电网电力电子技术论文

摘要：科技进步促使我国电网运行逐步走向智能化。近年来智能电网发展运行状态良好，对电力电子技术提出了更高的要求。本文将对电力电子技术在智能电网中的具体应用情况展开详细分析，目的在于促进电力电子技术更加高效的应用，促进我国智能电网建设良好，为推进我国经济发展起到积极作用。以下是小编精心整理的《电网电力电子技术论文 (精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

电网电力电子技术论文 篇1：

智能电网中电力电子技术的应用探讨

摘要：随着现代化科学技术的快速发展，电力电子技术在电力系统中发挥着越来越重要的作用，智能电网是我国电力系统的重要发展趋势，智能电网中电力电子技术的应用，极大地完善了电网的性能，提高了电网的运行效率。电力电子技术满足了智能电网对自动化和信息化的巨大需求，有效地推动了智能电网的快速发展。本文分析了电力电子技术的主要研究内容;智能电网的优势和电力电子技术在智能电网中发挥的重要作用，阐述了智能电网中电力电子技术的应用。

关键词：智能电网;电力电子技术;应用

近年来，我国社会主义市场经济快速发展，各个领域对于电力的需求越来越大，同时我国政府逐渐加大了电网建设，并且在如今的信息化时代背景下，电网建设离不开多种现代化的信息技术，电力电子技术在智能电网中的广泛应用，不仅优化了电网资源，还有效地保障了电网运行安全，提高了电网的供电质量。因此，随着现代化科学技术的不断完善和发展，电力电子技术将会在智能电网中发挥更重要的作用。

一、电力电子技术的主要研究内容

(一)功率半导体元件器

功率半导体元器件也可以成为电力电子元器件，是一种用于电能控制和电能转换的大功率电力电子元器件，功率半导体元器件可以分为不可控元器件、全控型元器件和半控型元器件[1]。半控型元器件具有非常高的电流和电压容量，其内部是一种半控型的晶闸管。不可靠元器件内部是一种不可控的电力二极管，其内部结构和工作原理比较简单，具有很高的可靠性。全控型元器件主要分为两种：电压驱动型元器件和电流驱动型元器件。

(二)电力电子电路控制

功率半导体元器件在控制和交换工业电能方面有着非常重要的作用，电力电子电路主要用来控制工业电能，最大程度地降低工业电能的损耗，功率半导体元器件利用不同的开关状态，降低电力电子电路的损耗，因此电力电子电路也可以被看做是一个重要的开关电路，电力电子电路可以通过微弱的信号控制电能。

(三)电力电子变换电路

功率半导体元器件是电力电子变换电路中最主要的组成部分，电力电子变换电路通过不同的控制方式和拓扑结构，有效地控制和变换电能。通过优化电力电子交换电路的拓扑结构[2]，合理布置电力电子交换电路中各种半导体元器件的位置，改进交换电路设计，降低电力电子变换电路的能源损耗，提高电路的功率因数和频率。

二、电力电子技术在智能电网中发挥的重要作用

(一)提高智能电网的安全性

当前，电力电子技术快速发展，但是各个领域对于电力电子技术的应用都缺乏完善的评估体系。在智能电网中，电力电子技术在智能电网中所发挥的作用以及电力电子设备在智能电网中的实用性，都是电力系统需要研究的重要问题。电力电子技术在智能电网中的应用，对于智能电网的运行状态有着非常重要的影响。目前，我国的电网建设还不完善，很多地方的电网系统存在运行缺陷，并且各个领域的快速发展，严重考验着电网的输配电能力，因此各个地区的电力企业要充分认识到电网建设的重要性，不断完善电网运行状态，积极开发和引用大功率交流输电设备。在如今的信息化时代，智能电网是我国电力系统的重要发展趋势，智能电网的结构会更加复杂，由于电网长期处于运行状态，很容易遭遇地质灾害、气候灾害和自然灾害，严重影响智能电网的安全运行，电力电子技术在智能电网中的应用，可以有效完善电网架构，优化供配电系统，快速控制电网的故障范围，提高智能电网的运行性能和抗故障能力。

(二)改善电能质量

近年来，我国工业水平越来越高，工业的快速发展对于电网的电能质量提出了更高的要求。在我国电力系统中，由于电能质量问题，产生的能量损耗非常大，浪费了大量的电力资源。在智能电网中应用电力电子技术，可以有效改善电网运行状态，优化电能质量和电能资源，提高电网的输配电能力。

(三)优化电能资源

近年来，我国电能资源形势越来越紧张，为了更好地优化我国的电能资源，必须要加大对可再生能源的开发和使用。当前，在我国的西北地区，风能和光能成为一种新型发电模式，虽然风能和光能是一种非常重要的可再生能源，但是其稳定性较差，并且分布很分散。在这个形势下，我国要加大对电网的建设和改造，构建安全、稳定的智能电网系统，在全国范围内优化电能资源配置，积极开发大规范的可再生能源发电，实现电能资源的远距离输送，将智能电源和能源充分融合，实现智能电网的可持续发展，提高电能资源的利用率。

三、智能电网中电力电子技术的应用

(一)高压直流输电技术

在智能电网的输电系统中，电流由输电系统转变为直流电，在用电系统和发电系统转变为交流电，在系统终端交流电转化为高压的直流电，直接流入电网的直流输电线路中，接着输电线路中的高压直流电被输送到逆变器，高压直流电经逆变器转化为交流电，交流电进入环流变压器[3]，然后被输送到电力系统中。高压直流输电技术在智能电网中的应用，对于提高智能电网的运行状态发挥着非常重要的作用，高压直流输电技术可以保障智能电网快速完成远距离输电过程，及时智能电网系统出现运行故障，可以及时调整电能资源调度，迅速控制电网系统的故障范围，最大程度的降低电网故障频率。高压直流输电技术可以满足智能电网系统的大功率、远距离输电要求，并且提高可再生能源的安全性和稳定性。

例如，我国±660kV宁东-山东直流工程，其单阀耐压水平可以位列直流输电工程最前端，输电线路为的稳定性以及安全性与其他工程相比也更高。±800kV及以上特高压直流换流阀接地线方式，均为双12脉动换流阀构成(图1)。超大容量直流输电能够实现的主要原因，是受端存在强大的交流系统，以此来提供强大的换相电流，如果受端负荷过大将会对直流系统的运行稳定性造成影响，是电力电子技术研究的重要方向。

图1特高压直流环流站基本接线方式

(二)交流输电技术

在智能电网中应用交流输电技术，对于实现智能电网的大规模并网有着非常重要的现实意义，并且提高清洁能源和新能源在智能电网中的比例。交流输电技术是一种关键性的电力电子技术，其融合了电力电子技术、通信技术、自动化控制技术以及微电子技术，灵活扩充智能电网的交流输电，最大程度地提高智能电网系统的灵敏度和稳定性，确保电能资源在智能电网中快速、稳定的输送。特高压输电是我国智能电网中的重要组成部分，在充分考虑到智能电网的接入情况、清洁能源和可再生能源的利用等情况，交流输电技术在智能电网中的应用，使智能电网和自动化控制技术相互结合，实现实时的调节和控制智能电网的各项电力参数，降低智能电网的能量损耗，提高智能电网输送电能的效率，推动智能电网安全、稳定的运行。

(三)智能开关技术

智能开关技术在智能电网中的应用，当系统中的电压和电流达到一定值时，智能开关技术可以自动完成智能电网电路的闭合和断开操作。智能开关主要由总电源开关、分开关和壳体三部分组成，总电源开关可以对智能电网进行过电压和过电流保护，分开关是一种整体结合式的结构，具有防漏电和过流的功能，提高智能电能系统的安全性和可靠性，确保智能电网系统中的各种电力设备稳定运行。近年来，随着现代化科学技术的快速发展，智能电网取得了显著的成就，各种智能开关的性能和质量越来越高，并且随着微电子技术、计算机科学技术以及信息传感技术越来越数字化和智能化，智能电网系统的运行状态越来越稳定。

(四)高压变频技术

高压变频技术最重要的优势是具有良好的节能效果，但是在智能电网中应用高压变频技术也存在一定的问题，高压变频技术的运行成本相对较高，并且在智能电网运行过程中，很容易产生交流电的高次谐波。对于我国很多工业用户来说，在智能电网中应用高压变频技术，会取得明显的节能效果，推动我国工业生产快速实现节能减排。当前，我国有很多高压变频设备生产厂家，主要采用多电平变频技术，同时融合一些其他结构类型的高压变频技术，例如三电平技术、混合结构技术等，这些高压变频技术具有四象限运行、灵活控制、紧凑结构以及密度工艺等优点，在未来的发展过程中，高压变频技术在智能电网中将会发挥更加重要的作用。另外，变频技术也可应用在发电环节，变频技术在发电厂风机水泵中的应用，能够更好的实现节能降耗问题。发电厂用电平均为8%，其中以风机水泵运行可以占据到总量的65%，通过高压或者低压变频器，可以实现风机的变频调速，能够节约30%左右的电能。

四、结束语

电力电子技术在智能电网中的应用，极大地提高了电力系统的社会效益和经济效益，通过深入分析和研究智能电网中电力电子技术的应用，继续加大对智能电网的投入和建设，推动我国智能电网的可持续发展。

参考文献：

[1]马红歌.电力电子技术在智能电网中的应用[J].数字技术与应用,2013(02):90.

[2]冯建力.浅谈电力电子技术在智能电网中的应用[J].科技风,2013(17):102.

[3]田平.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子制作,2013(22):182.

[作者简介]朱鹏(1985.04-)，男，教师，本科，学士学位，研究方向：电力电子技术。

作者：朱鹏

电网电力电子技术论文 篇2：

智能电网中电力电子技术的应用研究

摘 要：科技进步促使我国电网运行逐步走向智能化。近年来智能电网发展运行状态良好，对电力电子技术提出了更高的要求。本文将对电力电子技术在智能电网中的具体应用情况展开详细分析，目的在于促进电力电子技术更加高效的应用，促进我国智能电网建设良好，为推进我国经济发展起到积极作用。

关键词：智能电网;电力电子技术;柔性交流输电技术

智能电网的建设发展需要电力电子技术的支持，以更好适应市场变化，促进经济发展与环境保护协调发展。

一、电力电子技术在智能电网中应用的必要性

智能电网建设发展中对电力电子技术的应用有着必然性，这与我国电力发展模式与市场发展形势有着紧密联系。从智能电网运行安全角度出发或是从设备质量与安装稳定角度出发，都对电力电子技术提出了更多需求。

(一)市场发展需求。目前我国工业发展呈日新月异形势，对电能需求越来越高，对其质量标准也随之升高。为适应电能需求形势，要求充分发挥电力电子技术。据有关调查显示，我国每年因电能质量问题所造成的经济损失高达上千万元，这给我国的电能发展敲响警钟。因此结合先进的科学技术，利用电力电子技术进行电网完善至关重要，从而对电能资源进行优化，提高其资源质量，发挥出更大价值。

(二)节能环保需求。我国工业发展对能源消耗越来越大，因此需要最大限度的实现资源优化配置，提高能源利用率，更多应用可再生能源。对可再生资源的利用需要应用到先进的技术指导，以构建完善的电力系统。稳定的电力系统需要科学技术做支撑，保证完整的智能电网建设，以促进能源与电网有机融合，真正实现绿色能源应用，促进节能环保，推进可持续发展[1]。因此，为促进我国能源的优化配置，促进节能环保，保证电能资源高效传输和利用，要充分应用电力电子技术。

(三)设备及电网安全需求。现阶段电力电子技术应用规模有限，因此还没有特别完善的电力评估系统。为提高智能电网管理效率，加强电力电子技术应用十分必要。加强电力电子技术应用能够促进电子设备运行效果的提升，促进其产生更大的社会价值。智能电网运行中安全性是重要研究问题，因此要从科学技术方面展开加强，完善其电网构架，解决电网输配电过程出现的问题，保证电网整体运行灵活完善。社会经济的发展以及工业生产的进步都对电力应用提出了更大的挑战，面对偶然发生的自然灾害以及人为破坏都给电网安全带来严重影响。因此应用电力电子技术增强电网的抗破坏与抗故障能力十分重要。

二、智能电网中电力电子技术具体应用分析

电力电子技术广泛应用于智能电网中，主要包括高压直流输电技术、柔性交流输电技术、智能开关技术、高压变频技术等多种现代先进技术，下面将对这四种技术具体应用展开详细分析。

(一)高壓直流输电技术。就目前直流电输电系统运行情况来看，发电系统仍以交流电为主，直流电只存在输电环节。用电系统也是交流电。交流电主要从输电线路的终端至变压器再到整流器，将交流电转变为高压直流电。直流电经终端换流站逆变器重新转换为交流电，交流电再通过环流变压器将电能输送至交流系统中[2]。在智能电网中应用高压直流输电技术能够高效率的进行电能传输，尤其在远距离传输方面更具优势。高压直流输电技术的应用能够减少故障发生危害，提高远距离大功率输电有效性。智能电网中应用高压直流输电技术既能够满足远距离上的要求，同时也能满足容量需求，保证电网运行安全稳定。

(二)柔性交流输电技术。在智能电网建设与运行中实现新能源与清洁能源并网是一项重要项目，在该项目建设中关键的电力电子技术就是柔性交流输电技术。柔性交流输电技术(FACTS)是集多种电子技术与控制技术为一体的现代化技术(柔性交流输电技术应用设备及功能)，主要功能在于交流输电的灵活控制。应用柔性交流输电技术能够有效提高整个电力系统运行的可靠性，对增进其反应速度、促进电网输送有着积极作用。目前我国智能电网的主要输电基础是特高压输电，这就要求充分考虑新能源的接入以及清洁能源的隔离。柔性交流输电技术是国内国际重点研究的问题之一，旨在通过深入的研讨促进该电力电子技术与现代控制技术能够有机融合。通过更加先进的控制技术对电力系统参数进行调节和控制，降低输电损耗，促进输电安全[3]。目前柔性交流输电技术应用设备越来越多，并且功能越来越完善，如下表1 所示，为FACTS设备的种类及功能(部分)。

(三)智能开关技术。智能开关技术是在电流或电压的指定相位断开或闭合电路。智能开关包括壳体、总电源开关和多个分开关，其中总电源开关具有过压和总过流保护作用，多个分开关为整体结合式，具有过流和防触漏电保护功能，能够充分保证用电的安全和可靠，保护家用电器及用电仪器和设备不受损坏。

(四)高压变频技术。其最大的优势是节电率一般可达30%，缺陷是成本较高且容易产生高次谐波污染，将其应用于电力系统，节能效果特别明显。国内高压变频器生产厂商多采用功率单元串联多电平技术，其他一些结构形式的高压变频器也在发展之中，如混合结构技术和中压三电平技术具有工艺密度高、结构紧凑、控制灵活的优势，是未来高压变频技术的发展方向。

三、结束语

加强智能电网建设和完善对推进我国经济发展有着积极作用，同时对缓解资源压力，增强环境保护都有着重要影响。为更好适应市场经济变化，适应国内国际发展形势，要加大电力电子技术应用，不断创新理念、创新思维、创新技术，及时有效解决智能电网建设中出现的问题，以进一步推进智能电网建设完善。

参考文献：

[1]吴俊勇.“智能电网综述”技术讲座第四讲：电力电子技术在智能电网中的应用[J].电力电子，2010(08).

[作者简介]王选诚(1963.06-)，男，高工，本科，学士学位，研究方向：电力电子与电气传动。

作者：王选诚

电网电力电子技术论文 篇3：

智能电网中先进电力电子技术的应用分析

摘要：当前我国社会不断发展，现代化水平不断加深，在应用电力技术方面也较之前有所增加。智能电网作为一种电力网络的智能化，是建立在计算机与互联网应用的基础上，将各种相关技术进行采用，并且加大了电力电子技术在其内的应用，促进了我国智能电网的发展。该文针对电子电力技术在智能电网中的应用进行分析，了解其智能电网的需求，总结前人研究经验，说明智能电网的使用效果，希望有助于电子电力技术的进一步发展。

关键词：智能电网;电子电力技术;应用分析

伴随着社会经济的不断发展，我国科技也随之有了较大的进步。在经济全球化以及信息化背景下，我国企业在进行自身发展的同时，需要根据当前时代发展潮流以及同类行业的竞争空间，进行自身发展战略的调整，并逐渐增加信息化技术、数字技术、电子技术等新型技术在智能电网当中的应用，建设优质电网，以达到更加便利人们生活的目的。

1 电子电力技术需求特征

1)安全性

智能电网是一个较多依靠于当前现代化技术的电网系统，其在信息传递的基础上，使用较多的新型设备以及相关技术对其加以支持，智能电网属于一种新型电网应用模式，是建立在信息传播以及其他技术的基础上，通过测量技术以及其他技术的提升，而产生的一种更为适应当前发展现状的电网。此类电网具有较好的适应能力，并且可以根据其所处地点所发生的变化，自动处理一些相关传输信息，并且可以高速反映其中所存在的问题。此种通过电力电子技术所产生的电网创新，在其实际运转中已有了一些新发展。但当前智能电网正处于建构阶段，其应用能力较为薄弱，在电子电力技术促进其自我提升方面，需要加大对该类技术安全性能的构建，以技术上的安全促进智能电网发展安全[1]。

2)有效性

当前在使用一定技术进行发电时，使用水力、火力发电的情况较多，但火力发电会浪费较多不可再生资源，促使诸多相关专家以及从事电力工作的各种技术人员研制出其他发电方式，如风力发电、太阳能发电等，但每一种发电方式都存在其自身需要克服的困难。风力发电较为分散，并且容易受到气候的影响，进行大规模发电后，其电力难以直接使用。这就需要一定的电力电子技术对于此类发电方式所产生的电能进行特殊处理，建立智能电网，增加电网的容纳能力以及输送能力，以更好地进行新型发电方式的开发。因此，有效的电力电子技术可以直接促进智能电网功能的良好建设。

3)高质量

在使用电力电子技术构建智能电网时，需要注重该技术是否可以长时间使用，并且一直对智能电网建设起到促进作用。电力电子技术在实际应用过程中，应当具有良好的使用质量，并且具有较为广泛的使用前提，不会受到诸多其他因素的限制，可以直接解决智能电网在建设过程中所出现的系列问题。当前各种发电方式所产生电能以及容纳这些电能的电网，或多或少存在一定的缺陷，使得电力企业甚至是国家造成了一定的损失，且这些损失在随着现代化发电技术的发展而不断扩大。因此，当前的当务之急是利用其他相关技术解决电力在发电过程中所产生的系列问题，并且可以将电能真正的投入实际使用当中，高质量的电力电子技术则是解决这一问题的良好对策。

4)环保性

随着全球变暖现象的加剧，地球的生态平衡已遭到了破坏，为了缓解这一现状，绿色发展、低碳生活是当今时代发展的需求，世界各国以及每一个人都应当为此做出一定的贡献。在进行智能电网建设时，同样需要遵循这一原则，涉及的各种电力电子技术以及相关的器件材料，都应转变为低消耗性、高环保性能的技术，不可随意对环境产生破坏或污染，并且应当逐渐对其加以完善，使得电力电子技术在实际应用中真正实现清洁、零污染[2]。

2 电子电力技术研究及应用

1)直流输电

直流输电技术是一种具有大容量、低损耗等特性的电子电路技术，其分为常规输电以及柔性输电两种，均采用较为清洁的输电方式，采用相应的电子设备控制技术，为其可以达到的地区进行输电[3]。20世纪七十年代，世界范围内的第一项晶闸管管环流阀实验工程在瑞典正式落成，成功地取代了以往的汞弧阀换流器，这标志着电力电子技术在直流输电中的正式应用。此后，致力于电力研究工作的人们根据电网输电工程的实际情况进行一定研究，并对其研究成果进行探讨，最终形成有关于直流输电的相关电力电子技术，使得直流输电技术有了新的构造，完成了较大容量电力的直接传输，并且在该技术的未来发展过程当中，可以使得大容量电力直接传输不在具有较差的接受能力，其在传输过程中可以直接使得电力变得更加柔和，可以直接使用。直流输电技术在未来的发展过程中可以传送到全国，在电力传输过程中发挥着重要作用。

2)交流输电

20世纪80年代后期开始，FACTS技术随着科学技术的进一步发展应运而生，这一技术的产生是建立在电力电子技术的飞速发展以及具有现代化特征的控制技术体系对于交流输电系统的阻抗、电压以及相位实施灵活快速调节的输电技术基础之上的。它的出现使得交流输电技术可以在较高的电压下直接进行工作，通过一定的装置使用，可以将智能电网中的电力实现交互，并且直接对其进行简单的操控，使得输电过程变得更加简单。在智能电网构建的过程中，FACTS技术会继续针对于其控制性能进行相关研究，并且增加交流电线以及交流电配置的应用，且在其进行电力产品的实际传输中，可以建立相关的单元体系，增强智能电网的输电能力以及其他性能，减少电流过量运输状况，进一步加强该技术相关配件的研发。

3)电能质量

智能电网在构造过程中，主要是其智能性受到了较大的关注。电能在产生以及使用过程中，需要对其相关配置以及电网的承受能力进行一定的检测，在其达到一定标准后方可进行传输使用。当前电能质量已普遍采用相关装置进行监测的方式，该装置中具有滤波器以及调节器等，此种方式首先需要建立一定的质量评价标准，从电网的智能性入手，建立相关的输电评价体系，以将电网工作规范，进而可以将电能状况控制在一定范围内[4]。电能质量技术可以直接将智能电网中所产生的电力产品进行质量上的监管，使得其每一个产品都能够符合一定要求，并且可以进行大规模的发电，使用该电子电力技术使得智能电网产品质量得到稳步提升。

4)能量转换

清洁能源的应用是当前世界范围内都在进行研究的环保性课题，其在应用过程中是将清洁能源使用一定的技术转化为电能，能量转换技术是在实现智能电网大规模使用及构建的基础之上，将其发出的电能以及输送的电能之间进行良好的转换，并且通过该技术可以使得电能之间的转换变得毫不费力，加速智能电网的建设，有利于智能电网走向规模发展的道路。同时，从能量转换技术中，演化出较多其他技术，如调节器技术、变流器技术、变频技术等。此外，该技术可以使得清洁型环保智能电网的实现变得可能，将其他能源在对环境不造成污染的情况下转换为电能[5]。

3 结束语

综上所述，当前在进行智能电网建设时，不仅需要从电力电子技术的安全性对其进行功能加强，还需要从增加资源的可利用性、电子技术高质量以及装置可靠、绿色环保方面入手，加大电子电力技术在智能电网中的应用，并且从输电技术等相关应用技术入手，提高智能电网建设速度，帮助电网企业实现自身现代化、信息化发展。

参考文献：

[1] 周孝信，鲁宗相，刘应梅，等.中国未来电网的发展模式和关键技术[J].中国电机工程学报，2014，29(6)：4999-5008.

[2] 曹军威，万宇鑫，涂国煜，等.智能电网信息系统体系结构研究[J].计算机学报，2013，1(4)：143-167.

[3] 朱夏，王杰.FACTS技术在智能电网中的应用与发展[J].水电能源科学，2013，8(2)：158-160.

[4] 周孝信，陈树勇，鲁宗相.电网和电网技术发展的回顾与展望——试论三代电网[J].中国电机工程学报，2013，22(5)：1-11.

[5] 田世明，栾文鹏，张东霞，等.能源互联网技术形态与关键技术[J].中国电机工程学报，2015，14(5)：3482-3494.

作者：许剑新