先进电力电子技术在智能电网中的应用
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先进电力电子技术在智能电网中的应用
作者：郑志广
来源：《科技创新与应用》2014年第20期
摘要：信息化、自动化以及数字化是现代智能电网的发展趋势，电力电子是实现电网智
能化的前提，它在智能电网的应用既是电网技术的要求也是市场经济发展的需求，它制约着整个电网的技术发展，同时影响电网输出的电能质量和电压的稳定性，文章简述电力电子技术在智能电网的应用，重点介绍SVC和STATCOM的发展和应用情况，以及它对电网的影响。
关键词：电力电子技术；智能电网；SVC；STATCOM
引言
随着经济的发展和社会的进步，我国的用电量逐步加大，对电能质量和电压的稳定性要求也越来越高，因此电网的建设面临着前所未有的新挑战。电网的建设和发展需要先进电力电子技术做铺垫。因此对于先进电力电子技术的研究对整个电网的建设具有重要的意义，甚至对我国经济的发展都起到关键的作用。
1 智能电网对电力电子技术的要求
目前，电力电子技术虽然取得一定的进步但是仍然存在诸多的问题。例如如何让它实现最大的优化控制改善电能的质量、减小对电网的污染，这都是需要解决的问题。安全使用电力电子器件是另一个急需解决的问题，在安全的前提下才可以实现其他的应用。我国的电网建设和电网结构虽然相对稳定但是仍存在很多问题，需要提高电网建设的要求和利用先进电力电子器件提高电网输出电能的质量。而随着经济的不断发展，电力需求量也越来越大，大电网的建设必然是今后电力事业发展的方向，这也就意味着电网的结构也会越来越复杂，我国地理地域辽阔气候复杂，因此电网所面临的条件很复杂，这就需要利用先进的电力电子技术，采用先进的电子装置来调控电力系统，以增强电网的构架，避免电网故障的扩散，并增强电网的故障抵抗和故障恢复能力，这些问题都是可以通过先进电力电子技术的应用得到改善。
社会的进步对电能的需求量变大同时对电能的质量要求也是越来越高，输出电能质量如果达不到要求会对整个电网产生重大影响，带来的损失也是不可估量的。先进电力电子设备可以改善电网电能质量，大大的提高输电效率和经济发展。
能源是整个人类社会存在与发展的物质基础，更是经济快速稳定增长的根本驱动力。随着常规化石能源的不断消耗以及生态平衡、环境污染等能源安全问题的日益突出，以清洁无污染、循环可再生为特点的太阳能、风能、生物质能等新能源的开发利用越来越受到世界各国的高度重视。我国虽然是当今世界上最大的发展中国家，能源资源总量丰富，但是资源分布不均衡，开发利用难度较大，且人均拥有量较低。当前正值经济飞速发展、能源高消耗时期，以常
通信技术在智能电网中的应用
通信技术在智能电网中的应用 广东电网公司肇庆供电局周亚光摘要：随着通信技术、计算机信息技术的发展和电力生产调度自动化水平的提高。建设强大的智能电网已成为必然的发展趋势。智能电网就是以稳定的电网框架为基础，以通信网络和计算机信息网络为平台，对电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度等方面进行智能控制，实现电力、信息、业务的高度融合。在智能化电网的建设过程中，通信技术在其中起着至关重要的作用，本文将详细介绍通信技术在智能电网建设过程中的应用。 关键词：智能控制、数据采集、数据传输、通信协议、综合数据网、工业以太网设备 一、智能电网的产生背景； 1、电网规划与建设面临着严峻的用电高峰和电网建设费用的压力，同时规划和建设的合理性的合理性也面临考验。 2、电网的运行方面，用户对供电可靠性的要求越来越高、同时运行单位对电网设备的运行状况需要有更多的了解。 3、资产维护：设备的当前健康状态、设备维修和更换的最佳时机、设备的维修质量电力作业的费用需要得到合理的安排 4、电力营销：需求侧管理服务水平、电费回收率、窃电损失需要及时的掌握。 建设智能电网可应对上述的挑战： A、通过收集电网各种数据，指导电网和设备的投资，使得设备在逼近设备容量或实际能力的情况下运行，充分挖掘设备的潜力。 B、通过电网的实时重构和优化运行方式，使得设备在其实际容量范围内运行，延长设备使用寿命。 C、充分利用实时信息，缩短停电时间。 D、加强需求侧管理，提高效益。 E、为合理的电网投资提供决策支撑。 在传统电网的基础上，智能电网进一步扩展了自动化的监视范围，增加了信息的收集和整合以及对业务的分析和优化，实现了电网的智能化。可帮助电网企业提高管理水平、工作效率、电网的可靠性和服务水平。 智能电网分五个层面：1、电网数据采集2、数据传输3、信息集成4、分析优化5、信息的展现 （1）、电网数据的实时采集 实时数据是智能化电网的重要支撑，包括以下三方面的数据，A电网运行数据，B 设备状态数据C客户计量数据 目前，因为电网公司的数据采集主要关注电网的运行数据上，对另两方面的欠缺，只有增加了这两方面的数据采集，才能使整个电网可视化，为走向智能化作准备。 （2）、数据传输 基于开放标准的数字通信网络保证客户计量和设备状态数据以及电网运行数据的可靠传输。 （3）、在信息集成、分析优化、住处展现三方面，主要集中了计算机信息网络技术的应用。 通过采集和通信网络传送上来的数据为电网的规划设计、运行和资产的优化提供决策支持 1、电网设计优化 A、通过对用户负荷模式的分析，能够很清楚的确定需要改造的、可能存在过负荷的
浅谈电力电子技术在电子电源中的应用
浅谈电力电子技术在电子电源中的应用 衢州电力局吴丹 电力电子技术无处不在、天生具有节能效果预计全球未来将有95%以上的电能要经过电力电子技术的处理后才能使用。电力电子技术的核心是电力电子元器件电力电子元器件的发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，以功率MOSFET和IGBT为代表的功率半导体器件的诞生，标志着传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。CCID预计电力电子器件的年平均增长速度超过20%。IGBT 等新型电力电子器件的年平均增长率超过30%。电力电子装置种类繁多、行业应用范围极广电力电子装置主要包括三大类产品：变频器、电能质量类产品以及电子电源产品。电力电子技术在电力行业的应用涉及发电、输电、配电、其中电力电子技术在电子电源产品中的应用尤为突出。 电子电源就是对公用电网或某种电能进行变换和控制，向各种用电负载提供优质电能的供电设备，其代表有开关电源和不间断电源(UPS)等。其中开关电源是一种电压转换电路，主要的工作内容是升压和降压，广泛应用于现代电子产品。因为开关三极管总是工作在“开” 和“关” 的状态，所以叫开关电源。开关电源实质就是一个振荡电路，这种转换电能的方式，不仅应用在电源电路，在其它的电路应用也很普遍，如液晶显示器的背光电路、日光灯等。开关电源与变压器相比具有效率高、稳性好、体积小等优点，缺点是功率相对较小，而且会对电路产生高频干扰,变压器反馈式振荡电路，能产生有规律的脉冲电流或电压的电路叫振荡电路，变压器反馈式振荡电路就
是能满足这种条件的电路。 程控交换站，计算机、电视、医疗设备、航天、航海舰艇及家电上，都广泛应用开关电源，开关电源最大的应用领域是在通信行业，美国开关电源中用于通信方面的占开关电源总量的35%。这些开关电源都采用高频化技术，使其体积重量大大减小，能耗和材料也大为降低。 下面介绍一款典型的单片开关电源产品——TOP开关。 1、结构：TOP开关集各种控制功能、保护功能及耐压700V的功率开关MOSFET于一体，采用TO 220或8脚DIP封装。少数采用8脚封装的TOP开关，除D、C两引脚外，其余6脚实际连在一起，作为S端，故仍系三端器件。三个引出端分别是漏极端D、源极端S和控制端C。其中，D是内装MOSFET的漏极，也是内部电流的检测点，起动操作时，漏极端由一个内部电流源提供内部偏置电流。控制端C 控制输出占空比，是误差放大器和反馈电流的输入端。在正常操作时，内部的旁路调整端提供内部偏置电流，且能在输入异常时，自动锁定保护。源极端S是MOSFET的源极，同时是TOP开关及开关电源初级电路的公共接地点及基准点。 2、工作原理：TOP包括10部分，其中Zc为控制端的动态阻抗，RE是误差电压检测电阻。RA与CA构成截止频率为7kHz的低通滤波器。主要特点是： （1）前沿消隐设计，延迟了次级整流二级管反向恢复产生的尖峰电流冲击；
浅谈在智能电网中智能电表的应用及发展
浅谈在智能电网中智能电表的应用及发展 发表时间：2018-06-11T16:25:11.753Z 来源：《河南电力》2018年2期作者：蔡皓晴 [导读] 随着我国的智能电网的全面建设，智能电表在市场中的需求迅速增加，在建设过程中扮演着重要角色。 （国网天津城南公司天津市 300201） 摘要：随着我国的智能电网的全面建设，智能电表在市场中的需求迅速增加，在建设过程中扮演着重要角色。传统电表在用户缴费后，将完成充值的电卡装入电表，电表根据卡中的额度进行供电，额度用尽之后就会停止供电，直到用户再次进行充值。这一过程不仅程序繁琐，也对客户的用电带来非常不好的影响。智能电表的出现，可以很地解决这一问题。智能电表在具备传统电表计费供电功能的同时，还具备更多先进的功能，不仅适应建设智能电网的需要，也符合我国可持续发展战略，智能电表在智能电网建设中的应用意义重大。 关键词：智能电网；智能电表；传统电表；应用；发展 1智能电表的功能 1.1双向通信功能 现代化的智能电表，里面设置了具有通信功能的模块，使其具有了双向通信的功能。供电企业可以通过智能电表与用户进行互动，一方面将停电通知、实时电费使用情况等用户感兴趣的信息告知用户；另一方面，用户也可以将平时遇到的用电方面的疑惑传达给供电企业。特别是在用电高峰的时候，供电企业可以通过智能电表向用户发布实时信息，引导用户合理安排用电计划，为用户节省电费的同时，降低了电网高峰负荷的压力。 1.2实现智能的用电控制 智能电表最为用户青睐的功能是它具有帮助用户实现用电控制的功能，对用户来说可以减少用电的消耗。智能电表可以与现代智能家电密切配合，根据实时电价，合理地控制智能家电的启动停止，通过调整大功率用电设备的开关时间，为用户节约用电。目前全国都已实行了分时电价，智能电表能够自动调配电气设备在峰谷用电时的负荷，在用电高峰时削减负荷，在用电低谷时的提高负荷，很好地降低了用户的用电成本，提高了经济效益，最重要的是为电网的“避高峰”做出了贡献，大大改善了大伏天、大冷天等气候造成的用电紧张的情况。 1.3双向计量 智能电表对于有储能设备，发电设备等分布式的用电大户，可以依据实时的电价引导这类用户合理经济的购买电量和使用电量，减少他们的电费支出。尽量鼓励每个家庭都安装风能，太阳能等低碳高效的储电设备。鼓励人们投资那些低碳节约的，如储冷，储热和储电的经济类设备，减轻电网电量的压力。实践证明，通过智能电表的双向计量功能，向用户即时的反馈用电情况，可以有效减少一个家庭每年13%～15%的用电量，减少3%～15%能源消耗，大大提升了环境效益和社会效益。 2在智能电网中智能电表的应用 2.1结算和配网状态估计 通过使用智能电表可以实时，准确的提供结算费用的信息，改变了过去用电账户上的复杂处理过程。在结账信息化的电力市场下，调度的人员可以方便，及时的更换能源的零售商，在未来还可以实现全自动的切换功能，而且用户也可以及时准确的得到用电账务信息。当前，配网的分布信息不是很准确，这主要因为这个用电信息是根据负载估计值，网络模型和变电站的高压测量得到的，有一定的不确定性。若在用户附近增加智能电表，就可以获得更加及时准确的负载量信息，避免由于电能质量下滑和电力设备负载过大导致的不良后果。通过大量数据的整合，将逐步实现未知状态的测量和估计数据的准确校核。 2.2电能管理与节能 智能电表可以将及时、有效的信息提供给客户，建立相适应的管理系统，为客户带来更优质、更便捷的供电服务。除了满足客户的各种用电需求，还有助于减少客户对电力的浪费，有利于企业的经济效益和社会效益一同实现。通过把客户的实际用电状况反馈给客户，有利于客户改进不良的用电习惯。除此之外，还能帮助客户及时发现设备的故障以及其他异常的耗能情况，促使客户养成节约用电的习惯。电力企业也可以通过引进、开发新技术和新产品，提升用电的管理水平，最终实现用电过程中供求双方的互利共赢。 2.3远程监控及非法用电检测 通过智能电表的功能不仅可以实现远程服务和随时断开过载，而且还对部分电力用户进行强制监督，电力公司通过使用控制开关按钮，远程控制一个特定的过载，智能电表能随时检测打开电表箱，使电表的软件更新升级，如果出现私自改线等现象，可以及时发现该情况，通过获取大量的仪表数据进行比较分析，是能够准确地检测私自篡改线路的情况，此功能为各个用电用户和电力公司挽回了大量的经济损失。 3智能电网中智能电表的应用发展 3.1接口一体化 在未来的一段时间内，电能表的测试工作是一个非常复杂和耗时的工作，需要很大的人力和物力资源来协调工作，广泛地推广应用智能电表势在必行，必要对目前的安装检测模式进行变革，最终实现智能化和自动化的监管。由于智能电表各种接口连接薄弱，在实际的检测过程中是频繁快速地切换工作，大大增加了测试的时间，而且占用太多的资源和管理成本，从而影响运营效率，导致过多的接口设置复杂，不能确保电气设备的安全性和稳定性。因此，要加强智能电表接口一体是非常重要和有发展空间的，这也将成为后期发展研究和开发的一个重要课题。 3.2网络化、系统化和模块化 智能电表未来的发展必然是向着网络化，模块化，系统化的方向发展。其中智能电表的网络化可以帮助电网在各种不同的场合采集，储存电能的信息，通过无线网络将信息传输到信息管理库里，方便整理和分析。智能电表的模块化可以避免对整个电能表进行更换的操作，只要改变部分的模块就可以了。而且由于模块化与结构的标准化，用电管理部门不用过于依赖某一家电能表的厂商，为规范电能表的开发与研究提供支持。模块化还可以通过远程或现场升级来更换故障的模块，节约维护费用。智能电表的系统化则利用了电力系统自动化
浅谈电力电子技术
浅谈电力电子技术 【摘要】电力电子技术正在不断发展，新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。 【关键词】电力电子电路；电力电子；电子元件 电力电子技术诞生近半个世纪以来，使电气工程、电子技术、自动化技术等领域发生了深刻的变化，同时也给人们的生活带来了巨大的影响。目前，电力电子技术仍以迅猛的速度发展着，新的电力电子器件层出不穷，新的技术不断涌现，其应用范围也不断扩展。不论在全世界还是在我国，电力电子慢慢的被人所熟知，下面我们就电力电子电路和其应用、结构等进行简单阐述。 1.电力电子电路 1.1 电子电路的概念 电子电路时利用电力电子器件对工业电能进行变换和控制的大功率电子电路。因为电路中无旋转元、部件，故又称静止式变流电路，以区别于传统的旋转式变流电路（由电动机和发电机组成的变流电路）。电力电子电路始见于20世纪30年代，包括由气体闸流管和汞弧整流管组成的低频变流电路和由高频电子管组成的变流电路。它们构成了第一代电力电子电路。60年代由晶闸管组成了第二代电路，泛称半导体电力电子电路（又称半导体变流电路）。80年代，由于可关断晶闸管（GTO）和双极型功率晶体管（GTR）等新型器件的实用化，又逐渐在不同领域中取代了普通晶闸管并形成第三代电路。由于它们具有控制极关断和工作频带较宽的优点，使电力电子电路具有更佳的技术和经济性能，获得了更为广泛的应用。 1.2 电力电子电路的特征 电力电子器件一般都工作在开关状态导通时（通态）阻抗很小，接近于短路，电压降接近于零，而电流由外电路决定阻断时（断态）阻抗很大，接近于断路，电流几乎为零，而管子两端电压由外电路决定电力电子器件的动态特性（也就是开关特性）和参数，也是电力电子器件特性很重要的方面，有些时候甚至上升为第一位的重要问题。作电路分析时，为简单起见往往用理想开关来代替 1.3 典型电力电子电路的系统结构 电力电子电路的系统包括以下三种： （1）电力电子器件：如功率二极管、晶闸管、功率MOSFET、IGBT、MCT
浅析智能电网的应用与发展
浅析智能电网的应用与发展 随着我国经济的发展，科学技术的进步，电力需求正在以一种快速增长的形势进行发展，以往的区域性传统能源发电已经满足不了当今社会的新需求，各地区生产力发展和资源不平衡的情况越来越突出。所以，为了进一步的应对经济发展新情况，我们必须进一步的发展智能电网。此文，将进一步的分析智能电网的概念和特征，总结和提出智能电网的应用和进一步的创新。希望能够进一步的推动我国电力发展，更好的应用智能电网，更好的为经济发展提供动力。 标签：智能电网;国民经济;电力发展 引言：随着国民经济的发展，社会对于电力的需求也越来越大，电网规模日趋扩大，结构越来越复杂。电力用户对于电力的要求也随之增高，对其稳定性和质量有了新的要求。若电网发生故障，导致非正常停电的话，将会导致极大的损失，也给用户财产安全带来不良影响。现阶段科技的发展，智能电网的发展，提高了电力系统的稳定性和优化性，此文将进一步的分析智能电网的应用和发展。 一、概念综述 在进行调查研究之前，我们要对研究主体有一个清晰的认识，了解研究主体的含义，从而更好的进行系统的分析。 （一）智能电网 目前，随着时代的发展，世界政治局势以及能源发展的变化，人们对于电网的定位进行了新的思考，对于未来电网的发展模式提出了新的积极意义的探索，从目前来看，智能电网将进一步的利用传感技术，以及信息通信、自动化、能源电力还有电网基础设备组建一种新型的现代化电网模式。然而，不同的国家以及大型企业也根据自身发展的情况和自身需求对于电网提出了不同的见解。在争议中达成了共识，也就是智能电网是一种能够最大程度实现电网优化、资源优化，实现电力自身可持续发展的一种设施，对于人类社会的发展有着重要的意义。 （二）智能电网的应用特性 1.稳定性 智能电网的电力网络体系分布比较合理，其保护措施也比较到位，电压等级能够协调发展，其具有更加完善的动态稳定性以及静态稳定性。智能电网能够在发生特殊情况下仍旧保持着供电能力，不会出现大面积的用电事故。其也能够在自然灾害下以及受到攻击情况下保持着供电工作，尽可能的保持电力信息的安全和相关人员的财产安全，维持电力的稳定性[1]。 2.兼容性
浅谈电力电子技术的发展及应用
浅谈电力电子技术的发展及应用 发表时间：2017-11-06T13:35:33.807Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：王鹏 [导读] 摘要：文章从电力电子技术的相关概念及其发展历程出发，就此项技术在交通运输、家电、电力节能等方面的具体应用展开探究。 （南瑞集团公司（国网电力科学研究院）国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市 210000） 摘要：文章从电力电子技术的相关概念及其发展历程出发，就此项技术在交通运输、家电、电力节能等方面的具体应用展开探究。 关键词：电力电子技术；发展；具体应用 1电力电子技术的相关概念 电力电子技术又称为功率电子技术，主要是对各种电子电力器件，以及与之构成的可控制、转换电能的相关装置及电路展开研究。此技术不仅是电工学在电子领域或弱电中的分支，同时也是电子学在电动领域或强电中的分支，总体来说，是结合强弱电的一门新型学科。当前，我国科技发展迅猛，电力电子技术也愈发重要，其可优化电能的使用情况，达到高效节能的目的。除此之外，通过应用电力电子技术，可有效改造相关传统产业，促进机电一体化发展，并且还能统一功率及信息化处理，在有机结合微电子技术的基础上，促进电子技术的进一步改革与发展。 2电力电子技术的发展历程 自上世纪五十年代诞生第一只晶闸管以来，电力电子技术就获得了显著发展，并在电气传动技术领域占据了重要的一席之地。以下就电力电子技术的发展历程展开探究。 2.1晶闸管整流时代 工频（也即50Hz）交流发电机为大功率工业用电的主要来源，在实际应用过程给中，以直流形式消费的电能约占20%，例如牵引（包括地铁机车、电气机车、城市无轨电车等）、直流传动（造纸及轧钢）、电解（包括化工原料及有色金属）等领域。为将工频交流电高效率地转变为直流电，就需要应用到大功率的硅整流器。在20世纪60、70年代，人们加大了大功率硅整流器的开发及应用力度，国内还曾掀起开办硅整流器厂的热潮，现阶段我国大部分的硅整流器制造厂就是于那个时代建成的，那一时期也被称为电力电子技术晶闸管时代。 2.2逆变时代 自20世纪70年代以后，自关断器件被制造出来并投入实际应用中，此时，电力电子技术便进入到逆变时代。当时，在世界范围内爆发了能源危机，而具备显著节能效果的交流电机变频调速因此获得了迅速的发展。其中，将直流电逆变为频率为0至100Hz的交流电为变频调速的关键性技术，而应用在大功率逆变中的晶闸管、门极可关断晶闸管、巨型功率晶体管等便迅速成为当时众多电力电子技术的主要组成部分。尽管当时电力电子技术已实现逆变以及整流等功能，但工作频率比较低，且只是在中低频率的范围内。 2.3现代变频器时代 自20世纪80年代以后，人们加大了大规模集成电路技术的应用力度，这为电力电子技术的发展奠定了扎实的基础。在集成电路技术中，高压大电流以及精细加工两种技术得到了有机结合。其中，传统采用低频技术处理问题为主的电力电子学，以及集大电流、高压、高频于一身的，以功率IGBT与MOSFET为代表的功率半导体复合器件，均朝着以高频处理问题为主的现代电力电子学方向进行转变。此种现象显示，当时已进入到了电力电子的现代变频器时代。在此时期，集成电路技术被大规模应用在各种新型的器件中，并不断朝着模块化及复合化的方向发展，不但有效缩小了电力电子器件的体积，使其结构更加紧凑，而且还能将不同器件的优点进行综合。总体而言，随着这些新型器件的飞速发展，交流电机变频调速的频率更高，性能也更加可靠、完善，这为电力电子技术的高频发展，以及用电设备的小型轻量化、节材节能高效化、机电一体化提供了非常重要的基础支持。 3电力电子技术的具体应用 3.1在交通运输中的具体应用 随着时代的进步与发展，电力电子技术在众多领域得到了非常广泛的应用，例如在电气化铁道交通中，电气机车中的交流机车便应用到了变频装置，而直流机车则应用到了整流装置。同时，在磁悬浮列车中的牵引电机传动以及各种辅助电源等方面，也应用到了电子电力技术，可以说，磁悬浮列车的顺利运行离不开电力电子技术的支持。除此之外，在电动汽车的电机方面，为了发挥出控制驱动的作用，同样需要对电子装置展开合理应用。而在飞机、船舶等交通运输工具方面，其对电源的应用也存在着不小的差异，因此，科学应用电力电子技术就具有关键性的作用。 3.2在家电中的具体应用 在人们日常生活中的各种家电方面，电力电子技术也得到了较为广泛的应用，给人们的生活带来了极大的便利。例如，生活中常见的洗衣机，通过应用电力电子技术，便可有效替代手工劳动，人们只需在洗衣机中放入脏衣服，再按下按钮，便可借助电力电子技术的相关功能完成洗衣服的整个过程。其次，厨房中常见的洗碗机，其应用电力电子技术的原理与洗衣机的应用原理大致相同；而空调器通过应用电力电子技术，可起到显著的节能效果，经大量实践研究证明，其节约的电能约占30%及以上；在工作效率方面，电频荧光灯要明显高于平常使用的普通白炽灯。 3.3在发电环节中的具体应用 经分析得知，我国经济快速发展离不开能源的支持，在经济建设不断深入的大背景下，消耗了大量的能源，特别是电能。现阶段，经济发展的一项关键条件便是有机结合电力与工业，正是由于电能具有利用率高、稳定性高等显著优势，因而其消耗量呈现出不断增加的趋势。分析我国工业发展的整体情况可知，当前的工业用电还存在一系列不了合理的情况，导致电力能源的严重浪费。随着可持续发展理念的提出与实行，人们对节约电能也愈发重视。而通过应用电力电子技术，便可有效节约原材料，优化各种电力设备的性能，最终充分降低电能的消耗程度。 3.4在电力节能中的具体应用 近些年来，我国不断加大对水力发电、风力发电等新能源的开发及利用力度，其中涉及到发电机电流频率的转换。具体来说，水头的流量及压力对水力发电的功率起到了决定性的作用，而这会影响到机组最佳转速的变化。此时，为实现有效功率的最大化，就需要对转子励磁电流频率进行调整，从而实现机组的变速运行。此外，在大型发电机中，也应用到了晶闸管整流自并励的方式来实现相对静止励磁的
我国智能电网的发展背景及方向
我国智能电网的发展背景及方向 文章首先分析了我国对智能电网越来越重视的原因，分析了智能电网未来的发展方向，将继续为加强环境效益、建设坚强电网、提升用户体验而不断发展，最后总结了在巨大的社会效益和经济效益推动下必将引发智能电网的热潮。 标签：智能电网；发展背景；发展方向；发展热潮 引言 智能电网（Smart Grid）具有可靠、优质、高效、兼容、互动等特点，是现代电网的发展方向。在我国，国家电网公司是智能电网的主要倡导者和承建单位，给智能电网的定义是：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术构建的以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。可见我国致力于建设的智能电网是首先考虑电力控制智能化，供送电的可靠性。 1 智能电网在我国的发展背景 智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点，其先进性和优势较传统电网非常明显。不过智能电网在我国发展还是比一些欧洲发达国家落后很多，发展空间极大。近年来我国对智能电网的建设越来越重视，归其原因有以下几点： 1.1 我国能源资源分布不均 我国各种能源资源在地域分布上都具有不同程度的不平衡性。各地区呈现明显的差异，我国东部沿海地区经济发达，科学技术先进，但能源相对短，严重制约着经济的发展；中西部地区则恰好相反，能源储量丰富，但经济、科技、教育等都比较落后。由于上述情况制约着能源短缺省市的进一步发展，能源富庶省市能源利用率不高等问题。由于资源的不均衡性，实施“西电东送”和“南北互供”的战略是必然选择。建立智能电网可以有效地利用电力优化调度，改善由于能源分布不均导致的部分地区电力紧张短缺的情况。 1.2 负荷快速增长 电力需求一般通过“负荷”这一指标来反映，负荷是指在电力系统中，所有的用电设备耗用的总功率。现在我国工业发展步伐加快，电力负荷增长迅猛，电网供电压力增大，出现电力波动、电压骤降、电力短缺等问题的可能性增大，然而越来越多的企业或居民对于电能供应的可靠性提出了越来越高的要求。由于电网的发展速度跟不上负荷的增长速度，导致导致负荷高峰期间出现拉、限电的现象，制约了经济发展的速度，引起电力用户的不满情绪。智能电网可以将全国电力组网，实时监控发电量供电量的需求变化，优化电力调度，尽可能实现无间断供电。
物联网在智能电网的应用
浅谈物联网与智能电网 林培焕04114053 建设智能电网离不开物联网应用：物联网技术将进一步助力智能电网的实现，如设备状态的预测和调控，资产全寿命周期管理的辅助决策，电网与用户间的智能互动等。 物联网是指“物物相连的互联网”，通过传感器、射频识别、全球定位系统等技术，采集任何被测物的声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种信息，并通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的广泛连接，实现被测物的智能化感知、识别、交互和管理。物联网可应用于军事、智能交通、智能电网、数字家庭、食品安全、旅游服务、城市公共管理、现代物流、生产制造、医疗健康等多个领域。 智能电网与物联网作为具有重要战略意义的高新技术和新兴产业，已引起世界各国的高度重视，我国政府不仅将物联网、智能电网上升为国家战略，并在产业政策、重大科技项目支持、示范工程建设等方面进行了全面部署。应用物联网技术，智能电网将会形成一个以电网为依托，覆盖城乡各用户及用电设备的庞大的物联网络，成为“感知中国”的最重要基础设施之一。智能电网与物联网的相互渗透、深度融合和广泛应用，将能有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源，进一步实现节能减排，提升电网信息化、自动化、互动化水平，提高电网运行能力和服务质量。智能电网和物联网的发展，不仅能促进电力工业的结构转型和产业升级，更能够创造一大批原创的具有国际领先水平的科研成果，打造千亿元的产业规模。 一、物联网的基本架构 融合智能电网应用的物联网主要分为感知层、网络层和应用层。 感知层包括感知控制子层和通信延伸子层。感知控制子层是对物理世界感知、识别、信息采集的各类传感器。通信延伸子层是将物理实体联接到网络层和应用层的通信终端模
浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与发展趋势
浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与发展趋势 李洪新 胜利油田滨南采油厂山东省滨州市２５６６０６ 摘要，概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用，重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用．以及电力电子技术的发展趋势。 关键词ｓ直流输电；电力电子；微电子；发电机；换流技术 前言 电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。电力电子技术广泛应用于国民经济、人民生活和现代化军事装备等众多领域，是传统产业改造，高新技术发展和国防工业进步的重要支柱。据估算，现代化国家所用电能的９０％以上都将利用电力电子技术进行各种处理，可大量节约电能和提高用电设备的性能。发电和远距离输电的现代化技术更大量需要电力电子技术。 经过５０年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电（ＨＶＤＣ）。自２０世纪８０年代，柔性交流输电（ＦＡＣＴＳ）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用，以及电力电子技术的发展趋势。 ｌ电力电子技术和微电子技术 １９４７年晶体管发明之后，到５０年代末开始向两个方向发展。一个是以１９５８年集成电路的诞生为标志的微电子技术，它面向处理，其特点是加工线条越来越细，集成度越来越高，功能越来越全。目前生产水平典型线宽为０．５－０．６微米，典型产品为１６Ｍｂ的动态随机存储器（ＤＲＡＭ）和ＰｏｗｅｒＰＣ及Ｐｅｎｔｉｕｍ（奔腾）微处理器。研制水平还远高于此。微电子技术的发展带动了一系列高新技术的兴起，标志着第一次电子技术革命的开始，其应用几乎遍及所有领域。 １９５７年晶闸管的问世标志着电力电子技术的开端，它面向电力处理，其特点是功率越来越大，性能越来越高，派生器件越来越多。到７０年代末期８０年代初为传统电力电子技术已经衍生出快速晶闸管、逆导晶闸管、不对称晶闸管、光控晶闸管等整个家族。 ８０年代以来，微电子技术和电力电子技术在各自发展的基础上，又逐渐走向结合。电力电子器件在工艺和结构上，大量采用微电子微细加工技术的工艺方法和加工设备，使传统电力电子器件的高电压、大电流、深注入技术与微细加工技术有机结合，统一在一块芯片上。目前，典型电力电子器件的最细线条可达２－３微米。从此产生现代电力电子技术，开始了第二次电子技术革命。 电力电子技术与微电子技术结合，首先出现了多种全控型器件。它们的功能特点是实现了自关断，从而避免了传统电力电子器件关断时所需的强迫换流电路。其结构特点是，一个器件由多个元胞并联，大面积集成。例如，１０００Ａ的门极关断晶闸管（ＧＴＯ）含有近千个单元（ＧＴＯ）。一个４０Ａ／ＩＯＯＶ的电力ＭＯＳ场效应管（ＶＤＭＯＳ），有３．５万个元胞并联，最小间距３微米，整个制造过程共ｉ００多道工序，全部利用微电子ＭＯＳ集成电路制造技术。其中关键工艺为离子注入、细线光刻、外延、自对准双扩散、薄栅氧化、表面钝化及背面金属化等。一个３００Ａ的静电感应晶闸管（ＳＩＴＨ）含有５万个元胞，而一个５０Ａ／５００Ｖ的ＭＯＳ控制晶闸管（ＭｃＴ）则含有１０万个元胞并联。
我国智能电网发展现状
我国智能电网发展现状 我国智能电网发展现状 当前，资源环境问题已经成为世界各国共同关注的焦点，人类社会对环境保护、节能减排和可持续发展的呼声越来越高。近年来，欧美国家率先提出了”智能电网”并进行了相关研究，引起了世界各国电力工业界的广泛关注，智能电网也逐渐成为现代电网发展的新趋势和新潮流。根据我国宏观政策和用户对电能质量的实际需要，未来的电网必须能够提供更加安全、可靠、清洁、优质的电力供应。发展智能电网，有助于提高能源利用效率，减小环境污染，促进节能减排，实现可持续发展；同时能够保证供电的安全性与可靠性，降低输电网的电能损耗，减少用户的电费支出。可见，智能电网是我国国民经济和电力工业技术发展的必然结果。目前，虽然智能电网的建设尚处于初期研究和规划试点阶段，但其在未来必将给电力工业的变革带来巨大影响，因此对智能电网进行相关探讨尤为必要。本文将从智能电网的定义与特点、国内研究现状及发展前景等方面进行分析，为建设国际领先、中国特色的智能电网提出积极的建议。一、智能电网的定义与特点由于智能电网的研究利丌发尚处于起步阶段，各国国情及资源分布不同，发展的方向和侧重点也不尽相同，此尉际上对其还没有达成统一而明确的定义。根据门前的研究情况，智能电网就是为电网注入新技术，包括先进的通信技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术和电力工程技术等，从而赋予电网某种人工智能，使其具有较强的应变能力，成为一个完全自动化的供电网络。智能电网有以下特点：(一)自愈。能够自动检测、分析故障，实现故障隔离和系统自我恢复。 (二)坚强。能够有效抵御自然灾害或人为的外力破坏，保证电网安全可靠运行。 (三)互动。用户将和电网进行自适应交互，成为电力系统的完整组成部分之一。 (四)优质。提供2l世纪所需要的优质电能，用户的电能质量将得到有效保证。(五)经济。实现资源合理配置，提高能源利用效率，减少电能损耗，降低投资成本和运行维护成本(六)兼容。可以容纳集中式发电、分布式发电等多种不同类型的电源，满足用户多样化的电力需求(七)协调。实现电力系统标准化、规范化、精细化管理，进一步促进电力市场化。二、国内智能电网的发展现状近年来．我国经济发展迅速，电力需求同益增强，在电网建设与改造上投入了大量资金，电网的
智能电网的发展现状以及相关控制技术的应用
智能电网的发展现状以及相关控制技术的应用 发表时间：2019-12-23T13:27:11.317Z 来源：《电力设备》2019年第18期作者：王岳珩韩超 [导读] 摘要：21世纪，智能电网已成为全球电力工业发展领域的核心内容，引领电网发展方向。 (国网延边供电公司吉林延边 133000) 摘要：21世纪，智能电网已成为全球电力工业发展领域的核心内容，引领电网发展方向。它促进可再生能源发展、实现节能减排，属于新型电力技术，具有经济性、可靠性等特点，被广泛应用到全球先进国家电网建设中。随着电力电子、计算机、电子通信等技术不断发展，智能电网将成为电力工业重要发展方向。文章主要阐述智能电网的概念，介绍智能电网所包含的组成机构，分析智能电网关键技术，勾勒未来智能电网的技术框架。 关键词：智能电网；组成结构；技术；现状；发展 0 引言 智能电网是以物理电网为基础(我国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，将传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与电网高度集成而形成的新型电网,开启电网行业发展的新时代[1]。它具有安全可靠，经济稳定的特性，同时减少对环境的污染，提升供电安全与可靠性，减少电能损耗等。为此，需要全面而客观地分析我国智能电网技术现状，采取可行的措施加以优化完善，促使智能电网不断向前发展，成为世界电网发展的新趋势。 1 智能电网的含义 智能电网是一个全新的、智能的电力生产传输管理系统。智能电网可以在最短的时间内监控和协调电力的工作，通过数据的实时上传了解和计算电力的供给，优化电力负荷的分配，使各个方面的电力设备高效协同运行。 2 智能电网的组成结构 智能电网主要由4部分组成:1)高级测控体系;2)高级配电运行(Advanced Distribution Operation，ADO);3)高级输电运行(Advanced Transmission Operation，ATO);4)高级资产管理(Advanced Asset Manage-ment，AAM)[2]。 高级测控体系(AMI)主要功能是授权给用户，使系统同负荷建立起联系，使用户能够支持电网的运行。AMI是许多技术和应用集成的解决方案，主要包括:智能电表、通信网络、计量数据管理系统(MDMS)、用户室内网(HAN)。 高级配电运行(ADO)的技术组成和主要功能有:1)高级配电自动化;2)高级保护与控制;3)配电网快速仿真与模拟;4)新型电力电子装置;5)DER运行;6)AC/DC微网运行;7)带有高级传感器的运行管理系统。 高级输电运行(ATO)强调阻塞管理和降低大规模停运的风险，其技术组成和功能如下:1)变电站自动化;2)输电的地理信息系统;3)广域测控系统;4)高速信息处理;5)高级保护与控制;6)模拟、仿真和可视化工具;7)高级的输电网络元件;8)先进的区域电网运行。 高级资产管理(AAM)需要在系统中装设大量可以提供系统参数和设备(即资产)运行状况的高级传感器，通过优化资产使用的运行、规划输配电网、基于条件的维修、工程设计与建造、顾客服务、工作与资源管理、模拟与仿真等七个流程实现。 3 智能电网关键技术的应用现状 3.1 测控 测控设备和通信设备相辅相成，前者侧重于实时、准确地测量和就地处理各种电气量和非电气量，后者侧重于实现高速、大容量的实时动态信息交互[3]。 3.2 通讯系统 智能电网系统必须要实时监测分析当前系统状态，识别故障早期征兆并做出准确的预测，及时作出相应处置，整合集成资产管理以及电网生产运行平台，为电网的建设、运维、规划提供信息服务。 3.3 智能调度及防护系统 在智能电网必须以调度技术为核心，提升中心控制系统对全部电网的有效控制能力，整合、分配电网资源，为实现高效、规范的管理、调度电网系统奠定了坚实的基础。实现调度智能化要对新能源、分布式能源、微网、储能等并网运行控制技术和需求侧响应模型深入研究，建立起先进、安全、可靠的智能调度体系，协同电力系统保护和控制、紧急控制系统、解列控制系统、区域稳定控制系统、恢复控制系统等的综合防御体系，实现预防大面积连锁性的故障。 3.4 特高压输电与智能线路 1000千伏及以上交流或±800千伏直流输电称为特高压输电，我国目前已建成“三横三纵”特高压骨干网架和13回长距离支流输电工程，初步建成世界一流的坚强电网。到2020年，国家电网将完成“五纵五横一环网”特高压交流，以及27回特高压直流的建设。在智能线路的基础设施方面，HVDC、特高压、高温超导以及FACTS等技术将会投入使用，从而能让电路获取较高的输电电容，提升电能质量。 3.5 电能储存 电能的生产离不开各种能源的开采和生产，在能源转换的过程中具备广泛的节能空间，这也是智能电网在电力行业应用的重要原因。在电力的分布中包含发电和能量储存两大内容，目前应用最为广泛的就是分布型电源，有效的利用能源来保障供电的安全性，在某种程度上更有利于大气环境的保护。智能电网的建设也面临着恶劣的地质环境和长距离的制约，这也是目前智能电网普及工作中的难点。 3.6 智能电网需求侧管理 需求侧管理是指通过采取有效措施,引导电力用户优化用电方式,提高终端用电效率,优化资源配置,改善和保护环境,实现最小成本电力服务所进行的用电管理活动的总称。需求侧管理的2个基本目标是:①通过推行高效设备改造或节能建筑减少总能源的使用;②通过改变用电方式进行负荷整型,移峰填谷。 3.6.1 能效项目 能效项目是指电力公司采取经济、政策手段,鼓励用户采用先进技术、先进工艺、先进设备提高用电效率,减少电力电量消耗而进行的活动。中国目前各地区开展的能效电厂项目就是典型的能效项目。 3.6.2 节省能源 节省能源是指通过行政措施或媒体宣传,使用户改变传统的工作、生活习惯模式,以达到降低能耗的目的。相比较于能效项目,它的典型
物联网在智能电网领域的应用
物联网在智能电网领域的应用 引言 近年来，随着坚强智能电网概念的提出，许多与智能电网相融合的新技术也不断被提出，其中一个很典型的例子,就是面向智能电网（SmartGrid）的物联网（InternetofThings）技术的问世。智能电网与物联网的融合作为一种具有极高战略意义的新型产业技术，被世界各国高度重视，我国也对其极其重视，将物联网、智能电网列为国家战略，并全面部署了众多重
大科技项目、示范工程的建设。 一、物联网与智能电网 1.1.1物联网的概念与特征 根据欧盟第7框架下RFID和物联网研究项目组在2009年9月15日发布的研究报告定义：物联网是未来互联网的一个组成部分，可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议。且具有自配置能力的、动态的全球网络基础架构。物联网中的"物"都有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口实现与信息网络的无缝整合。 该组织的主要研究目的是便于欧洲内部不同RFID和物联网项目之间的组网；协调包括RFID的物联网研究活动；对专业技术平衡，以使得研究效果最大化；在项目之间简历协同机制。 物联网的核心是物与物以及人与物之间的信息通信。故而物联网的基本特征可概括以下三点： （1）可感知。通过射频识别（RFID）、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术对物体进行实时信息收集和获取。 （2）可互联。先将物体接入信息网络，再借助各种通信网络（如因特网等），可靠地进行信息实时通信和共享。 （3）智能化。通过各种智能计算技术，对获取的海量数据信息进行分析和处理，从而实现智能化决策和控制。 1.1.2物联网在中国的发展 目前，我国已成为世界制造业中心，信息技术发展迅速，物联网技术研究已迫在眉睫．物联网可划分为一个由感知层、网络层和应用层组成的3层体系。全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的核心能力。全面感知是指利用RFID、二维码、GPS、摄像头、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量的技术手段随时随地对物体进行信息采集和获取。可靠传送是指通过各种通信网络与互联网的融合，将物体接入信息网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享。智能处理是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的跨地域、跨行业、跨部门的数据和信息进行分析处理，提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力，实现智能化的决策和控制。 1.1.3物联网未来的发展趋势 物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”，是继通信网之后的另一个万亿级市场。 业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开
电力电子技术在电力系统中的应用及发展
电力电子技术在电力系统中的应用及发展 摘要:随着计算机应用技术在电力系统中的不断发展和普及化,对于电力电子技术的重视程度也越发增加。面对我国电力系统的不断建设和庞大的用电量，电力电子技术为我国当代电力生产供应系统提供了良好的技术平台,为电力系统的发电、配电、输电功能给予了支持. 关键词:电力电子技术;电力系统;应用及发展 Aｐplicatｉon aｎｄDeveｌoｐment of PowerＥｌeｃtｒoｎiｃTechnｏlogy iｎＰｏwｅr Sｙsｔem Aｂｓtraｃt：With tｈe contｉnｕｏｕｓdｅvｅlopｍent and ｐｏpularｉｚatｉoｎｏｆcomｐuterａpplication teｃｈnology iｎpowｅr syｓtｅｍ,thｅimｐｏｒtanｃe oｆｐoｗer ｅleｃtroniｃs teｃhnologｙｉs increasｉnｇ．In tｈe fａce of ｔhe ｃont ｉnuｏｕs construｃtiｏn of Chｉna'ｓpoｗer sysｔemａnｄｈuge poweｒcoｎｓumption，pｏweｒelectronic teｃhｎolｏgy ｆoｒChiｎa＇s conteｍporaｒy power productiｏn and sｕpply systeｍprｏvｉｄeｓa gｏod teｃhnolｏｇy plａｔform ｆｏｒpower system poweｒgeneratioｎ，dｉｓtribution，tｒansmiｓsｉon functionｔｏsuppｏrｔ。 Ｋey wｏｒds:poｗeｒelectronics technoｌogy；powｅr sｙｓtｅm；aｐplicatioｎand ｄevelopｍｅｎt ０前言 电力电子技术是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科[ １］ .作为一门学科, 其发展始于 1956 年贝尔实验室发明晶闸管，其后经历了上世纪六七十年代的整流器时代（工频), 七八十年代的以0 ～100 Ｈz 的 G TR 、G T Ｏ为主角的变频调速、高压直流输出、静止或无功补偿等中低频范围应用的逆变器、变频器时代, 至八九十年代以功率 M OSFET 和IGBT 为代表，集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件的出现，表明以低频技术处理问题为主的传统电力电子技术已进入以高频技术处理问题为主的现代电力电子时代.电力电子技术是电工技术中的新技术，是电力与电子技术（强电和弱电技术)的融合, 已在国民经济中发挥着巨大作用，对未来输电系统性能将产生巨大影响。目前电力电子技术的应用已涉及电力系统的各个方面，包括发电环节、输配电系统、储能系统等等［2］。
智能电网的发展趋势
智能电网的发展趋势 摘要：随着电力系统运行环境的日趋复杂与电力体制改革的不断前进,传统电力网络亟待进一步提升,实现向智能电网的转变。智能电网为 电网的发展方向,它的内涵是由绩效目标、性能特征、关键技术与功 能实现等4个方面及其之间的关系综合体现的,它们分别规定了智能 电网的未来期望收益、应具备的特征性能力、为实现此能力而应当采用的关键性技术以及技术与具体业务需求的结合方式。通过对上述内容的详细阐述,描绘出未来智能电网的框架。 关键词：智能电网；自愈；分布式能源；电力市场 0引言 随着市场化改革的推进、数字经济的发展、气候变化的加剧、环境监管要求日趋严格与国家能源政策的最新调整,电力网络跟电力市场、用户之间的协调和交换越来越紧密、电能质量水平要求逐步提高、可再生能源等分布式发电资源数量不断增加,气候变化初露端倪,传统 网络已经难以支撑如此多的发展要求。为此人们提出了发展智能电网(SmartGrid)的设想,实现对传统电网基础上的升级换代。国外许多研究机构和企业正在积极推动智能电建设。例如知识电(IntelliGrid)、现代电网(ModernGrid)、网络智能(GridWise)与智能电网等,可是本 质内容基本相似。为了在智能电网领域寻求突破、加强联系与合作, 已形成了一个全球性联盟组织。 1智能电网概念 智能电网并非是一堆先进技术的展示,也不是一种着眼于局部的解 决方案。智能电网是以先进的计算机、电子设备和高级元器件等为基础,通过引入通信、自动控制和其他信息技术,从实现对电力网络的改造,达到电力网络更加经济、可靠、安全、环保这一根本目标。为了 理解智能电网,需要站在全局性的角度观察问题,综合考虑智能电网 的4个维度,即绩效目标、性能特征、技术支撑和功能实现。 2智能电网的绩效目标与性能特征