的保证配电系统的安全、可靠，能够增强发电效率，增强管理的科学性。同时电力电子技术中的励磁技术、太阳能技术、直流调速、变频调速技术都能够保障发电环节的顺利进行。主要应用方式如下：磁力技术主要能够提高调节速率，为其他控制提供有利条件，同时降低了成本、操作难度低、可靠度高；变频调速技术当前发展较为成熟，使风机水泵具备变频调速功能，对于能源的消耗量也不大，在未来具备良好的发展潜力；太阳能技术体现在环保方面，能够将太阳能电池板当中的能源转换到电力系统当中，节约了资源，降低了成本；直流调速技术在很多设备中还具有应用价值，能够提高电力系统整体的运行效率。

5.2 输电阶段

HDVC以及柔性交流输电技术两方面是电力电子技术在输电阶段的主要应用，HDVC又可以分为常规HDVC以及HDVC Light技术，其最大的特点是可以进行远距离输电，受到环境影响程度较小，可以完成大容量、可靠度高、灵活性好的电力输送，同时HDVD可以保持系统处于持续的、稳定的运行状态当中。柔性交流输电技术是当前发展速度最快的电力电子技术，其与控制技术的连接十分紧密，另外可以控制电力系统中的很多参数，例如电压以及电流，能够优化输电状况，减小输电线路对于电能的损耗，从而保证了系统运行的稳定和安全。除了HDVC以及柔性交流输电技术外，微型计算机自动化控制也发挥出了应用价值，主要负责对故障的处理，包括检测、分析以及切除等，减少了人员的工作量。

5.3 配电阶段

在配电阶段当中电力电子技术的应用目标就是实现配电的可靠性，进而使供电质量得到保证。其特点就是弱电对强电的控制以及调控电压电流、功率，避免谐波的不良影响，其工作原理类似于柔性交流输电技术，能够同时兼顾电力标准以及配电质量。综合来说电力电子技术在此阶段的应用面最大，同时在未来还会有进一步发展。

5.4 节能环保

电动机的节电并不能完全达到节电效果，变负荷电动机调速同样也无法实现完全的节能，因此只有将以上两中节能方式相结合，才能实现全方位的节能效果，变频调速的无功损耗调速对电力系统的环保节能有重要意义，避免了传统调速中功率耗损过大的问题。同时变频调速有助于电机设备自动化水平的提高，在保证调速的准确度的同时又可以达到30%的节能效果，另外还可以是电力设备的运行稳定，不会出现系统崩溃的情况。

6 结语

电子技术与能源有机结合是未来电力电子技术在配电系统应用的发展方向，同时综合太阳能、风能等不耗损资源，增强资源的利用率，总的来说就是其发展方向应该是迎合环保节约型的社会发展理念的，通过电力电子技术向机电一体化的发展不断深入，未来将会形成一个电力电子技术体系并且覆盖全国。除此之外智能化也是电力电子技术的发展方向，电力设备必须具备自我控制能力，对于问题能够识别并且采取有效的解决办法，自动化的水平越高，对于人员的依赖性就越小，进而可以达到降低成本、减少工作量，增加效率，保证供电质量等一系列好处。

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褚振军,男,43岁,工程师,阳信县供电公司光明电力服务有限公司副经理。