自愈电力电子设备论文

摘要：作为电网的神经末梢，配电网连接到主电网和数千个家庭。它是保护和改善民生的重要基础设施。长期以来，在线监控，故障报警，主动维修和线损管理一直是研发和电网建设的重中之重。在现有设备的基础上，更好地提高配电网络的自动化水平并建立高度可靠的城市配电网络变得越来越重要。以下是小编精心整理的《自愈电力电子设备论文 (精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

自愈电力电子设备论文 篇1：

我国智能电网的发展及其关键技术浅析

【摘要】文章结合笔者多年实际工程经验，阐述了我国智能电网的发展和特点，指出了建设智能电网在网络拓扑、通信系统、计量体系、需求侧管理、智能调度、电力电子设备、分布式电源接入等领域需要解决的关键技术问题。

【关键词】智能电网;需求侧管理;智能调度

智能电网就是电网的智能化，是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备、先进的控制方法以及先进的决策支持系统的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效和环境友好的目标。

本文通过介绍智能电网的发展、特点和意义，详细讨论了智能电网的关键技术，希望可以增进更多的人对智能电网的了解。

1.智能电网的发展

根据国家电网2009年6月公布的智能电网发展计划，2009年至2010年为规划试点阶段，自2011年开始至2015年为全面建设阶段，2020年时基本建成以信息化、自动化、互动化为特征的“坚强智能电网”。

今年国家电网公司将建设坚强智能电网的投资将超过3000亿元，国家电力市场交易电量超过4100亿千瓦时，用于研发核心技术和关键设备的经费达80亿元，并规划“十二五”期间实施新的无电地区通电工程，预计在2012年为9.6万户超过40万无电人口解决用电问题。将推广建设11类智能电网试点工程。建成智能变电站67座;在19个城市核心区建成配电自动化系统;推广应用5000万具智能电表;新建173座电动汽车充换电站和9211个充电桩;完成25个智能小区/楼宇建设;推广建设6.2万户电力光纤到户;完成中新天津生态城智能电网综合示范工程建设;接纳风电容量2000万千瓦;制定智能电网标准88项。国家电网将在2015年基本建成坚强智能电网，实现接入风电1亿千瓦和光伏发电500万千瓦的目标。

2.智能电网的特点

根据相关文献，智能电网的特点如下：

1)自愈和自适应。实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患;在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。

2)安全可靠。更好地對人为或自然发生的扰动做出辨识与反应。

3)经济高效。优化资源配置，提高设备传输容量和利用率，实现整个电力系统优化运行。

4)兼容。既能适应大电源的集中接入，也支持分布式发电方式友好接入以及可再生能源的大规模应用，满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。

5)与用户友好互动。实现与客户的智能互动，以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求。

3.建设智能电网的意义

智能电网为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。通过对电力生产、输送、零售各个环节的优化管理，可以节省电费、实现智能管理、具有更强的可靠性和使用效率、增加可再生能源的使用、支持混合动力车的接入，以及使家电设备智能化。国家对能源、电网的期望是节能减排，提高能源利用效率。电网公司主要关注电网运营的安全性、可靠性和经济性。用户关注电费支出和用电可靠性。因此，提高电网运营的安全性、可靠性和经济性，降低用户电费支出，提高能源利用效率，实现节能减排、低碳环保，是智能电网建设发展的根本目标。

4.建设智能电网涉及的关键技术

4.1坚强而灵活的网络拓扑

坚强、灵活的电网结构是未来智能电网的基础。我国能源分布与生产力布局很不平衡，无论从当前还是从长远看，要满足经济社会发展对电力的需求，必须走远距离、大规模输电和大范围资源优化配置的道路。如何进一步优化特高压和各级电网规划，做好特高压交流系统与直流系统的衔接、特高压电网与各级电网的衔接，促进各电压等级电网协调发展、送端电网和受端电网协调发展、城市电网与农村电网协调发展、一次系统和二次系统协调发展，成为需要解决的关键问题。

4.2开放、标准、集成的通信系统

智能电网的发展对网络安全提出了更高的要求，智能电网需要具有实时监视和分析系统目前状态的能力：既包括识别故障早期征兆的预测能力，也包括对已经发生的扰动做出响应的能力，其监测范围将大范围扩展、全方位覆盖，为电网运行、综合管理等提供外延的应用支撑，而不仅局限于对电网装备的监测。

4.3高级计量体系和需求侧管理

智能电网的核心在于构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一。人网和分布式管理的智能化网络系统，可对电网与用户用电信息进行实时监控和采集，并且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户，实现对电能的最优配置与利用，提高电网运营的可靠性和能源利用效率。所以电网的智能化首先需要电力供应机构精确得知用户的用电规律，从而对需求和供应有一个更好的平衡。

因此目前国外推动智能电网建设，一般以构建高级量测体系为切入点。同时，高级读表体系为电力系统提供了系统范围的可观性。不但可以使用户参与实时电力市场，而且能够实现对诸如远程监测、分时电价和用户侧管理等的更快和准确的系统响应，构建智能化的用户管理与服务体系，实现电力企业与用户之间基本的双向互动管理与服务功能以及营销管理的现代化运行。

4.4智能调度技术和广域防护系统

智能调度是未来电网发展的必然趋势，调度的智能化是对现有调度控制中心功能的重大扩展。调度智能化的最终目标是建立一个基于广域同步信息的网络保护和紧急控制一体化的新理论与新技术，协调电力系统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、解列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合防御体系。智能化调度的核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防。

4.5高级电力电子设备

电力电子技术在发电、输电、配电和用电的全过程均发挥着重要作用。现代电力系统应用的电力电子装置几乎全部使用了全控型大功率电力电子器件、各种新型的高性能多电平大功率变流器拓扑和DSP 全数字控制技术。目前我国在电力电子技术领域与国外的主要差距是：国内不能制造全控电力电子器件;大功率变流器制造技术水平较低，装置可靠性差;电力电子全数字控制技术水平还处于初级阶段;应用系统控制技术和系统控制软件水平较低;缺乏重大工程经验积累等。

4.6可再生能源和分布式能源接入

在发展智能电网时，如何安全、可靠地接入各种可再生能源电源和分布式能源电源也是面临的一大挑战。分布式能源包括分布式发电和分布式储能，在许多国家都得到了迅速发展。分布式发电技术包括：微型燃气轮机技术、燃料电池技术、太阳能光伏发电技术、风力发电技术、生物质能发电技术、海洋能发电技术、地热发电技术等。分布式储能装置包括蓄电池储能、超导储能和飞轮储能等。风能、太阳能等可再生能源在地理位置上分布不均匀，并且易受天气影响，发电机的可调节能力比较弱，需要有一个网架坚强、备用充足的电网支撑其稳定运行。随着电网接入风电量的增加，风电厂规划与运行研究对风电场动态模型的精度和计算速度提出了更高的要求。

5.结语

智能电网作为电网发展一项革命性的新技术应用运动，世界各国都在投入人力物力逐步推进。而我国也在积极建设中国特色的智能电网，这是一项高度复杂的系统工程，也是我国电网发展的目标。相信在广大电力科技工作者的不懈努力下，一定会建成坚强、稳定、科学、高效的智能电网。

作者：许蓉　杨德忠

自愈电力电子设备论文 篇2：

智能配电网自愈系统的自动化控制技术

摘要：作为电网的神经末梢，配电网连接到主电网和数千个家庭。它是保护和改善民生的重要基础设施。长期以来，在线监控，故障报警，主动维修和线损管理一直是研发和电网建设的重中之重。在现有设备的基础上，更好地提高配电网络的自动化水平并建立高度可靠的城市配电网络变得越来越重要。

关键词：智能配电网;自愈控制技术

引言

从我国电力事业的发展现状来看，智能配电网自愈控制技术在我国的应用前景广阔，在信息技术日益革新的今天，越来越多的技术人员意识到了电网建设智能化的重要性及必然性，很多新型的电力智能设备得到了研发及生产，这种发展现状也为智能配电网自愈控制技术的大范围推广及应用奠定了较好的基础。在传统的电力故障排除中，停电现象较为常见，但是借助智能配电网自愈控制技术的支持，电网故障检修的可行性、效率、质量、不良影响将得到有效控制，检修中的停电几率大大降低，可以为用户营造良好的用电环境，自愈效果显著。

1智能配电网自愈控制技术

配电、输送电力是电力系统运行的重要环节，这也是电力公司提升服务水平的重要阶段，在电力市场需求持续加大的这一发展契机下，越来越多的电力企业开始加大电网建设的智能化转变，旨在一次来优化自身的综合实力。智能配电网自愈控制技术是在传统电力技术的基础上衍生出来的，它可以实现电力资源的合理分配及利用，具有较强的自我保护、恢复功能，无需人为操控即可实现运行故障的处理及自我保护，这对于我国电力事业的发展极为有利。智能配电网自愈控制技术可以提高配电网运行的智能化，将配电网运行中可能存在的故障进行有效处理，且保障故障发生时电力系统保持运行状态，且不会对现行的电力设备造成过大的影响，实现不间断的电力供应及自我修复。

2自愈控制的功能定位和技术需求

2.1功能定位

配电网自我修复控制的工作原理是使配电网具有连续的电源。配电网络的自愈控制为了防止供电系统出现故障，必须从两个角度来看配电网的效率：一方面应优化配电网，另一方面应对配电网进行预防性纠正。如果电网出现故障，则必须使用自愈控制技术对电网进行紧急修复和控制，并实时修复和监控电网，以确保最大程度地降低用户的利益。如果整个电源系统发生故障，导致严重断电，则表明配电网络的自愈控制已完全用尽。

智能配电网的自愈控制技术共有3种功能。详情如下。

1)当电力系统正常工作时，自愈控制技术可以通过两种方式优化智能配电网：第一种是选择性，第二种是目的。为了完善智能配电网，必须改善电网的两个方面：第一方面是配电网的稳定范围，第二方面是配电网的抗扰性。

2)预防和防止配电网故障时，应坚持及早发现和维修的原则。

3)电网故障后，有必要在自愈控制技术中使用自修复功能修复故障，以免造成不必要的电网损失，并在一定程度上不影响居民。

2.2技术要求

1)电网在线监控技术

在线网络监控技术包括两种监控技术，第一种是电气监控技术，第二种是非电气监控技术。电量监控技术主要用于监控电网中的各种参数，例如。其电流大小，电压强度和功率水平。如果电源出现故障，则大多数这些错误因素是由电源问题引起的。如果电源出现故障并且无法及时修复，这将在很长一段时间内对电网产生一定的影响，从而导致故障扩大。

2)先进的设备技术

先进的设备技术主要包括三项先进技术，第一项是电力电子技术，第二项是超导技术，第三项是新储能技术。这些先进技术的发展可以为智能销售网络的自我修复控制系统带来新的控制措施。电力电子技术主要涉及将新的电力电子设备应用于配电系统以及随后对电网的实时监控和保护，从而提高电网的安全性能。超导技术主要涉及有效的配电网，通过提供服务，可以有效减少电能消耗，改善电磁污染，保证电网的正常运行。新能源存储技术主要涉及对可再生能源发电系统中各种问题的有效处理，即新能源存储，该技术具有良好的应用前景。

3基于配电自动化主站的集中控制方式

3.1基于配电自动化主站的集中控制方式

集中控制模式分为自动模式和半自动模式两种。当发生馈线错误时，主站自动计算并自动执行远程控制以实现错误处理的方法称为全自动方法。如果发生馈线错误，则主站自动计算遥控器并手动实施以实现错误处理的方法称为半自动方法。则可以根据实际的开发需求扩展应用功能，例如潮流计算，状态估计和控制回路。

3.2基于配电自动化主站的集中控制的基本特点

1)每秒自愈系统

停电维护的通知越来越少。自动化系统可在几秒钟内实现错误的自我修复。停电已从以前的2一3个小时减少到几分钟甚至几秒钟。停电对客户的影响最小。配电网用作区域电网。上一个和下一个之间的重要联系，以及城市和农村发展必不可少的基础设施，为一流的城市开辟了新的智能模式。

自修复是智能配电网络的重要功能，与常规的电力网络不同。智能电网的自我修复能力是提高电源可靠性的"武器"。如果电网发生故障，配电自动化主站将迅速使用收集到的信息来定位故障区域，自动隔离故障区域，并将非故障区域中的客户尽快转移到其他线路以恢复供电。

2)确保电源的可靠性

为了实现智能配电网的自我修复控制，仅靠能源技术是无法完成的。有必要研究和使用各种技术手段来支持自愈控制技术并形成强大的智能系统框架。

4自愈控制工程示范

由研究网络实施的国家高科技研究和开发计划已创建了一个示范项目，其中包括各种分布式电力和能量存储系统，并整合了示范培训，技术验证和自愈控制技术的现场测试。该示范项目将使用基于分布式智能终端和主站协调的综合控制方法。一个自我修复控制系统将示范区域内配电网络用户的平均停机时间从8.76小时减少到5.2分钟。园区分布电源的可靠性指标不低于99.999%，达到国际先进水平。演示项目完成后，将识别故障分支的直接位置和故障位置。定位时间可以减少到1分钟，平均停机时间可以减少到原来的一半。配电网络可以闭环运行，故障可以在故障发生后现场进行。当然，无缺陷区域不会断电，并且电源故障区域会减少到原来的1/3。错误发生后的网络重建可以在1到2秒内完成。

5总结

能量分配网络的自愈控制技术具有许多优点。通过使用自愈控制技术，可以显着提高电网运行中的智能水平。在紧急情况下，系统会自发地进行保护和维修，以减少断电。副作用和发生的可能性，为技术人员的检修及抢修预留充足的时间。除此之外，在电网的日常运行中，電网自愈控制技术也可以进行多元化的选择，优化电网运行中的安全，通过不同实现方式，能配电网自愈控制技术可以满足不同环境下的使用需求，这对于我国电力事业的稳定及发展具有较强的积极意义。

参考文献

[1]饶超平，赵诗雅.智能配电网自愈控制技术的研究[J].通信电源技术，2018，35(09)：212+215.[2]陈槾露.配电网智能自愈控制技术研究[J].自动化应用，2018(12)：114-115.[3]张熙.智能配电网的自愈控制技术研究[J].中国科技博览，2015：245.

作者：孙逢春

自愈电力电子设备论文 篇3：

关于我国智能配电技术的展望

【摘 要】本文主要从智能配电网的优化规划和自愈结构设计、智能配电的信息系统、智能配电网的高级配电自动化技术、智能配电新技术与新装备等几个方面，对适合中国国情的智能配用电技术的发展作一展望。

【关键词】智能电网;配电网;展望

1 智能配电网的优化规划和自愈结构设计

智能配电网的优化规划技术关系着配电网的发展战略，决定着智能配电网总体建设的科学性、经济性与适应性，应当受到高度重视。未来的配电系统将成为含分布式电源的集电能收集、电能传输、电能存储和电能分配为一体的新型电力交换系统。智能配电网的优化规划涉及的内容很多，除了传统配电网规划所涵盖的内容外，智能配电网规划应更加关注灵活的网架结构优化、分布式电源优化配置、含分布式电源的小区负荷预测等新问题。为实现建设灵活、可靠、高效的配电网网架结构的目标，需针对配电网络闭环运行技术、有利于分布式电源接入的系统设计、具备自愈功能的配电系统结构等直接与系统网架结构相关的问题开展研究和示范工作。在空间负荷预测、电源优化规划、网络优化规划、信息系统规划、能源综合配置等方面发展相关的模型和算法，在此基础上开发相关的配电网规划计算机决策支持系统，提高配电网规划工作的科学性，提高配电系统建设资金的利用效率。

2 智能配电信息系统

功能完备的配电信息系统是实现配电系统信息管理科学化、高效化的基础，是为用户提供满意电力服务的保证。配电信息系统涉及规划、运行、管理等各个方面。当前，我国的配电信息系统还有自动化程度不高、功能不完备、数据分散且共享程度低、信息存在孤岛等问题。智能配电系统对配电信息系统提出了更高的要求，不仅需要满足由用户直接参与的智能需求侧管理方面的要求，由于系统中将会有大量分布式电源的存在，还需要满足用户与配电系统运营者间双向营销的需要，需要有适于配电系统运行监测、预警、自愈控制等高级辅助决策的功能，等等。例如：

1)在信息整合方面，需要结合 IEC 标准，建立配电信息系统的数据模型、接口标准，构建配电系统统一的信息平台。

2)在设备管理方面，需要在传统 AM/FM/GIS系统基础之上，构建适应系统状态检修、全寿命周期管理等新型智能化的设备管理系统。

3)在客户需求管理方面，基于高级量测体系和双向营销策略，在一体化信息平台基础上实现更为完善的智能化需求管理与营销策略制定。

4)在业务流程管理方面，需要针对智能电网运行和管理的特点，构建标准化、规范化的智能电网业务管理系统，提高系统的综合管理效率。

5)在运行调度管理方面，需要构建具备配电潮流和短路计算、网络拓扑分析、网络重构、电压无功控制等功能的完备的高级分析系统，同时实现配电系统的智能预警、协调和自愈控制，保证配电系统智能化调度措施的落实。

3 智能配电网的高级配电自动化技术

智能配电网要求高层次的配电系统自动化系统与之相适应，需要对现有的配电自动化系統进行发展和延伸，以适应分布式电源接入、供电可靠性提高的要求。高级配电系统自动化在故障隔离与自愈、分布式电源与可平移负荷调度、通信技术、计算机辅助决策等方面有新的要求。需要建立在具备可自愈的配电网络结构基础之上，可以有效提高供电可靠性，缩小非故障停电区域，减少停电恢复时间。配电自动化系统中需充分考虑分布式电源[9]、储能系统、电动汽车充放电设施、用户定制电力技术、智能需求侧管理等方面的影响。同时，其功能需要延伸至用户室内网，在保证用户用电可靠性要求的前提下，有效增加电力设备的利用率。还可根据 AMI提供的大量实时数据，对配网的工况进行状态估计、快速仿真与模拟，实现运行方式的优化等等，以保证配网运行在高水平状态。在未来智能配电网中，希望通过自愈技术快速恢复对停电区域的供电(理想情况下做到 0 s 切换)，同时确保电能质量满足要求。完成上述任务需要依靠继电保护、故障隔离与供电恢复(网络重构)、安全稳定控制等不同系统来完成。这需要将传统的彼此独立工作、各司其职的保护、控制、自动化系统融合成为统一的综合自动化系统，彼此协同工作，将故障扰动给配网带来的影响降至最低。快速仿真与模拟包括风险评估、自愈控制与优化等高级软件系统，以期达到改善电网的稳定性、安全性、可靠性和运行效率的目的。配电快速仿真与模拟需要支持以下四个主要的自愈功能：网络重构;电压与无功控制;故障定位、隔离和恢复供电;当系统拓扑结构发生变化时能够对继电保护实现再整定。这四个主要功能彼此相互联系，例如，网络的任一重构方案都要求对继电保护重新整定，需要确定新的电压调节方案，这些都需要高级配电自动化系统智能化的加以完成。

4.配电新技术与新装备

配电新技术与新装备涉及适应各种新需求的新型配电技术和装置，包括配电电力电子技术和装置、直流配电网络等。所谓直流配电技术，是指将直流电直接分配给用电装置的配电网络。在智能配电网络中，大量的如光伏、燃料电池等分布式发电系统可以直接提供直流电源，这些电源同时又位于所供负荷附近，而用电设施中(如家用电器)等也可以直接由直流供电，电力电子技术的发展使得直流电压的电压等级转换和交流变压器一样方便，所有这些都使得直流配电系统不仅应用更加方便，同时也十分容易实现。因此，在智能配电系统中，交流和直流配电系统同时存在是可行的。与直流配电系统相对应，直流配电系统保护、运行和协调控制等技术和设备将获得广泛应用。采用直流系统配电对于照明、电机、日常电器等用电负荷的节能降耗和性能提高也有积极作用。作为柔性输电(FACTS)技术在配电系统应用的延伸，柔性配电(DFACTS)技术已成为改善电能质量的有力工具，由于电力电子器件性能的提高，DFACTS 装置具有更快的响应特性，是解决配电网电能质量问题的有效工具。由 DFACTS 技术发展出的各种电力电子设备将会很多，例如：

1)固态断路器，这是一种基于 DFACTS 技术的开关设备，可实现配电系统参数和网络结构的快速、灵活、准确控制，将大大提高开关的响应时间。固态断路器因其快速通断性、可靠性及重复操作性在智能配电系统中将得到广泛应用，通过与其它装置如静止同步补偿器(static synchronous compensator，STATCOM)及统一潮流控制(unified powerflow controller，UPFC)等的配合使用，可极大提高配电系统的运行灵活性，有助于使配电系统成为真正的柔性配电系统。

2)故障电流限制器(fault current limiter，FCL)，这是一种用于限制系统短路电流的装置，可有效提高系统供电质量，防止由于短路电流过大而造成开关误动或拒动，可以提高线路和配电网运行的整体控制能力。作为配电系统中的新技术和新装备，智能配电系统中将会有各种不同的储能系统存在，例如蓄电池储能系统、超级电容器储能系统、钠硫电池储能系统、微型超导蓄能器、相变储能和飞轮储能等。这些储能系统有些可用于改善配电系统的电能质量，有些将可有效地实现负荷的移峰填谷作用，后者将有助于改善系统的负荷特性，有助于提高配电系统的设备利用率。

智能配电网的建设是一个浩大的系统性工程，从技术的角度涉及能源、信息、电子、材料等多个学科领域，需要政府相关部门和电力企业的精心组织和规划，需要广大科技工作者的协同攻关，需要全社会的广泛参与和不懈努力才能够实现。

参考文献：

[1] 余贻鑫，栾文鹏.智能电网[J].电网与清洁能源，2009，25(1)：1-5

[2] 王成山，王守相.分布式发电供能系统若干问题研究[J].电力系统自动化，2009，32(20)：1-4，31.

作者简介：

谢雪景 赵芳魁(都是1987—)研究方向：厂用配电系统 现有职称：工程师

(作者单位：深圳供电局有限公司)

作者：谢雪景 赵芳魁