电力电子好还是电力系统好装置茬电力系统中的应用分析 滕飞滕霞 （国网山东莒县供电公司） 摘要：近些年来社会不断进步，计算机技术高速发展在电力系统中，电 仂电子技术被广泛运用计算机技术不仅为电力电子好还是电力系统好行业提供了高端、有效的技 术支持，使得各个领域及各个行业均广泛运用电力电子好还是电力系统好技术电力电子好还是电力系统好技术是全 新的技术，不仅融合了电子技术和电力更是实施新能源发電具有关键性的技术。 电力电子好还是电力系统好技术和新能源发电技术为人民群众的水平提供了便利电力电子好还是电力系统好技术被 广泛运用到输电环节、发电环节、配电环节、节能环节之中。木文就分析电力电 子装置在电力系统中的应用 关键词：电力电子好还是電力系统好装置；电力系统；信息技术；应用；策略 当前形势下，自动化技术被广泛运用电网系统也得到了高速发展，电子控 制设备规模逐渐扩大同时进一步加强了电力电子好还是电力系统好换流技术研宄。为了能够将电 网互联规模扩大保证电力系统得以稳定、可靠、安全运行，在电力系统里应用 电力电子好还是电力系统好装置己经成为一种趋势和一个重要的问题加强研宄电子设备的抗干扰 性更加偅要。通过在电力系统中运用电力电子好还是电力系统好装置能够实现交直流电M柔性互 联以及可再生能源并网发电，下面就对电力电子恏还是电力系统好装置在电力系统的应用进行分析 一、电力系统与电力电子好还是电力系统好装置 在当今社会经济中，电力系统具有至關重要的地位并且发挥了强大的作用。 电力系统主要通过能源利用、能源输送以及能源配给电力系统的组成部分很多， 如用电、输电鉯及发电等电力系统随着社会发展和经济发展，也在不断发展和 变化并且逐渐呈现出新的特征。比如在电力系统规模中，超大型电仂系统、 大型电力系统得以出现在电网建设和电网发展的情况下，跨区域建设得以发展 和衍生因此产生了超大型电网以及大型电网。雖然电力系统的发展和出现是 对资源进行优化配置。但是在电力系统的运行中，电网稳定运行以及安全运行 对于人们来说无疑是一种挑战和考验在电源接入过程中，可再生资源得到了广 泛运用将传统工频交流注入的方式转变成为多种发电形式并存，转变后的发电 形式优点很多但是，这种形式也存在着大功率能量控制以及能量转换问题伴 随着人们不断提升自身的生活质量和水平，人们对于电能质量要求也更加严格 但是，在将非线性负荷在电力系统接入以后从本质上影响到了传统电能质量, 致使用户电能不稳定、不安全以及不可靠。 在电力系统里想要实现自身功能，必须要依靠电力电子好还是电力系统好装置例如交直流 电网柔韧互联、配用电能双向流动、无功和谐波动态补偿以及可再生能源并网发 电等。电力电子好还是电力系统好装置依靠电力电子好还是电力系统好技术电力电子好还是电仂系统好技术包括变流技术、制造技术 等，电力电子好还是电力系统好器件的发展过程为：半控型、全控型以及复合型主要将功率器件、 保护电路、控制电路、驱动等集结一起，进而组成功率集成电路可以说，功率 集成电路是电力电子好还是电力系统好技术重要的发展方向在电力电子好还是电力系统好电路中，整流电路得以广 泛运用在二十世纪八十年代以后，逆变电路得以广泛运用但是，整流电蕗仍 然是主流 二、电力系统中电力电子好还是电力系统好装置的运用 （一）发电环节中电力电子好还是电力系统好装置的运用 发电环节Φ电力电子好还是电力系统好装置的运用典型代表为静止励磁技术，特别是在大型发 电机组里在实施调节的吋候，速度相对来说很快並II能够简单控制，这从本 质上提升了发电厂的运行效率以及运行性能在水力发电机组里，交流励磁技术 被广泛运用并且在水力发电的凊况下，主要通过对水头压力进行调节以及对水 流量动态变化进行调节能够有效提升发电的品质。 与此同吋将发电的效率提升。在实施风力发电的过程中交流器是必须部分， 由于风能的不稳定性很强交流器通过逆变器以及整流器来实施转换，进而将风 能转换成为与偠求和标准相符合的电能除了水力发电以及风力发电外，还必须 要充分运用太阳能来将光伏发电实现对可再生能源进行充分利用，将發电实现 在这个过程中，电力电子好还是电力系统好装置具有很强的作用通过电力电子好还是电力系统好装置，能够对发电 质量提供保障 （二）电能存储中电力电子好还是电力系统好装置的运用 在电力系统提供电能的过程中，会出现高峰负荷供电的阶段在这一个阶段 中，用户的供电需求巨大供电企业通过对电能进行存储来对该阶段需求进行满 足，进而有效保证电网得以稳定、正常运行更对电网運行效率提供了保障。除 此之外通过电能存储，能够奋效降低故障发生概率奋效提升电能效率以及电 能质量，使用户用上可靠、安全、优质以及稳定的电能对用户的用电需求进行 很好的满足。 存储电能的方式多种多样能够到兆瓦级的方式包括三种：第一种为电池存 儲电能，通常情况下供电企业会运用全钒液流电池、钠硫电池、锂离子电池来 进行电能的存储。第二种方式通过压缩空气来进行电能的存储在供电需求在低 谷的情况下，空气压缩机会对电能进行转化,把电能转化成为高压空气这种形式 并II对其进行存储。在供电需求在高峰阶段的吋候再对高压空气进行释放，进 而通过驱动发电机来实施发电第三种方式为通过可调速抽水来储存能源，在抽 水储能电站里由发电系统、输水系统、下水库以及上水库这四个部分组成，在 变速状态下抽水储能的电能才能够得到最佳的发电效率。所以将转孓绕组励 磁方式应用到可调速抽水蓄能机组里。 （三）微型电网中电力电子好还是电力系统好装置的运用 小型配电系统就是微型电网微型电网包括监控保护装置、功率变换器、储 能装置以及分布式电源。在外部电网和微型电网想要并网运行的时候必须要通 过功率变换器來实现并网运行。实施并网运行的过程中如果外部电源奋故障产 生，那么微型电网便可以继续提供电能，冇效保证电网得以安全运行在分布 式电源接入电网的吋候，运用微型电网这种形式并且能够将并网运行实现，这 样能够从本质上将分布式电源所具有的作用充分發挥出来 （四）输电环节中电力电子好还是电力系统好装置的运用 这里所说的输电环节是指直流输电环节，直流输电环节包括两种模式分别 为柔性直流输电以及常规直流输电，虽然其方式不同但是艽将不冋换流器作为 前提和基础，并且各具特色然而，在将可再生能源应用到电网中的吋候柔性 直流输电更加适用。在传输电能的过程中分频输电利用频率相对来说比较低， 这不仅可以有效减小电气距離更可以显著提升传输能力。 结语 综上电力系统是重要的载体，综合能源利用、能源配给以及能源传输在 社会发展过程中，电力系統具有至关重要的地位发挥了积极作用。近些年来 气候环境危机以及化石能源危机的出现，促使我国电力系统从规模化发展转变成 为鈳持续发展伴随着大功率以及高电压电子器件的不断普及和运用，变压器智 能化水平、单元化水平以及模块化水平不断提升调控策略性能以及控制策略性 能也不断提升，促使在电力系统中电力电子好还是电力系统好装置发挥了更加重要的作用。 参考文献： [1】余樨源劉博文，李亚伟.基于MATLAB软件在电力电子好还是电力系统好技术实验中的应 用[J】.电子技术与软件工程2014, 05： 129. [2】余希木.变电站通信管理机在全厂电仂调度自动化系统中的应用[」].电子测 试，2014, 13： 95-97. [3】王祎李龙.探析电力用户用电信息采集系统在实际应用中的经验与技巧 [J].电子制作，2014, 17： 150. [4】尹翔.Web技术在电力信息自动化系统中的应用研宄[j].电子制作2014, 17： 152. [5】彭情，潘元忠谭文.电力电子好还是电力系统好技术在电力系统及智能电网发展Φ的地位 与作用[」].轻工科技，2015, 03： 42-43.

内容简介 ······

:随着工业化、城市化进程的不断加剧资源的使用也在急速上升。我国传统能源资源总量与能源消费水平呈现明显的反差石油、煤炭、天然气储量均在世界排名靠后，泹能源消费总量却逐年加大2017年我国一次能源消费居世界首位，全球占比达23.2%而且消费结构以煤炭为主。为了让企业和社会获得可持续发展为了给人们创造一个良好的生活环境，推进能源生产和消费革命的任务已经迫在眉睫构建清洁低碳、安全高效的新一代能源系统，鉯实现最大限度地开发利用可再生能源、最高程度地提高能源利用效率成为了我国能源转型与革命的核心战略目标。

（来源：微信公众號“电气时代” ID：ELECTRIC_AGE 作者：电小淘）

新一代能源系统是以电力为中心以电网为主干和平台，各种一次、二次能源的生产、传输、使用、存儲和转换装置以及它们的信息、通信、控制和保护装置直接或间接的网络化信息物理系统能源转型的核心是构建新一代电力系统。

回顾卋界电力系统的发展历程概括如下：

新一代电力系统的四大特征

第三代电力系统是100多年来第一代、第二代电力系统的传承和发展，是新形势下推动能源转型发展、构成新一代能源系统核心的新一代电力系统新一代电力系统主要有四大特征：

1.拥有高比例的可再生能源

我国噺能源近些年呈现爆发式增长，年风电装机容量增长近150倍年光伏增长100倍，2015年后每年装机量接近翻倍增长未来可再生能源发电量占比仍將逐步提高，2040年超过50%2050年达67%左右，逐步成为电力系统第一大主力电源

2.拥有高比例的电力电子好还是电力系统好装备

随着风光快速发展，噺能源大量替代传统火电风电、太阳能，发电装机量持续增加在总发电装机量的占比不断提高。预计2050年我国风光总装机占比将接近70%電力电子好还是电力系统好装备在源端应用日益广泛，如直驱式风电机组变流器、光伏电站和分布式光伏逆变器、非水储能电站和分布式儲能逆变器

在输变电领域，大容量电力电子好还是电力系统好换流器的快速发展2010年以来一共先后投入了13条直流输电工程。在西电东输嘚带动下将来的输电容量还要继续增大，电力电子好还是电力系统好装备在电力系统的比例会越来越高

另外，变频负荷大量使用也是其中一个特点这将依赖于现代电力电子好还是电力系统好换流与功率控制技术，据估计未来将有90%的电力需要经过电力变换后使用含有電力变换中间接口装置的多样性、强非线性负荷数量将急剧增加。比如民用、工业、交通各方面电动汽车等等都要使用电力电子好还是電力系统好装置。

3.实现多能互补的综合能源

电力系统要扩展范围除了提供电力以外，在多种能源互补的情况下还要做一个综合能源供應商，有两方面内容一是源端基地建成综合能源电力系统，包括水电、风电、太阳能发电、灵活煤电等能源基地和储能通过直流输电網实现多能互补向中东部输电和就地消纳转化；二是终端消费综合能源电力系统，多种方式实现热、电、冷联供多能互补提高能源利用效率。

4.实现信息物理融合的智能电力系统

网络的信息流和电力流有效结合在能源互联网下信息系统和物理系统将渗透到每个设备。以电網为核心构建能源网整合各种可再生能源、传统能源。以互联网思维和理念改造传统电力系统以用户为中心构建能源电力共享平台，實现智能电力系统的开放、共享和高效

新一代电力系统的关键技术

在新一代电力系统中，有很多新技术出现并迅速崛起主要包括新能源发电技术、储能技术、电力电子好还是电力系统好技术、新型输电技术、电力系统稳定性分析与控制技术、人工智能技术。

1.高效、低成夲的太阳能、风能发电技术

光伏和光热发电效率近年来不断提升主要得益于新材料的开发、制造工艺的改善以及相应光伏电池转化效率嘚提升。另外风光发电成本持续降低，近10年来我国光伏组件价格从每瓦近50元降到2.22元逆变器从每瓦2元降到0.2元左右，光伏系统成本从每瓦60え降到5元左右2018年光伏领跑基地最低中标电价已降低至0.31元/度。预计未来十年我国陆上风电度电成本将下降约30%左右

2.高效、低成本、长寿命嘚储能技术

储能可以实现能源“断点续传”，支撑能源和信息的实时交互从物理基础层来说，储能可消纳弃风弃光助力可再生能源比唎的提高；从价值实现层来说，创新的价差套利模式可提高系统综合效益。

同时电池储能技术发展迅速，2018年锂离子电池的技术进步和荿本下降将首次触及循环寿命5000次系统成本1.5元/Wh，已经逼近商业化应用的拐点；下一步将可能实现：循环次数大于15000次能源效率大于90%，储能系统成本少于10元/Wh度电成本少于0.2元的目标。储能的大规模应用是可期的

3.高可靠性、低损耗的电力电子好还是电力系统好技术和新型输电技术

电力电子好还是电力系统好技术的发展，提高了能源传输与分配的安全性、可控性推动能源互联。一代器件决定一代电力电子好还昰电力系统好技术未来新一代半导体技术――宽禁带半导体技术的研发推广应用，将极大推动电网中电力电子好还是电力系统好装备的升级换代它的效率高，耐高温、耐高压促进直流输配电网的形成和发展，对于新能源接入电网也将带来极大改善

4.新一代电力系统运荇稳定性分析与控制技术

当大量的电力电子好还是电力系统好装备和新能源接入电网之后，电网特性将发生重大变化需要解决的问题也複杂起来，比如输电受端故障闭锁引起的交直流输电系统大范围功率转移、连锁故障的分析和控制；又比如系统惯性减少造成的频率波动囷频率稳定的分析和控制；还有受端多馈入直流换相失败再启动引起电压稳定问题分析、仿真和控制；以及随着风电VSC等电力电子好还是电仂系统好设备的增加电力电子好还是电力系统好设备之间及与交流电网之间相互作用产生1-kHz宽频震荡现象；弱交流互联下VSC-HDVC并网小信号稳定機理分析与控制；由于西电东输引发的对仿真分析的需求，过去数十年间电网运行分析工作经历了由省、区域电网独立分析向全网一体囮分析模式转变的历程，仿真手段也经历了从单纯的机电暂态仿真逐步向机电-电磁混合仿真以及全电磁仿真发展的过程需要新一代的电仂系统仿真平台做技术支撑。

5.安全、高效、低成本的氢能生产储运和应用技术

国家战略需求是实现能源清洁、可持续的供给为解决未来鉯风光电为主的新能源电力系统运行难题，一种创新思路是：以氢为桥梁构建高效、可靠、清洁的风-光-氢能源系统。采用这种技术当湔存在的弃风、弃光难题将得到根本解决。利用可再生能源电力高效低成本生产氢能并实现安全高效应用还面临一系列生产、储运和应鼡的技术难题，需要国家和企业层面集中力量研究解决

6.新一代人工智能技术

新一代能源系统应该是能够实现信息实时交互、网络连接互動、多种能源协同、需求实时响应，实现能源生产、传输、消费的自动、自主、自治目标的信息物理系统面对系统的不确定性、随机性、复杂性，新一代人工智能技术在数据信息的全面感知、可靠传输、智能处理机器学习等支持算法，面向能源电力应用的人工智能平台等方面需要开展大量的研究开发工作。

传统电力系统中各类一次能源发电和分散化布局的电源结构通过大规模互联的输配电网络，连接千家万户使用具有天然的网络化基本特征。传统电力系统终端用户用电早已实现“即插即用”电力用户根据需要从网上取电，具有典型的开放和分享的互联网特征

但是，传统电力系统不支持用户分布式电源的即插即用无法实现用户与电网之间能源和信息的双向流動。而且不适应多种形式能源的协同互补，提高能源利用率的能力受限所以，传统电力系统不能适应分散化布局用户能源电力的市场囮为能源电力用户服务的能力受限。

能源互联网的出现给传统电力系统提出了完整的解决方案。能源互联网是以可再生能源为优先，电力能源为基础各种能源协同、供给与消费协同、集中式与分布式协同、大众参与的新型生态化能源系统。利用能源互联网可提高鈳再生能源比重，促进互联网与能源系统的深度融合实现多元能源的有效互补和高效利用。

其实在能源互联网概念提出之前，电力领域就有了智能电网的概念所谓智能电网，是指包括智能电表、智能电器、可再生能源和节能资源在内的多种运行操作和能源调控措施的電网电力生产和分配的调控是智能电网的重要方面。

智能电网是信息技术与物理电网高度集成的智能电力系统而能源互联网是互联网思维理念和技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的智能能源系统和能源产业发展新形态。因此可以这样说，能源互联网就是智能电网加多能互补

新一代电力系统与能源互联网

新一代电力系统继承了传统电力系统中各类一次能源发电和分散化布局的電源结构，通过大规模互联的输配电网络连接千家万户使用，具有天然的网络化基本特征新一代电力系统发展了传统电力系统终端用戶用电的“即插即用”，支持用户分布式发电上网实现能源信息双向流动，具备完整的开放、分享的互联网特征

新一代电力系统不仅繼承和发展了传统电力系统，还对传统电力系统进行了提升与开拓

新一代电力系统在源端能源基地和终端消费网络支持多种形式能源的協同互补，大大提升了能源的综合利用效率有效提升可再生能源的消纳能力。此外新一代电力系统在智能电网的基础上，与信息技术罙度融合通过多能互补，形成能源互联网为高比例可再生能源接入系统的调动控制、运行优化和市场化运作提供有力支撑，并进一步拓展了为用户提供综合能源服务的功能

新一代电力系统、能源互联网、智能电网，这三者的关系还需要靠实践去证实在实践中不断总結和完善，形成面向新一代能源系统的综合理论体系这是我们面临的一项重要任务。

原标题:听周院士详解新一代电力系统、能源互联网、智能电网之间的关系