电力电子技术在配电网中的应用分析

    孙邦伍

    摘要：为了能够满足社会用电需求，提升供电质量和安全，应用电力电子技术是必然选择。通过在配电网中大力推广和应用电力电子技术，可以有效提升电网运行稳定性，提升输电能力和输电质量，为国民经济持续增长提供更为坚实的支持和保障。文章就电力电子技术在配电网中的应用进行分析，从多种角度把握技术要点，提出合理的应对措施。

    关键词：电力电子技术；配电网；应用；输电能力；灵活交流输电技术

    在电力市场竞争愈加激烈的背景下，电力企业提升输电质量和稳定性显得十分关键，直接关乎企业的长远生存和发展。尤其是在当前信息时代背景下，越来越多先进信息技术、网络技术、通信技术和自动化技术应用其中，在此基础上，电力电子技术以其独特的优势被广泛应用在配电网中，在提升电网输电能力和系统稳定性的同时，可以为用户提供更加优质的供电服务，创造更大的经济效益和社会效益。由此看来，加强电力电子技术在配电网中的应用研宄十分关键，有助于推动我国电网朝着智能化、自动化和信息化方向发展，为国民经济持续增长打下坚实的基础和保障。

    1 电力电子技术的发展分析

    在社会进步和发展下，城市现代化建设进程逐渐加快，对于新时期的电网建设提出了更高的要求。电能作为社会生产生活有序开展的基础保障，电力电子技术以其独特的优势被广泛应用在配电网中，可以有效提升电网运行稳定性和输电性能。尤其是在当前市场发展中，6kV/6kA的门级可关断元件进入到人们视野，元件在具体施工中，功率可以高达10MW，在一定程度上促进了电力电子技术在配电网中的广泛应用和推广，意义十分深远[1]。电力电子技术在电子芯片中的应用，可以有效提升电力集成技术水平，同时还可以有效减少配电网功率开关，提升电力信号信息检测准确度和效率，促使系统具备自我诊断和保护功能，更为充分地发挥电力电子技术优势，提升配电网输电能力。现阶段，电力电子技术在实际运行中，具有可靠性、稳定性的特点，在满足电网建设和发展需要的同时，为社会生产生活提供更为坚实的保障和支持。

    电力电子技术在电力系统中应用。现实性较强，电力电子的开关元件自身具有触电点性能和高速开端特点，可以有效延长设备使用寿命，为人们带来更加便捷和优质的服务[2]。同时，可以代替传统机电保护装置，有效提升系统的可靠性和稳定性，改善电力系统运行中存在的问题。更为关键的是，电力电子技术在实际应用中，可以在不影响现代网络的基础上，进一步和配电网整合在一起，加强对现代信息技术的控制，根据实际情况动态调整电力系统线路、功率和电压，在提升配电网输电能力的同时，尽可能降低电能的损耗，促使电力系统可以安全、稳定运行，为国民经济持续增长做出更大的贡献，意义十分深远。

    2 电力电子技术在配电网系统中应用

    电力电子技术在配电网中应用，主要是为了应对用户不断增长的电能需求，在用电过程中可以实现连续供电，降低电压波动，促使用户在用电过程中可以有效避免干扰，如果电压不稳定，可能会对用户生活带来十分深远的影响。

    2.1 补偿器

    2.1.1 串联补偿器

    串联装置在实际应用中，可以有效降低系统运行负荷，是一种面向负荷的补偿方式，可以有效改善电压波动和不平衡高次谐波等问题对系统带来的运行负荷。串联装置更多的是应用在特定负荷方面提供补偿，负荷容量直接决定串联装置容量。配电系统中串联同步补偿器在实际应用中，最为典型的就是动态电压恢复器。核心装置为同步电压源逆变器，通过对逆变器的控制可以产生同电网同步的三相交流电压[3]。如果线路测电压出现异常变化，逆变器输出电压可能出现不同程度上的变化，用于补偿电压差异，确保电压敏感设备的电压变化在可接受范围内，设备可以安全稳定运行。与此同时，如果供電中断，储能装置可以为补偿器提供能量支持，持续为负荷输送电力。

    Siemens公司将此种产品投入到实践运作中，可以有效消除电压突降对于工厂生产带来的影响，短期内即可回收投资成本。所以说，DVR技术在实际应用中效果较为可观，值得广泛推广和应用。

    2.1.2 并联补偿器

    在并联补偿器中，作为一种面向系统的补偿方式，并联装置容量除了由系统运行负荷决定以外，系统的容量同样对其产生影响。在实践中，更多的是用于降低负荷。其中最为典型的即是DSVC装置，具体可以分为TCR和TSC两种，其中TCR通过控制晶闸管开通可以有效改善流过电抗器电流性能，改变无功功率大小。TSC则是通过晶闸管开通和关断来动态控制系统无功功率大小。

    DSVC反应能力和自适应能力较为突出，配电网中应用DSVC可以有效降低用户冲击性负荷，实现无功快速补偿，尽可能降低电网电压突降影响到设备的安全稳定运行。与此同时，在电气化铁路中运用，主要是为了解决不对称负载带来的问题，降低负序电流对系统正常运行带来的影响，还可以控制电压波动问题，切实提升配电网输电能力和输电质量[4]。

    2.1.3 串并联补偿器

    为了能够充分发挥串联补偿器和并联补偿器的优势，可以将两种补偿器混合使用，充分发挥各自优势，在面向系统的同时，面向负荷，确保系统的稳定运行。

    2.2 有源滤波器

    在配电网系统中，一般情况下，电力系统的电压总谐波畸变率大概在2%?3%，在特殊情况下方会达到16%。有源滤波器则是借助电力电子技术抑制谐波的设备，经过不断完善和创新，为APF在工业生产证广泛应用提供了良好的条件。通过对电路将非线性负载电流进一步划分为两个部分，即谐波分量和基波分量两种。输入和负载谐波分量大小一致的补偿电流，以此来有效改善非线性负载对于配电网正常运行带来的影响[5]。较之无源滤波器而言，APF技术优势十分突出，但是由于成本较高，所以尚未能在实践中全面推广和应用。当前较为常见的方法就是将有源滤波器与低次谐波的无源滤波器混合搭配使用，这样不仅可以满足降低非线性负载对于配电网稳定运行带来的影响，还可以获得更加可观的性价比。伴随着电力电子技术的不断创新和发展，器件价格逐渐降低，相信在未来电力系统中必然可以广泛应用APF，为电网建设和发展做出更大的贡献。

    2.3 固态开关技术

    固态开关技术主要是借助晶闸管自身切换速度快和无触点优势，实现快速开关切换的无电弧投切。同时还可以降低器件发热和操作过电压，避免系统出现故障。

    3 结语

    综上所述，在配电网建设和发展中，应用电力电子技术，可以有效提升电力系统运行效率和输电能力，降低系统故障概率，推动电网信息化、自动化和智能化发展。

    [参考文献]

    [1]吴俊勇.“智能电网综述”技术讲座一第四讲：电力电子技术在智能电网中的应用[J].电力电子，2014（4）：67-70.

    [2]逯志刚.淺谈网络化技术在配电网电力电子装备互联中的应用[J].中外企业家，2016（30）：95.

    [3]张祥龙，周晖，肖智宏，等.电力电子变压器在有源配电网无功优化中的应用[J].电力系统保护与控制，2017（4）：80-85.

    [4]李军.淺谈电力自动化系统技术在配电网运行管理中的应用[J].河南科技，2013（15）：77.

    [5]殷鹏.基于电力电子扰动技术的谐波阻抗测量在对地电容检测中的应用研究[D].济南：山东大学，2016.