先进电力电子技术在智能电网中的应用探讨

孙邦伍

（南京吉阳新能源有限公司，江苏 南京 210000）

先进电力电子技术在智能电网中的应用探讨

孙邦伍

（南京吉阳新能源有限公司，江苏 南京 210000）

信息时代背景下，越来越多先进技术涌现。电力电子技术以其独特的优势被广泛应用在智能电网建设中，大大促进了智能电网建设水平和成效。在社会用电量急剧增长的背景下，智能电网建设逐渐朝着自动化、信息化和数字化方向发展。应用电力电子技术，可以有效提升智能电网运行效率，保证运行安全。文章就先进电力电子技术在智能电网中的应用进行分析，从多个角度分析技术要点，以推动智能电网建设和发展。

先进电力电子技术；智能电网；应用；安全性

社会经济快速增长背景下，科学技术不断进步和发展，电网信息化水平显著提升，但是新时期电力市场的空前繁荣，为电力企业智能电网建设带来了沉重的压力和挑战。尤其是信息技术、数字技术和控制技术在智能电网建设中的广泛应用，可以有效满足未来电力企业发展需求。当前我国的电网企业已经立足自主创新，以特高压电网为骨干网架，促使智能电网逐渐朝着数字化、自动化和信息化方向发展。通过大力建设智能电网，有助于优化资源配置，为国民经济持续增长提供服务和保障，意义十分深远。由此看来，加强先进电力电子技术在智能电网中的应用研究十分关键，对于后续工作开展具有重要的促进意义。

1 智能电网应用先进电力电子技术的需求分析

1.1 保障电网安全的需求

智能电网是一个互动系统，在当前社会经济持续增长下，用户用电需求不断变化，加之环境变更和系统变化等要求，人们对于电网的自适应能力和反应能力提出了更高的要求。广泛应用先进电力电子技术，可以有效满足这一需求，提升智能电网的反应能力和自适应能力[1]。纵观当前我国智能电网建设现状，先进电力电子技术的应用形式不断创新，其逐渐在FACTS和HCDC等行业中形成了关键性培育点，在提升电网输配电能力的同时，可以有效降低故障问题，提升电网供电质量，且在实际工作中也取得了较为可观的成效。

我国智能电网架构较为脆弱，在输配电领域中还有很多环节需要提升和优化，进一步增加交流输电装置的研发力度，优化电网网架结构。大电网互联是智能电网发展的必然趋势，尤其是越来越多先进技术的广泛应用，使得大电网结构变得十分复杂，运行控制难度也将逐渐提升。此外，由于我国自然灾害事故屡屡出现，给大电网运行的安全性带来了十分严重的破坏。在这样的背景下，应用先进电力电子技术优化系统调控能力，有助于降低故障发生概率，提升电网自愈能力，促使电网可以安全稳定运行，为经济持续增长作出更大贡献[2]。

1.2 再生能源开发和利用的需求

在可持续发展战略背景下，节能降耗成为主要的建设方向。在清洁可再生能源开发和利用方面，我国重视程度不断提升，在实际工作中也取得了较为可观的成效。我国在东北、华北和西北地区大力建设了光伏发电和风能资源发电站，预计到2020年，我国的风力发电将高达150 GW左右，光伏发电规模达到20 GW左右。可再生能源自身间歇性和不确定性的特点，在一定程度上影响了智能电网的安全稳定运行，因此还需要进一步提升电网安全性[3]。智能电网建设有助于实现对未来可再生能源的控制，其关键在于先进的电力电子技术，可以实现可再生能源发电大规模送出，促使电网具有更强的容纳性，提升清洁能源占比，有助于我国应对全球气候变化带来的影响，提升我国智能电网建设水平。

1.3 改善电网电能质量的需求

在社会经济持续增长下，各个行业用电量急剧增长，对电能质量提出了更高的要求。尤其是大规模风电场和光伏发电站并网，在一定程度上对电能质量带来了不同程度上的影响[4]。与此同时，供电方和用户对于如何提升电能利用效率重视程度逐渐提升，充分发挥先进电力电子装置作用，有效提升电能质量，实现用户和供电方之间的双向交互，有效推动智能电网建设和发展。

1.4 节能减排技术研究需求

在可持续战略推出后，降低能源和资源消耗，满足节能减排目标，成为当前一项需要长期坚持的工作。在国家对能源需求度不断提升的情况下，利用先进电力电子技术，可以有效提升输电线路输电能力，为更多混合动力装置提供能源支持。

2 先进电力电子技术在智能电网中的应用

2.1 FACTS技术

FACTS技术是一种在电力电子设备基础上，进一步整合现代控制技术，可以更加灵活快速地控制输电线路，有助于提升输电能力和输电稳定性。我国能源分布呈逆向分布，为了能够实现能源大范围转移，需要进一步提升线路输电能力，保证输电质量。同时，还要解决系统振荡和电压不稳带来的影响。当前FACTS技术自身的快速控制调节能力和系统兼容性在实际应用中取得了较为可观的成效。

2.2 SVC技术

SVC技术是一种灵活交流输电装置，在实际应用中作用十分突出，可以根据实际情况动态调节系统电压，保持电压稳定，同时还可以提升输电能力，为后续的直流换流器提供无功功率，促使系统稳定性得到有效提升。SVC技术是当前有效解决输电问题的有效技术手段，从最初引进到国内以来，不断得到完善和创新。辽宁鞍山红一变100 Mvar SVC示范工程建设投运以来，标志着我国已经完全掌握SVC技术，大大促进了智能电网的建设和发展[5]。由于SVC技术无功补偿的突出优势，可以改善电网输电质量，提升输电能力，促使电网可以安全稳定运行，可以更好地满足我国不同等级的电网建设需要。SVC技术的应用，推动我国电网逐渐朝着智能化、自动化和信息化方向发展，SVC技术结构如图1所示。

2.3 TCSC技术

TCSC技术是在常规串补技术基础上不断创新和完善，逐渐形成的一种灵活交流输电技术，在实际应用中优势十分突出。在提升电网线路输电能力的同时，还可以优化系统运行方式，尽可能降低电能损耗，确保系统可以稳定运行。灵活交流输电技术作为当前世界范围内先进的输电技术之一，在提升电网输电能力同时，还可以维护电网运行安全和稳定，更适合应用在特高压电网中，对于我国智能电网建设和发展具有十分深远的影响。

图1 SVC技术结构

2.4 其他技术

伴随着我国智能电网建设规模的不断扩大，逐渐出现了一系列问题，特高压线路容性充电功率高，系统短路等问题屡屡发生，在一定程度上制约着我国智能电网运行安全稳定。2006年我国自主研发的50 Mvar链式STATCOM在上海首次投运，取得了较为可观的成效。

3 结语

综上所述，在电力事业快速发展下，越来越多先进电力电子技术应用其中，推动智能电网朝着信息化、自动化和数字化方向发展。更为重要的是，电力电子技术应用可以保持电压稳定，提升输电能力，为后续的直流换流器提供无功功率，促使系统稳定性得到有效提升。此外，建设智能电网，有助于优化资源配置，为国民经济持续增长提供服务和保障。

[1]张文亮，汤广福，查鲲鹏，等.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报，2015（4）：1-7.

[2]吴俊勇.“智能电网综述”技术讲座—第四讲：电力电子技术在智能电网中的应用[J].电力电子，2015（4）：67-70.

[3]王雪丽.先进电力电子技术在智能电网中的应用研究[J].电子制作，2014（22）：40.

[4]宋斌斌，王惠铎，张挺.先进电力电子技术在智能电网中的应用研究[J].电子技术与软件工程，2015（21）：243.

[5]尹晓峰.刍议先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子世界，2016（9）：118.

Discussion on application of advanced power electronic technology in smart grid

Sun Bangwu
（Nanjing Jiyang New Energy Co., Ltd., Nanjing 210000, China）

Under the background of information age, more and more advanced technology has emerged. Power electronic technology is widely used in smart grid construction because of its unique advantages, greatly promoted the level and effectiveness of smart grid construction. In the context of rapid growth in social electricity consumption, the construction of smart grid has gradually developed towards automation, informatization and digitization. The application of power electronic technology can effectively improve the operation ef fi ciency and ensure safe operation of the smart grid. In this paper, the application of advanced power electronic technology in smart grid is analyzed, and the main technical points are analyzed from several angles to promote the construction and development of smart grid.

advanced power electronic technology; smart grid; application; security

孙邦伍（1974— ），男，安徽舒城。