智能電網(wǎng)電子技術(shù)的運用論文
摘要:文章指出，智能電網(wǎng)是指電網(wǎng)的智能化，它在高技術(shù)和高速度的基礎上集成，通過(guò)對整個(gè)電網(wǎng)系統的自動(dòng)化和控制化管理，實(shí)現高速、高效的全程自動(dòng)化的控制管理，將整個(gè)電網(wǎng)系統中調度從人為的低效率管理中解放出來(lái)，最終的決策管理交由電網(wǎng)管理人員負責，而基本的電力傳輸、電力調度和電力控制等多個(gè)電力系統中的流程由系統自動(dòng)完成，極大地提高了管理效率并降低了管理成本。
關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng)；電子技術(shù)；自動(dòng)化管理
智能電網(wǎng)建立在現代工業(yè)化進(jìn)程高速發(fā)展的時(shí)代，科技的進(jìn)步推動(dòng)工業(yè)化進(jìn)程的加速，工業(yè)化進(jìn)程的要義是提高機械化的水平。智能電網(wǎng)是區別于傳統的電網(wǎng)技術(shù)，智能電網(wǎng)力求改變傳統電網(wǎng)由人力控制的不足，使電網(wǎng)管理做到信息化、智能化、高效率和低風(fēng)險。要實(shí)現這種控制的自動(dòng)化需要對電網(wǎng)中運用的電子技術(shù)進(jìn)行分析，分析電子技術(shù)的可利用性，將其高效地應用在電網(wǎng)的自動(dòng)化和智能化控制中。
1電子技術(shù)
電子技術(shù)包括電子系統集成、電子通信、電子無(wú)線(xiàn)電技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，這些領(lǐng)域應該都與智能電網(wǎng)有一定的關(guān)聯(lián)性。其中，電子通信和電子系統集成是與智能電網(wǎng)非常有關(guān)聯(lián)性的領(lǐng)域。電子系統集成能夠將電網(wǎng)中各個(gè)組件部分按照既定的規則進(jìn)行組合，保證各個(gè)部件之間能夠正常工作。電子系統集成可以說(shuō)是智能電網(wǎng)系統的實(shí)際落地控制，智能電網(wǎng)依賴(lài)集成的電子系統進(jìn)行電力生產(chǎn)和傳輸。電子通信技術(shù)是智能電網(wǎng)中又一個(gè)不可或缺的部分，整個(gè)電網(wǎng)系統是一個(gè)巨大的控制器，控制器中各個(gè)元器件需要進(jìn)行通信，保證整個(gè)系統的有效運行，通信的關(guān)鍵就需要電子通信技術(shù)的支撐。不僅如此，各地電力系統之間進(jìn)行數值和其他參數通信時(shí)都依賴(lài)電子通信的支撐。電網(wǎng)屬于影響國民經(jīng)濟命脈的行業(yè)，稍有不慎，則會(huì )產(chǎn)生非常大的影響。下面就電子技術(shù)中電子系統集成和電子通信作具體介紹。
1.1電子半導體傳輸元器件
半導體元器件通常以硅材料為主，硅材料主要的效用是隔熱性和化學(xué)穩定性。半導體可以應用于鎮流器、發(fā)光器和振蕩器等多個(gè)電子系統組件中。半導體是區別于集成電路的，集成電路通常由多個(gè)半導體器件并集成控制系統等部件構成。半導體同時(shí)也是晶體二極管的主要構成部件，晶體二極管具有信號放大、信號增強、信號變換和信號接收等多種功能，并且能夠實(shí)現能量轉換。晶體二極管能夠覆蓋的頻率很廣，可從低頻開(kāi)始直至紅外和光波。隨著(zhù)科技的進(jìn)步，又不斷產(chǎn)生微波半導體等部件，微波半導體以其獨特性迅速發(fā)展，不斷升級，已經(jīng)實(shí)現工作頻率的不斷提高，相應的噪聲系數也不斷降低。由于微波半導體所表現出來(lái)的各種特點(diǎn)，已經(jīng)在軍事、國防和電力等多個(gè)核心產(chǎn)業(yè)發(fā)揮著(zhù)重要的作用。
1.2電子對不同傳輸電路的控制決策
電力通過(guò)電路進(jìn)行傳輸，不同電路狀況對電力傳輸的參數要求也不同，對于遠距離傳輸則需要提高電壓，減少在線(xiàn)路上的損耗。同時(shí)，線(xiàn)況不好的地方，則需要考慮傳輸時(shí)的安全性和有效性，在減低傳輸電壓的情況下保證傳輸質(zhì)量。電力的傳輸中需要中間節點(diǎn)的問(wèn)題，通常涉及降壓的問(wèn)題，降壓通常采用降壓器將傳輸的高低壓通過(guò)變壓轉換為低電壓，但整個(gè)電能是不會(huì )發(fā)生變化的。電力傳輸過(guò)程可能還涉及傳輸的控制決策，當發(fā)生線(xiàn)路故障或者線(xiàn)路損耗時(shí)，需要智能地調節線(xiàn)路的負載情況，考慮規避一些線(xiàn)損較大的路段，或者通常用實(shí)時(shí)探測的方式減低電能的損耗。
1.3電子對線(xiàn)路功率的變換
線(xiàn)路功率變換是保障電力能夠有效利用的高效方式，合理地設計線(xiàn)路的部署情況，按照實(shí)際線(xiàn)路的控線(xiàn)狀況優(yōu)化電力線(xiàn)路的分配。在電路設計前，首先需要按照實(shí)際功率消耗情況，實(shí)際分配具體的電力傳輸線(xiàn)路，優(yōu)化電力傳輸線(xiàn)路的布線(xiàn)，保障不會(huì )發(fā)生電力重復傳輸線(xiàn)路導致電力耗損的情況。另外，對于優(yōu)化線(xiàn)路的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，通過(guò)合理地調配電路，保障供電節點(diǎn)之間的按近供應是最大化利用電力的有效方式。電力網(wǎng)絡(luò )拓撲通常采用集中式的布線(xiàn)方式。
2智能電網(wǎng)中電子技術(shù)應用
智能電網(wǎng)由精確的數據測量、精確的配電運送、精確的輸送電力運行和精確的資本管理幾大部分組成。精確的數據測量主要是用于收集電力在傳輸過(guò)程中的存儲、分析和實(shí)時(shí)監測數據構成的一個(gè)完整的數據分析網(wǎng)絡(luò )，由電力刻表、通信網(wǎng)絡(luò )和數據監測管理系統和用戶(hù)定向系統組成。通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )，能夠在用戶(hù)和電力公司之間建立聯(lián)系，為智能電網(wǎng)中電力配送的自動(dòng)化奠定基礎。其實(shí)現目的也是為了能夠可視化地提高當前電力公司效益并減低管理成本。
2.1無(wú)功補償與電壓優(yōu)化裝置在智能電網(wǎng)中的應用
電網(wǎng)的安全性至關(guān)重要，智能電網(wǎng)力求做到根據用戶(hù)需求、系統的變換和線(xiàn)路環(huán)境等多種要素的變換而實(shí)時(shí)改變，保障電力供應的有效運行。無(wú)功補償和電壓優(yōu)化裝置是電力系統中的重要組成部分，它能夠及時(shí)、有效地改善電網(wǎng)的數據傳輸、電力調配和電力損耗，極大地降低故障發(fā)生的概率，從而使供電能夠高效、有序地運行。另外，此種優(yōu)化裝置能夠進(jìn)行形式上的自主創(chuàng )新，能夠進(jìn)一步滿(mǎn)足智能電網(wǎng)對于高效供應的環(huán)境的需求。對于我國當前較為落后的供電環(huán)境和電網(wǎng)架構，加大、加快改進(jìn)電網(wǎng)系統改造，提升供電穩定性勢在必行。隨著(zhù)供電線(xiàn)路的深入，所面臨的供電環(huán)境存在著(zhù)千差萬(wàn)別的變化，供電裝置、供電線(xiàn)路和供電管理人員都需要進(jìn)行一次完全提升。對于電力系統中使用的不可再生能源，需要極大地開(kāi)發(fā)可再生資源，有效利用、調用和控制能源，促進(jìn)可再生資源在電網(wǎng)中穩定運行。利用無(wú)功補償和電壓優(yōu)化裝置使電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中進(jìn)一步發(fā)展。當前電力設備的經(jīng)濟性還有待完善，通過(guò)電子技術(shù)的革新來(lái)帶動(dòng)經(jīng)濟效益的提升�？傊�，無(wú)功補償和電壓優(yōu)化使電力設施在質(zhì)量上得到了保障。
2.2電抗器在智能電網(wǎng)中的應用
超高壓并聯(lián)電抗器能夠較為明顯地改善電路的功率損耗情況，主要可以分為幾點(diǎn)：降低空載和負荷線(xiàn)路的電容效應，降低過(guò)大電壓消耗；較為明顯地均衡化線(xiàn)路傳輸過(guò)程中電壓分布；使傳輸過(guò)程中功率損耗盡可能達到平衡的狀態(tài)，防止無(wú)功功率的不合理流動(dòng)，從而降低線(xiàn)路上電能的損耗；在與其他機組并行傳輸時(shí)能夠穩定機組電壓，保證并行機組的高效運行；防止在機組在同步傳輸時(shí)出現磁頻共振的現象。
2.3柔性直流輸電在智能電網(wǎng)中的應用
柔性直流電是一種輕量性的直流輸送電力技術(shù)，是以電壓源換流器、可關(guān)斷器件和脈寬調制技術(shù)為核心的新一代的直流輸電技術(shù)。在城市環(huán)境的電力調配系統、孤島效應的配電供應系統、大規模的風(fēng)電場(chǎng)和交并聯(lián)互聯(lián)的場(chǎng)景下，供電有著(zhù)較強的優(yōu)勢所在。柔性直流輸電與傳統采用可控硅（SCR）換流裝置的高壓直流輸電相比，技術(shù)上的主要特點(diǎn)為：（1）VSC能夠自關(guān)斷，工作于無(wú)源換流方式，不需要電網(wǎng)提供換相電壓；（2）控制方式靈活，可同時(shí)獨立控制有功功率和無(wú)功功率，穩態(tài)運行時(shí)不需要交流系統提供無(wú)功；（3）交流系統故障時(shí)，能夠提供緊急有功支援和動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐，提高系統的功角、電壓穩定性；（4）采用VSC有利于構成并聯(lián)多端直流輸電系統；（5）采用PWM技術(shù)，輸出諧波多為高次諧波，所需濾波裝置容量大大減小。
2.4自動(dòng)并網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應用
通過(guò)電力電子技術(shù)，對電力設備和電網(wǎng)進(jìn)行改造，提高電能質(zhì)量，提升電網(wǎng)輸送容量和可靠性；通過(guò)引進(jìn)新的儲能設備和電源，平衡和調節新能源發(fā)電及電力需求的不穩定性�？梢哉f(shuō)，智能電網(wǎng)是解決新能源發(fā)電入網(wǎng)問(wèn)題的根本途徑，而對新能源發(fā)電的兼容性也是智能電網(wǎng)的基本要求，二者通過(guò)技術(shù)、政策、經(jīng)濟、制度等手段的完善，最終將實(shí)現無(wú)縫、安全、自動(dòng)的對接。從整體而言，智能電網(wǎng)和新能源的融合勢在必行。一方面，智能電網(wǎng)依賴(lài)新能源的補充來(lái)提升智能電網(wǎng)的一體化調配，能夠加快降低傳輸的功率損耗和傳輸故障，能夠較為明顯地降低運行成本；另一方面，從環(huán)保的角度出發(fā)，新能源的出現也能夠極大地降低對環(huán)境的影響。
3結語(yǔ)
本文從智能電網(wǎng)的應用研究出發(fā)，分析智能電網(wǎng)中涉及的電子電力技術(shù)，以實(shí)際的電力運輸為出發(fā)點(diǎn)闡述智能電網(wǎng)的發(fā)展方向，論述在智能電網(wǎng)的整個(gè)系統中存在的技術(shù)點(diǎn)。
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