試論電力電子技術在智慧電網中的應用研究方向論文
摘要：隨著社會的不斷髮展與科學的不斷進步, 現代化的電力電子技術在智慧電網中應用越來越廣泛, 其中透過資訊化、數字化、自動化、互動化等方面作為智慧電網的發展目標, 其技術在建設現代化的智慧電網中佔據著很重要的位置。本文以多個角度對其技術的運用進行分析探討, 以此來為技術方面的研究方向和發展預期作出新的展望, 旨在為其技術的相關研究提供新思路。
關鍵詞：智慧電網; 先進電力電子技術; 高壓直流; 電能質量;
隨著社會的不斷髮展與科學的進步, 帶來的不僅僅是人類生活水平的提高, 還有全球資源日益枯竭與環境惡化問題, 電力作為人類生活中必不可缺的一種資源此時面臨著新課題和新挑戰。從目前的情況來看, 各國專家在對於電網未來是否能持續發展的問題已有了初步的發展規劃, 主要依靠現代資訊、通訊和控制技術, 來積極發展智慧電網, 這種規劃對於目前的電網發展方向具有可行性。在我國, 國家電網公司已規劃出了類似的發展目標, 透過立足自主創新的方式, 透過各級電網協調積極發展建設智慧電網。因此, 對於這些問題, 我國的電網行業應對其重點研究, 並且將其制定為未來電網發展的重要戰略目標。
一、先進電力電子技術要適應智慧電網的需求
(一) 大電網安全方面的需求供應。
目前, 相比較與我國的傳統電網, 智慧電網最大的優勢便是透過互動系統來達到對環境的不同需求, 比如說在系統變化、使用者需求和環境變更的要求上要達到令人們滿意的程度, 因此, 電網要有極佳的反應能力與適應能力, 而這兩點正是目前國內電網所欠缺的, 剛好, 在智慧電網中透過電力電子技術能有效解決這一問題。在我國目前的電網行業中, 大多數的先進電力電子技術的.自主創新性形式多樣, 不單一。在HVDC、ACTS等相關產業中進行研發同時也取得了一些良好的效果, 因此, 對於智慧電網的未來建設規劃, 必須引起足夠的重視, 同時, 對於先進電力電子技術在智慧電網中的應用必須要有新的要求。
不同國外電網結構, 由於制度與技術的缺失, 導致我國對於網架結構意識比較薄弱, 在許多地方都存在著較為嚴重的問題, 尤其是在輸電、配電領域, 明顯還有著較大的提升空間, 但是我國對其卻極為忽視, 因此, 我國對於電網的建設發展必須要重點研究。根據世界各地的電網發展歷程來說, 電網發生了幾次重大的改革, 由最初的“家居電網”經過改革演變成了目前的“大電網互聯”模式, 但是這些改革在我國實行的卻比較晚, 導致在許多問題上存在著技術的缺失, 並且由於電網的結構方式不同, 日趨複雜, 操作人員在對其執行控制上也有所不足, 同時, 由於我國個別地區頻繁發生自然災害, 對於電網的穩定性及人的危害性有著極大的威脅, 近年來因自然災害而發生的電流擊中人體事件層出不窮, 因此, 在這種情況下, 必須對電網進行有效改革, 先進電力電子裝置恰恰能對系統進行調控, 同時, 由於先進技術在電網中有效應用, 使得電網的“自我恢復”能力增強, 在很大程度上節約了人力物力, 使得電網穩定有效地為人們服務。
(二) 可再生能源有效利用方面的需求。
我國陸上風能和光伏發電資源較為稀薄, 部分處於我國西南地區, 根據專家的預測, 在二零二零年的時候, 我國年風在其地區的電將達到100~150GW、而光伏發電將達到20GW規模, 聽起來有點不可思議, 但卻真實並且有依據可言, 其中主要原因便是使用風力發電與太陽能, 將其集中起來, 能開發出若干千萬千瓦級基地, 在一定程度上來說, 為我國的可再生資源的持續利用帶來了不小的進步。因此, 對於電網也就提出了更高的要求, 特別是在其安全穩定執行方面。透過使用先進的電力電子技術, 不僅能保證可再生能源發電的大規模化, 同時使電網對可再生能源具有容納性和適應性也有了很大的幫助。
二、對先進電力電子技術在智慧電網中應用研究方向和發展預期
對於我國的的電網行業來說, 目前主要的難題便是如何建設智慧電網, 而先進電力電子技術智慧化是建設的關鍵, 同時也是未來的主要發展方向。對於我國來說, 先進電力電子器件的系統控制器對於HVDC技術和FACTS技術幫助也會越來越大, 是其技術日趨成熟的重大轉折點, 並且能夠在現有輸電線路情況下, 加大傳輸容量和安全穩定性。從另一方面來說, 電能質量調節技術的發展對於智慧化輸電配點網路將更具字適性與恢復性。使其日益成熟的能量轉換技術能夠在風電併網得到廣泛應用, 透過這些因素為我國構建成一個強大的電網。
三、在智慧電網中對電能質量技術的應用
隨著社會的不斷髮展與科學的不斷進步, 人們在工業方面對於有電力的需求不斷增加, 在國外, 人們對於電能質量技術方面的研究很早便開始了, 對其相關技術有著很深的理解, 比如說對有源電力濾波器, 動態電壓調節器等在電網中的使用。由於我國對電能質量研究只是處於基礎階段, 因此, 對於許多技都比較尚缺, 像效能更佳的新型補償等技術目前還處於基礎研究階段。
在電能質量技術方面, 我國對於這類技術在智慧電網中的應用研究不夠嚴謹, 比方說建立的便是一套完善的電能質量評估制度, 從此來對智慧電網“優質經濟”有效執行。比如說在電氣化鐵道平衡供電技術方面的實現、統一電能質量控制器、優質電力園區的最佳化。同時, 為滿足廣大使用者, 應該統一電能質量控制器, 同時, 透過蓄電池的充放電調節能夠讓使用者在使用時自身去控制電量, 以此為使用者帶來方便, 以此創造更多的經濟效益。
四、在智慧電網中能量轉換技術的應用
從目前社會電網發展方向來看, 人類已經開始重視低能耗、低汙染、低排放的低碳經濟, 而這也是社會發展的基礎與前提, 電能量轉換技術的創新及應用便是其中的重中之重。目前, 人類已經開始節制對資源的無限開採了, 而對於一些可再生資源卻無比重視, 比如說風能、太陽能等可再生能源, 由於國外對於該技術的研究很早便開始進行了, 所以其技術方面比較先進, 我國只是根據國外的研究方向的碎點或是自身的理解對其進行研究, 所以在許多技術方面存在著不足, 就目前國內的情況而言, 其研究的主要方向還是對於風電場的併網技術研究, 與先進國家相比, 我國對能量轉換技術的研究只是處於起步階段, 未來還有一段很長的路要走。
五、結語
對於我國來說, 在智慧電網中大規模的實行先進電力電子技術不僅可以強化、最佳化電網的特色功能, 同時在再生能源問題上也有著很大的幫助。對先進電力電子技術的研究是目前我國建設智慧電網的重要基礎。所以, 對於如何促進先進電力電子技術在電網的應用, 是國內電網行業值得思考的一大難題, 這不僅關係到我國智慧電網長遠發展目標, 同時關係到我國未來的經濟發展情況。
參考文獻
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