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电力电子技术在智能电网中的应用

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来源: 作者: 2018-10-29 10:27:32

电力电子技术在智能电中的应用

导读:

智能电是信息化技术、电力电子技术和控制技术在电力系统中的应用,其中大功率电力电子技术可以实现电能的变换和控制,是实现电更加灵活和可控的关键技术之一。

引 言  我国坚强智能电是以特高压电为骨干架、各级电协调发展的坚强架为基础,以信息通信平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化为特征,包含电力系统各个环节,覆盖所有电压等级,实现电力流、信息流、业务流的高度一体化融合的现代电。从可再生能源发电的大规模接入到高压直流输电和柔性交流输电,从改善电能质量的用户电力技术到储能和V2G应用,到处都离不开大功率电力电子技术。本文从发电环节的可再生能源接入、输电环节的高压直流输电和柔性交流输电、配电环节的用户电力技术和储能技术等四个层面,综述了大功率电力电子技术在智能电中的应用,使我们对智能电有一个更全面、更深入的了解。 1 发电环节  智能电中的大规模风力发电、太阳能发电以及发电厂风机水泵的变频调速都离不开电力电子技术。  1.1 风力发电  现在风电市场上的主流机型是基于双馈感应发电机的变速风电机组和基于永磁同步发电机的变速风电机组。双馈风电机组的定子直接接入电,转子通过部分功率变频器接入电,根据风力机转速的变化,在转子中通以变频交流的励磁电流,实现发电机组的有功和无功的解耦控制,使风电机组具有变速运行的特性,提高风电机组的风能转换效率。基于永磁同步发电机的变速风电机组通过全功率变频器接入电,由于变频器的解耦控制,使变速同步风电机组与电完全解耦,其特性完全取决于变频器的控制系统和控制策略。  1.2 太阳能发电  太阳能发电又称光伏发电,一般由光伏阵列、控制器、逆变器、蓄电池组等部分组成。光伏阵列所发的电力为直流电,除特殊用电负荷外,均需通过逆变器将直流电变换为交流电。并光伏发电系统主要以电流源形式并,其输出电流的相位跟踪电电压相位变化,同时调整输出电流幅值大小,使光伏发电系统注入电的功率最大。为了弥补光伏发电功率的波动,还需要通过控制器实现蓄电池组的双向充放电控制,以保证向负荷实现平稳供电。  1.3 发电厂风机水泵的变频调速  发电厂的厂用电平均为8%,其中风机水泵耗电量约占辅机设备总耗电量的65%,且运行效率低。在发电厂的节能降耗中,主要是采用低压或高压变频器,实现风机水泵的变频调速,可以达到节能30%的效果。目前低压变频器技术已非常成熟,且有完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产的企业还不多。 2 输电环节  2.1 高压直流输电(HVDC)  直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流阀试验工程在瑞典建成,取代了原有的汞弧阀换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。

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