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摘要：伴隨著科學技術的發(fā)展，電力電子技術的應用越來越廣泛，電力電子技術在微電網(wǎng)中的應用也越來越多。文章簡述了電力電子技術的需求，并根據(jù)電力電子技術在微電網(wǎng)中的優(yōu)點對電力電子技術在微電網(wǎng)中的應用進行了探究。

關鍵詞：電力電子技術；微電網(wǎng)；應用

1概述

電力電子技術是近年來開始流行的一種新技術，它能夠將多種電力電子器件進行集成，大大地減少了器件的體積，而且集成之后的電子器件工作效率更高，工作頻率可以由傳統(tǒng)的10kHz提升到數(shù)千Hz。此外，電力電子技術使得電子器件的操控更為簡單方便，從之前的半控型，改進至現(xiàn)在的全控操作，功能大大加強，而且電力電子技術可以利用軟開關技術，實現(xiàn)對變換器的控制，從而提高變換器的運行效率。電力電子技術的這些獨特技術特點，使得它一經(jīng)推出，就在電網(wǎng)系統(tǒng)中得到了很好地應用，極大地提升了電網(wǎng)的運行效率與節(jié)能效果。

2電力電子技術的需求

2.1優(yōu)化電網(wǎng)及保障大電網(wǎng)安全方面

微電網(wǎng)較之傳統(tǒng)電網(wǎng)一大變化在于反應和適應能力的優(yōu)化，而這種變化正是通過電力電子技術來實現(xiàn)的。目前我國的電力電子技術在HVDC、FACTS等領域已形成創(chuàng)新突破點，通過提高輸配能力和加快故障檢修時間等途徑初步實現(xiàn)電網(wǎng)適應性優(yōu)化。但是目前的技術進步。還不能完全覆蓋我國國情下微電網(wǎng)建設對電力電子技術的需求。例如，我國目前電網(wǎng)存在架構薄弱、電網(wǎng)結構復雜、運行數(shù)控化程度低、對極端天氣的抵抗能力弱等問題，反映在實際輸配中即輸電和配電領域都存在亟待解決的問題。還需進一步依靠電力電子技術的調(diào)控能力，強化電網(wǎng)結構，加大靈活輸配電力方面的研究，建設真正擁有“自愈”能力的微電網(wǎng)，朝著互聯(lián)大電網(wǎng)的方向發(fā)展。

2.2促進可再生能源有效利用方面

東北、華北、西北是我國陸上風能和光伏發(fā)電資源主要的分布區(qū)，預計2020年發(fā)電將分別達到100~150GW、20GW的規(guī)模，這種規(guī)模大且分散的可再生能源所固有的不確定性對電網(wǎng)安全運行提出了更高的要求。要大力發(fā)展可再生資源發(fā)電，提高清潔能源在全國范圍內(nèi)發(fā)電總量中的比重，首先要解決的難題就是需要進一步提高即時控制力和預控能力，提高所建設的電網(wǎng)對于新能源、清潔能源發(fā)電電能的容納性，這就進一步體現(xiàn)了對電力電子技術發(fā)展的需求。

2.3改善電網(wǎng)電能質(zhì)量與電力市場方面

科學技術進步帶來精細化用電設備對電能質(zhì)量的要求。電能質(zhì)量已經(jīng)成為電力領域受到廣泛關注的問題之一，目前，風電場和光伏發(fā)電站等相對火力發(fā)電等傳統(tǒng)發(fā)電方式較為領先的清潔電能的并網(wǎng)，在提高電網(wǎng)建設可持續(xù)水平的同時，對電網(wǎng)質(zhì)量也造成了影響。如何使用電力電子技術來提高電能質(zhì)量，如何改善整體電網(wǎng)優(yōu)化程度，是電力市場對供給提出的現(xiàn)實詰問。

2.4保障電網(wǎng)電力電子裝置可靠性方面

現(xiàn)階段還沒有健全的針對大規(guī)模電力電子裝置的可靠性、經(jīng)濟性評估的完整體系。評價大規(guī)模電力電子裝置時電網(wǎng)的容納性也是一個新的課題，筆者認為需建立電力電子技術模擬平臺，通過模擬挖掘此類裝置的運行特性和規(guī)律，提高裝置和電力系統(tǒng)的耦合能力從而提高運行可靠性。

2.5節(jié)能減排技術研究方面

隨著環(huán)境污染問題越來越嚴重，節(jié)能減排是各大企業(yè)應該重視的重要內(nèi)容，電力企業(yè)也是如此。近年來我國對清潔能源的需求逐漸增加，也隨之提高了對環(huán)境的要求，所以需要通過電力電子技術來解決這一問題。

3電力電子技術在微電網(wǎng)中的優(yōu)點

3.1優(yōu)化電網(wǎng)、保障安全

全球范圍來看，電網(wǎng)的穩(wěn)定性和一定的智能化是不斷追求和發(fā)展的大趨勢，要在運用電力電子上取得更好的成果。總體上來說，電網(wǎng)的整體是向著自動化和智能化發(fā)展，可以自動實現(xiàn)某些特定功能，在情況發(fā)生時，微電網(wǎng)可以根據(jù)預案及時排除險情，對情況進行及時示警。要在電網(wǎng)建設和智能網(wǎng)絡應用上去更多的關注整個的微電網(wǎng)建設，更多的從目前的技術出發(fā)，滿足群眾需要的基礎上進行更好的優(yōu)化。

3.2對資源配置進行合理優(yōu)化

我國雖然有著豐富無污染能源，但是受自然因素等多方面的限制，能源開發(fā)起來難度較大，因此能源問題解決起來存在較大問題。為了緩解能源危機，人們提倡在發(fā)展微電網(wǎng)時加強對可再生能源的利用，利用風能以及太陽能一類的可再生能源具有一個典型的特征就是利用點分散，且電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性大大降低，因此在建設微電網(wǎng)的過程中，要將這些可再生能源的收集與調(diào)度作為重點，這就需要電力電子技術提供支持，提升電網(wǎng)的適應性，實現(xiàn)可再生能源的大規(guī)模利用。

4電力電子技術在微電網(wǎng)中的應用

4.1能源的轉化

隨著能源危機以及環(huán)境污染的加劇，人們對低碳經(jīng)濟有了全新的認識，希望對自然界中的可再生清潔能源進行利用，降低生產(chǎn)生活中的能耗，減輕對生態(tài)環(huán)境的破壞，能量轉換技術逐漸發(fā)展起來，并得到了全社會的認可。根據(jù)我國微電網(wǎng)的發(fā)展藍圖來看，光電能和風能一代系統(tǒng)需要實現(xiàn)大型存取自適應的要求。當前我國對風能發(fā)電的研究已經(jīng)取得了一定成果，其中應用比較廣泛的就是間歇式能源控制技技術，主要就是對具有間歇性質(zhì)的風能進行收集和控制，一方面是避免能源被浪費，另一方面是提升電網(wǎng)配電、供電的穩(wěn)定性，盡量不受這種間歇性的影響。為了加強對能量轉換技術的應用，提升微電網(wǎng)的適應性，我們應該根據(jù)實際需要和技術特征重新調(diào)整電源結構，對風能以及太陽能等一類能源進行有效控制，使實體電網(wǎng)具備更強的操控能力，優(yōu)化電力資源的配置，使新能源發(fā)電步入正軌，實現(xiàn)電網(wǎng)運行動態(tài)控制。

4.2控制靜止勵磁

在對靜電勵磁控制方面，因為除了大型的發(fā)電設備以外，它還能被應用于風力發(fā)電方面，針對電力電子技術中的變速恒頻勵磁，它的相關控制在風力發(fā)電機中具有重要的作用。并且，在相應的控制技術下，晶閘管整流技術也得以開發(fā)，得以廣泛應用，它不僅結構性能簡單，在成本年開發(fā)上的資金投入極少，而且，它的優(yōu)勢還有可靠性低等多方面，這是使得它能夠被長久使用的重要支撐，從而能夠從經(jīng)濟上得以節(jié)省，在一定意義上實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。它已經(jīng)被人們大力應用于較為大型的發(fā)電機組等方面的運行，提高了工作速度，加大了工作效率，使其擁有了較好的發(fā)展前景。

4.3FACTS技術在微電網(wǎng)的應用

我國能源的資源與需求逆向分布明顯，對線路的輸送能力要求高；同時還需要解決系統(tǒng)振蕩、電壓不穩(wěn)定等問題。而FACTS技術因其控制調(diào)節(jié)能力及兼容能力，提供了解決這一問題的可能。FACTS技術是指結合現(xiàn)代控制技術、可增強系統(tǒng)穩(wěn)定性的新技術。

4.4電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制

當前，微電網(wǎng)的發(fā)展趨勢就是讓區(qū)域性電網(wǎng)和總電網(wǎng)之間在各個水平上相互協(xié)調(diào)控制連接，那么這就必須要應用更多先進技術以及靈活的操作模式（例如動態(tài)無功補償、電流控制、網(wǎng)絡重構等）。讓微電網(wǎng)更經(jīng)濟、更牢固的一項技術就是FACTS技術，在未來的電網(wǎng)運行中很多關鍵突破點都需要多功能復合型的FACTS設備，例如進行靜態(tài)轉換器的配置，這是以全系統(tǒng)綜合信息為基礎的協(xié)調(diào)控制技術，為微電網(wǎng)結構的堅固提供重要的幫助。

4.5電能質(zhì)量技術

我國工業(yè)電能質(zhì)量技術應用范圍較為廣泛，并開展了相應的電能質(zhì)量提升技術的研究，但是核心技術問題目前尚未得到解決。電能質(zhì)量技術的應用，要求建立科學的電能質(zhì)量等級劃分及相應的評估體系，在這個課題中，要充分重視從經(jīng)濟角度出發(fā)做出的分析結果，在評估縱向技術等級的基礎上，采用雙向評估，不能忽視橫向經(jīng)濟效益的情況，實現(xiàn)微電網(wǎng)與經(jīng)濟效益的并行發(fā)展。在微電網(wǎng)中應用，電能質(zhì)量技術主要技術包括電氣化鐵道平衡技術、自適應無功補償技術、直流有源濾波器技術、統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器等。

5結束語

綜上所述，電力電子技術在微電網(wǎng)中的優(yōu)點有：優(yōu)化電網(wǎng)、保障安全，對資源配置進行合理優(yōu)化。文章主要從能源的轉化和存儲、控制靜止勵磁、FACTS技術在微電網(wǎng)的應用、電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制與電能質(zhì)量技術這幾個方面探究了電力電子技術在微網(wǎng)中的應用。

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作者：張恒友 單位：哈爾濱理工大學