配電網電力電子裝備技術研究

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摘要：在如今的電力系統中，電力電子技術也不斷發展，傳統的模式也以無法迎合時代腳步。通過設備的網絡互聯進行智能電網調節與控制是發展目標，也是分析的方向，通過從電力網工作中的配電裝備，進而提出互聯與網絡化過程。旨在提高配電網運行效率，提高電力企業電力傳輸的有效性。

關鍵詞：配電網；電力電子裝備；網絡化；互聯

就目前來看，電力企業在不斷發展，也開始進行有效的網絡融合，電子裝備作為電力技術與通信技術的重要裝備，需要進行有效研究，通過分析其結合措施，研究其發展趨勢，這也是配電網工作中的重要研究方向，如何使電力電子裝備更好的進行網絡互聯，通過其網絡化技術的運用，在結合先進的電子裝備，不斷提高電力電子裝置的使用用途。進而推動配電網工作的順利進行。下面具體分析。

1電力電子裝備技術

電力電子裝備技術是通過技術手段進行的，是在電力電子裝備有效發揮效率的重要途徑，結合電子裝備改變與完善配電網技術，在運行過程中，我們要進行以下幾方面了解：

1.1變換器。變換器就是一種處理器，在配電網中作為有效的處理設備，是電力電能功率的調節裝置，通過提高頻率與幅度進行有效配電工作。如今，人們用電需求加大，對于該設備來說也需要進行有效升級，進而保證配電網順利進行配電，在長期發展過程，變換器也在不斷升級與改進，運行的穩定性得到了進一步認可，即使面對大功率系統也可以進行有效調節，在運行過程通過有效的轉換與并聯，這樣也對提高變換器的性能與處理配電數據有很大助力，在綜合處理過程也達到了與配電網相互結合的目的，提高了運行穩定性，也便于配電網各項工作的進行。

1.2半導體開關。作為電力電子裝備技術中的核心配件，半導體開關十分重要，這也是整個配電網工作中的重要技術系統，在配電網中該器件的性能會影響到實際的配電效果，是電力電子裝置技術實施效果的重要展現。在半導體開關選擇上，該原件必須要重視材料與工藝，這樣才能提高配電工作效率。首先在材料方面，運行過程是有溫度限制的，隨著技術發展，新型的科技材料也運用與電力電子器件中，半導體開關作為重要原件也必須采用最新的材料技術，例如SiC，這類材料的使用功率穩定，而且符合大功率使用范圍。在壓力大的半導體開關中也比較適用。其提升器件熱傳導效率更是明顯，與其他材料比較優勢明顯。還有我們了解的GaN，這也是一種新型材料，對于頻率高的半導體開關器件來說有很好的遷移率，在性能方面可以提升1MHz。從這些方面看在材料選擇上必須給予明確與重視。其次是工藝方面，在配電網中使用的半導體器件制作過程也是十分關機的，不容忽視，隨著技術的提高，其工藝也進一步完善，提高了開關速度的同時，也在功率消耗等方面有了進一步提高，同時我們更要注重在絕緣與磁性元件等方面的工藝運用，在大小控制上也要有所提高，總之，只有通過有效的新技術降低生產能效，才能進一步提高配電網工作效率。

1.3電力電子系統。在一些規模相對較大、或比較特殊的電力電子裝備中，其所運用的變換器不止一個，且其中還需要一些電路對裝備的工作進行輔助，在這種情況下，電力電子系統也就形成了。在系統中，可以通過并聯、串聯以及級聯的方式，對變換器進行連接，從而確保變換器能夠對電能進行妥善處理。由于電力電子系統中的變換器較多，所以需要多個控制器對其進行控制，具體來講，控制器可以分為系統控制器與變換器控制器兩種，前者一般只有一個，后者可以有多個，前者可以與每個變換器控制器進行通信。

2電力電子裝備的互聯和網絡化技術

近年來，電力電子裝備被廣泛的應用到電力系統中，配電網中的電力電子裝備技術也比較常見，但是配電網將這些電力電子裝備的功率端連在了一起，卻不能夠協調這些電子電力設備的運行，這對于配電網電能管理的靈活性和可控性有著不利影響，通信技術不斷發展，網絡化的應用越來越廣泛也越來越成熟，合理的應用通信技術，實現電力電子裝備的互聯與網絡化是當前配電網電子電力裝備研究過程中的重點方向。在配電網中可以將電子電力裝備看成是一個個的節點，通過通信技術、互聯網技術將每一個這樣的節點互相連接起來，這就是電子電力裝備的互聯，通信網絡將這些節點的電能狀態數據實時的收集起來，并發出節點指令，從整體上協調電子電力裝備的運行，保證整個配電網電能管理的靈活性和可控性，這就是電力電子裝備的網絡化技術。在當今的電力電子裝備互聯和網絡化技術體系適用性十分廣泛，可以直接面對民用用戶和工業用戶，其主要的構架以及具體的技術主要有以下三個要素：

2.1即插即用的功率接口。即插即用的功率接口能夠將各種電氣設備、分布發電等終端接入到配電網中，不同設備的電能輸入形式和電網有差別，而即插即用的功率接口能夠將電能轉化為功能，將設備電能的輸入形式轉化為與電網匹配的形式，這種功率接口就是一個電力電子裝備，即插即用的功率接口還要具備通信接口，實現網絡的連接，通信接口能夠識別終端設備，并上傳終端設備運行的信息，接受系統的調控指令。

2.2能量路由器。能量路由器是整個網絡中的智能能量管理模塊，能量路由器的工作原理及功能主要有以下幾個方面：1）實現能量的雙向流動，實現中壓配電網和低壓區域網直接的互相連接，提供低壓直流母線，以供可再生能源電力電子設備的使用；接收即插即用功率接口所上傳的有關終端設備運行的信息，通過對信息的分析及配電網的指令下達一些終端設備的額參考指令；能量路由器能夠維持配電網電壓的穩定、保證低壓穿越以及限制故障電流；2）能量路由器的電壓等級以及功率等級不盡相同，具體根據用電用戶的不同而定。

2.3標準的操作系統能量流和信息流是電子電力裝備互聯網技術中的基礎，標準的操作系統是一個通用的網絡協議，這個網絡協議能夠統一所有的功率接口以及能量路由器，對網絡中設備的識別、監測、以及統一的協調處理有著重要的作用，當前能量層已經初步形成并且逐步完善，但通信層還需要進一步的發展，智能電表等智能化設備的應用還要加強。綜上所述，對于配電網工作的認識不僅要局限于整體方面，對于電力電子設備更要給予高度重視，通過明確電力電子設備運行過程的優勢與不足，進一步提高與完善，在結合相關的互聯與網絡技術的結合，從而改變配電網結構，提高配電過程運行效率。在如今的配電網中我們更要重視電力電子設備實際運行效果，只有不斷通過技術上的提升才能進行有效配電工作調節，在未來發展過程，也要明確電力電子技術與通信技術是必須要進行有效融合的，只有明確配電網工作發展方向，進而進行有效技術創新，進行必要的網絡互聯，才能提高電力行業進一步發展，提高人們用電質量。

作者:王維 趙明穎 單位:國網七臺河供電公司

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