智能电网电子电力技术应用研究

智能电网电子电力技术应用研究摘要：本文首先对智能电网的基本特征进行简要介绍，随后分析了智能电网中电子电力技术的作用，在此基础上，详细论述了电子电力技术在智能电网中的具体应用。期望通过本文的研究能够对智能电网运行稳定性的提升有所帮助。关键词：智能电网；电子电力技术；稳定性引言近年来，随着我国电力体制改革进程的不断加快，使得智能电网的建设规模日益扩大，与常规电网相比，智能电网的各方面性能都有显著提升。为确保智能电网的稳定、可靠、经济运行，可对先进的电子电力技术进行合理运用，因此，下面就智能电网电子电力技术的应用展开分析探讨。1智能电网的基本特征智能电网是以物理电网为基础，融入各种先进技术的新型电网，它能够满足广大电力用户对电能的需求，可在保证电能质量的前提下，大幅度提升供电可靠性。智能电网的特征体现在如下几个方面：1.1坚强性智能电网以坚强的电网体系和技术体系作为支撑，由此使其比传统的电网更加强大，能够抵御各种来自于外部的干扰和攻击，可以适应清洁型和可再生能源的接入，从而使整个电网的坚强性得到进一步的巩固和提升。1.2先进性在智能电网中，各种先进的技术与电网中的基础设施相融合，如信息技术、传感技术、自动化控制技术、计算机网络技术、通信技术、电子电力技术等等，由此可实时获取电网的全景信息，从而发现可能出现的故障问题，并在故障发生后，对其进行快速隔离，完成自我修复，有效解决了大范围停电的问题。1.3灵活性在智能电网中，调度智能化、配电自动化、网厂协调化等目标的实现，使整个电网的控制过程变得更加简单，运行经济性获得显著提升。不仅如此，还能适应微电网、分布式电源等设施的接入。2智能电网中电子电力技术的作用电子电力技术是一种能够对电能进行变换和控制的技术，它以各种电力电子器件为依托，如晶闸管、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）等。在智能电网中，电子电力技术的作用主要体现如下几个方面：2.1有助于电网运行稳定性的提升随着城市化进程的逐步加快和工业产业的快速发展，使得电能需求量进一步增大，由此对整个电网的运行稳定性提出较高的要求。为满足供电需求，就必须对电网进行改进和优化。通过电子电力技术的应用，能够使电网的安全性得到保障，同时还能使电网的状态得到有效维护。智能电网本身的结构较为复杂，涵盖的设备数量大、种类多，通过电子电力技术的合理运用，能够使所有设备都保持稳定、可靠的运行状态，这对于智能电网总体性能的提升具有重要意义。2.2有利于促进智能电网的发展在智能电网的发展中，电能质量是一个非常关键的因素，从目前的情况上看，风电、光伏、微电网的接入，都对会电能质量造成一定的影响。同时，智能电网能够将电力用户与发电厂进行连接，通过电子电力技术的运用，能够使智能电网的电能质量获得大幅度提升，由此可实现优质供电的目标，这对于推动智能电网的持续发展非常有利。3电子电力技术在智能电网中的具体应用3.1IGBT的应用IGBT是常用的电子电力技术之一，在中高压领域的应用较为广泛，该技术具有响应速度快、驱动功率小、输入阻抗高等优点。IGBT在智能电网中的具体应用如下：3.1.1风电变流器在风电并网运行的过程中，风电变流器是不可或缺的一个部分。由发电机产生的交流电具有幅值和频率变化的特点，将变流器加装到发电机侧，能够对直流电进行整流，并在稳压后，直接输送给网侧的变流器，控制系统则会将直流电转换为交流电，馈入电网当中。在双馈风电变频器中，可以按照直流侧的电压、冗余等指标对IGBT进行合理选择，当容量不断增大时，应确保选用的IGBT功率与容量相适应，可以低饱和压降的IGBT作为首选。3.1.2光伏逆变器这是一种能够将由光伏太阳能板产生的直流电压转换为市电频率交流电的装置，转换后的交流电可供离网的电网使用。光伏逆变器有多种不同的功率，在具体应用时，可按功率对IGBT进行选择。正常情况下，在不超过5kW的单相逆变线路当中，选用额定电压为600V的IGBT比较合适，如果是功率超过10kW的三相逆变器，则可选用额定电压为1200V的IGBT。3.1.3储能逆变器储能环节是智能电网中不可或缺的重要部分，它的主要作用是对电力资源进行调控，不但可对用电差异起到一定的平衡效果，而且还能对余缺进行调剂，由此能够提高智能电网的运行安全性。储能逆变器可以为智能电网与蓄电池充放电之间的电压特性提供一个可靠的电气接口，当蓄电池放电时，可将直流电压转换为交流电压，充电时，则可将电网电压转换为直流电压。对于容量等级在100kW的储能逆变器，可以采用三相全桥IGBT主功率电路。3.1.4充电柱逆变器高频开关整流充电机的结构如图1所示。它的工作原理如下：通过整流滤波处理，可以使交流输入电压转变为直流电压，在经高频逆变后，便可获得相对比较稳定的直流电压和电流。按照运行环境的要求，可以选用频率在20kHz以上的IGBT器件，同时要确保选用的IGBT具有低损耗的特点。3.2柔性交流输电技术的应用柔性交流输电是以电子电力技术为核心，能够对交流输电进行快速、灵活控制的技术，该技术在智能电网中的应用，除了能够显著提升电网的运行稳定性之外，还能使电力传输成本大幅度降低。在智能电网中，对柔性交流输电技术进行具体应用时，可以选用不同功能的装置，如单一功能、综合功能等，借助装置的功能，对输电系统中的关键物理量进行控制，如电压、电抗等，从而确保电网能够对功率进行合理分配，达到降低损耗、提高经济性的目标。柔性交流输电在智能电网中的应用，可进一步扩大潮流控制范围，并在控制区域内，对更多的功率进行可靠传输，由此能显著减少发电机的热备用，设备的故障发生几率也会随之下降，可有效防止输电线路串级跳闸的现象发生。3.3在智能电网无功补偿控制中的应用通过对智能电网进行无功补偿，能够使电网的运行环境质量获得大幅度提升，为使无功补偿的作用得以充分发挥，可在无功补偿控制中对电子电力技术进行合理应用，具体如下：3.3.1机械式接触器在智能电网的无功补偿装置中，电容器与开关设备的自动控制具有密切的关联，随着电流的输入，无功补偿装置的电压会在合闸后呈现出上升的趋势，这部分电流会对电容器造成一定的影响，如果超出电容器所能承受的极限，则会造成电容器损坏。通过机械式接触器的应用，能够对电容器中产生的涌流进行控制，从而达到限流的效果，能耗会随之降低，使电容器得到保护。3.3.2无触点晶闸管在并联的电容器组中，常常会出现涌流，如果涌流过大，则可能导致接触器的触头粘结盒被烧毁，由此会对电容器的运行造成影响，进而导致无功补偿的效果下降。针对这一问题，可在无功补偿装置中对电子电力技术进行合理应用，设置无触点晶闸管，当电容器的电压超过0时，便可借助可控硅实现自动化控制。在加装无触点晶闸管后，如果出现电压超过0的情况，那么晶闸管会自动切断，避免涌流对电容器的破坏。此外，当智能电网中出现谐波电流时，会对电容器的运行造成一定影响，表现出来的特征为电容器温度升高，由于设备内部的热量无法散发，所以很容易造成设备损坏，而无触点晶闸管的应用，能够使该问题得到有效解决，保证电容器的稳定、可靠运行。3.3.3复合开关这是一种能够在导电回路下，对电流进行关合、开断及承载的开关设备，可用于无功补偿装置中电容器的投切。复合开关具有诸多优点，如功耗低、无谐波、不发热等等，具备欠压、空载、停电保护等功能。通过复合开关的应用，可使无功补偿电容器的运行稳定性获得进一步提升，可按照实际的功能需求，对复合开关进行选取，如单相分补、三相共补。若是想要在提高智能电网运行效率的基础上，降低运行成本，可将这两种复合开关联合使用，形成综合接线模式。需要注意的是，由于复合开关中的可控硅元件对电压变化较为敏感，若是出现过电流，则会导致击穿，所以应当采取有效的安全保护措施。4结论综上所述，在当前的新形势下，智