摘要:随着社会和经济的不断发展,科学技术的不断进步,电子电力技术也取得了显著的进展。电子电力技术在智能电网中的广泛应用,为电力系统的可靠性、安全性、稳定性提供了十分有效的保障。文章主要对电子电力技术在智能电网中的应用进行了分析。
关键词:电子电力技术;智能电网;应用;分析
电子电力技术是一个由多种技术支撑的平台,不仅包括功率半导体器件和现代控制技术,还包括计算机技术和电路技术。在近五十年来发展迅速,应用的范围也从传统产业设备以及电能质量控制逐渐发展到新能源开发,而且在民用产品方面也有较广泛的应用。文章主要对电子电力技术在智能电网中的应用进行了分析。
1在智能电网中运用电子电力技术的重要性
1.1促进可再生资源有效利用
电子电力技术可以促进可再生资源得到充分利用。因此,建立完善的智能电网,合理利用先进的电子电力技术,对可再生能源发电调度进行控制,从而保证可再生能源顺利开展大规模发电和远距离输出等,促使智能电网能够适应和容纳可再生资源,并且对全球气候变化引起的诸多问题进行有效保障。
1.2维护电网的稳定性
目前,随着科学技术的不断发展,电子电力技术也迎来新的发展机遇。但是,在智能电力系统之中,电子技术还未得到普遍应用和推广。将先进的电子电力技术应用到智能电网之中,并且依据用户的实际需求,对电网进行合理调整,从而保证智能电网的安全性以及稳定性。
1.3满足电能输出的供应需求
随着社会经济的快速发展,致使社会对能源以及电力需求与日俱增。一旦电力供应系统无法满足于当前社会的需求,将会在一定程度上对社会产生影响,阻碍社会前进的步伐。基于此,必须在智能电网中广泛运用电子电力技术,从而保证电能的输出智联,以此满足社会的需求量。
2电子电力技术在智能电网中的应用
2.1电子电力技术在发电过程的应用
不同于传统电力系统在发电时大量使用不可再生能源,新型电力系统在发电过程中更多的使用水能、风能、太阳能等可再生能源。这就大大减少了在发电过程中造成的环境污染。在新型的电力发电阶段,电力电子技术就起到了广泛的应用。
(1)风力发电的应用。风力发电最明显的特点就是风力变化快,不利于调节。发电交流器是风力发电系统中的中心电子装置。交流器的作用主要是对风力流进行整流和逆变,将风能转变为势能,由此产生具有稳定性频率和电压的有效电能。
(2)太阳能发电的应用。太阳能是光伏发电站最主要的发电能源,通过对太阳能的不同处理方式,我们可以把太阳能发电中所使用的电子装置分为两大类,第一类是类似光伏阵列原件的,针对太阳能向电能转化的处理装置。第二类是类似逆变器、滤波器、升压变压器、汇流器一类的,针对不稳定电能的处理装置。虽然现阶段的太阳能发电还存在着一定的不稳定性和实际应用问题,但是电力电子技术在其中的运用价值是不可忽视的。对于太阳能发电的现实性问题,电子装置的应用是最好解决途径。
2.2电子电力技术在微电网的应用
所谓的微电网,是指集成了分布电源、蓄能设备、功率转化器和保护装置等的微型配发电系统。该系统通过控制功率转化器和外网并行运转,平衡局部供电功率和优化局部电能;在外网发生故障的情况下,转化器会通过解列来式微电网处于独立运行状态,为重点负荷发电,显著加强用电的稳定性和安全性。在微电网中,蓄能装置和分布电源的连接可通过多转换器来实现,或者通过多接口转换器来实现。在使用多转换器时,各控制设备是独立运行的,需通过一定的通讯协议才能协同合作,具有成本高、安全性差、通讯不及时等缺陷,对电力系统的性能有直接影响。
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2.3电子电力技术在在输电过程的应用
对于常规直流输电而言,其主要使用晶闸管换流器,而对于柔性直流输电而言,其主要选择全控器件换流器,然而柔性直流输电相比于常规直流输电具有十分明显的优势,主要就是其有功功率及无功功率均能够进行控制,并且能够向无源负荷进行供电,因而在孤岛供电及城市供电等相关领域内具有更加广泛的应用,并且其输出电压谐波及畸变率相对而言更小。在当前水利发电以及风力发电等有些可再生能源中,通常都需要使用低频率实现发电及电能传输,从而可起到缩短线路电气距离以及对线路电压波动进行抑制的作用。对于当前固态变压器而言,其属于比较新型的一种变压器,其能够变换电流或者电压幅值、相位以及频率与形状,从而使电力系统稳定性得到更好保证。
2.4电子电力技术在存储过程的应用
实时性以及季节性等特点是可再生资源所具有的,但是其还具有一定的不稳定性,除此之外,电能在使用过程中也有低谷期和高峰期,所以要对电能进行储存,从而加强电力系统的可靠性,其主要包括压缩空气储能装置、可调速抽水储能装置以及电池储能装置三方面。根据电力系统中的用电电荷控制储气空间的空气这是压缩空气储能的工作原理,如果进入用电的高峰期,空气压缩机就可以被电力系统中剩余的电量所驱动,从而使存储能量转化为高压空气;如果是电压负荷进入高峰期时,这时候要想使发动机发电,就要释放储气空间中的高压空气。利用水库上下之间的落差使发电机进行发电这是抽水能装置的主要采用的方式。电池储能装置主要是利用电池,如锂离子电池以及钠离子电池等,对电池模块的电流用用小功率的DC/DC变换器进行均衡的调节。
2.5电子电力技术在配电网的应用
(1)串并联同步补偿器。串并联同步补偿器能起到保护电力系统不受负荷干扰的作用,该功能主要是依靠串联装置发挥作用,串联装置能平衡配电网中的负荷,能在配电网中的某些线路出现异常情况对负荷的升高及时控制,并对负荷的降低进行有效补偿;而并联装置则是将这些负荷并连在一起,进行统一控制,将高次谐波和闪变这些影响到配电网的供电质量和速度的因素进行同一控制。串并联同步补偿器的工作机制是具备双向的,并且能同时进行,能对配电网的电能传输起到可靠的保护作用。
(2)变换器。变换器能对直接配电网中的电能根据用户需求进行转换,不需要经过一些中间过程,能直接改变电能的频率和幅值,变成不同用户所需要的形式。使用变换器进行电能转换,能减少转换过程中的电能损耗。现阶段,我国电力系统中使用的变换器在经过长时间的发展之后,能对电能进行高效的转换,并且能同时进行不同形式的电能转换工作,提高了配电网的传输能力。
(3)固态开关。固态开关是配电网中使用了大量大功率电力电子装备的之后发展起来的,固态开关又可以称为无触点开关,主要由具有转换和断路这两种功能的元件构成,起到对电网中的故障有效控制和隔离的作用。其工作原理主要是通过具有转换作用的元件将故障线段的负荷进行及时转换,并通过带有断路功能的元件对故障线路与配电网隔离开来,通过这两个电气元件相互配合,及时的将故障影响范围缩小。固态开关比起传统开关使用寿命更长、工作频率更高,但由于我国固态开关的技术并不十分成熟,固态开关还存在着一些缺点,比如会存在发热现象。
3结语
在当前电力系统实际运行过程中,电力电子技术有着十分广泛的应用,并且占据十分明显的优势,发挥着十分重要的作用。所以,在当前电力系统实际运行过程中,应当对电力电子技术进行合理应用,从而保证电力电子技术能够得以充分发挥,同时也能够使电力系统运行得到更好保证和智能化。
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论文作者:李辰冀
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/5
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