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【摘要】自动化、信息化与数字化为智能电网持续发展总目标，同时先进电力电子相关技术也为智能电网建设有力手段。站在不同视角对先进电力电子相关技术对于智能电网贡献进行分析，并对先进电力电子技术研究方向与发展预期进行展望，阐述先进电力电子技术基本内涵以及它被应用于智能电网当中的情况，尤其重点阐述灵活直流输电与交流输电相关技术被应用于智能电网当中的情况，同时道明它未来发展趋势与发展重难点。
【关键词】先进电力电子技术；智能电网；应用
前言
现代智能电网普遍方向为数字化、信息化以及自动化，但先进电力电子相关技术是一个主要智能电网相关操作手段，智能电网当中实际应用并非是源于电网安全所需，同时它也为电力市场持续发展的需要。因而，本文接下来将主要阐述电力电子相关技术一般研究方向，还有部分先进电力电子技术应用于智能电网当中的实际应用内容。
1、国家智能电网发展现状
当前各国家对于智能电网概念有着不同解释，暂时没有达成共识。换句话讲，可以说智能电网即为电网智能化，也就是计算机相关技术、信息技术与通讯技术与原有输配电基本设施高度整合所形成新式电网，合理利用它能够起到减少环境污染，提升能源效率，提升供电可靠安全性以及降低输电网的电能消耗等效果。到新纪元，伴随科技与经济不断发展，纵然当前美国电网为全球最成熟体系，但是也不符合本国生产和应用所需。而日本与欧盟也同时把光纤技术与循环能源应用于智能电网当中。同外国智能电网研究相比，中国智能电网研究仍然处于起步阶段，但智能电网有关技术也可以说开展了为数不少的研究与实践。我国电网在大型电网运行管理，电网节能环保与信息化变电站等领域研究，也得到了大量具有国际领先水平和带动全球电网事业发展科研成果。打个比方，比如灵活型交流输电以及高压型直流输电等技术，能量转换与定制电力等相关技术就被大面积应用在国家智能电网当中。该先进电力电子相关技术构筑成统一智能电网有效途径。
2、智能电网对于电子技术的需求
按照当前环境、社会与电力事业发展态势，智能电网当中对先进电力电子相关技术应用需要就更大了，要求其可以确保电网稳定运行，保障电子装备可靠性等，要求其对电力市场相关需求予以满足，改善电能质量，资源优化配置，还有环境优化等各方所需。
2.1达到资源优化配置并优化环境
想要达到资源能源优化配置的目标，就应当提升能源循环利用效率，风能与光能是绿色能源中比较主要的，分布于东北部、西北部等地区，也较为分散，同时极不稳定，想要对这部分能源充分加以利用，对于电力系统稳定性与安全性就有了更高的要求，对于电网建设也具有更高要求。凭借合理引入先进电力电子相关技术，打造智能型电网，进一步达到可再生能源预测，控制与调度的目的，确保能源大量研发与远距输送，促使电网与能源相容性更高，并进一步推动绿色能源发展，提升我们国家能源结构当中清洁能源比例，同时对国家能源进一步起到优化配置的作用。
2.2提高电能质量以对电力市场所需予以满足
社会工业化水平日渐提升，这也意味着对电能质量要求逐渐提高，人们对于此重视程度也逐渐增大。根据相关统计表明，平均每年美国由于电能质量问题造成直接的经济损失便已达到上千亿的美金数额。结合先进的电力电子相关技术以促进电能质量更大提升，也进一步提升输配电的质量与效率，而这也为电网持续发展对先进电力电子相关技术提出的更深层次需求。
2.3确保电子装置的可靠性
现如今，电网建设中电力电子相关技术应用得到了前所未有发展机遇，但是仍未能构筑完善大型应用评估系统。然而对电网当中大批使用电子装置适应性作何评价，还有为社会创造经济效益等，这些都是有待解决问题。要科学安全结合相关电子装置与电力电子相关技术，这些都是在智能电网构建过程中需要特别注意的。但是现如今，国家电网整体架构还是较为薄弱的，且仍然有许多有待改进的地方，所以更要加大力度做好电网构架建设和灵活型交流输配电装置研发。伴随经济迅猛發展，电力的需求量连年上涨，大规模电网建设也会是未来电力事业持续发展方向，这同时也说明了电网结构将会越发复杂。而且我国同时还为自然灾害较频繁发生国家，这些地质、气候灾害对于我们国家大电网安全运行都构成了严重威胁。所以，这也要依靠先进电力电子相关技术，结合先进电子装置对电力系统加以调控，来巩固电网构架，防止电网故障扩散，从而全方位加强电网故障恢复与防御能力。
3、电力电子相关技术主要研究内容
3.1变化器主电路
工作核心主要借助功率半导体相关器件，而电力电子的变化器主电路将会结合另一类电路的拓扑结构与控制方法，如此才可以达到有效利用与操纵电能变化，变化器主电路的拓扑结构实质上是将有源与无源功率的半导体元器件按照设置好规律进行组合排列，基于此形式形成一类电路构造。换句话讲，拓扑优化即为设计变化器时，凭借可靠科学选取网络当中各工作元件指定位置，进而合理有效实现大功率、高频化总目标。
3.2对电力电子的电路进行整体把控
大功率电子电路凭借功率式半导体元器件来更替与把控电能功率较大的元器件，而电力电子的电路则主要对相应工业点予以把控，一般情况下出现最多工作程度的时候尽可能将能量损耗量减少到最低。功率型半导体元器件工作时会处在开关模式下，该操作模式可以有效减少电路内能量消耗，因而电力电子实质是一类功率较大开闭型电路，它的工作原理为结合低信号来控制电能。
3.3功率型半导体元器件
功率型半导体元器件，实际上就为电力电子元器件，是应用于电能变化及控制电路当中大功率型电子操作元器件，一般有不可控、全控与半控型元器件三种类型。这其中半控型晶体闸管通常属于半控元器件，处于电流和电压容量承受力之上，在全部元器件当中数量最多。而全控元器件也可以分为电压驱动与电流驱动元器件。至于不可控器件，其电力二极管实质上为不可控型元器件，同时一般工作原理和组织结构比较而言更加简便，而且可靠性也会更高。 4、先进电力电子相关技术实际应用
4.1 FACTS技术
FACTS技术指的是电力电子相关设备为前提，同时融合现代化控制技术达到对原先交流输配电系统相关参数和网络结构灵活高效控制目的，进一步让线路输送能力与系统可靠性增强。伴随电力电子元器件不断更新换代，可以看到FACTS技术由原先半控型器件为基础静止无功型补偿器，可控式串补技术过渡到了当前以可断开关闭器件为基础静止同步型补偿器等相关技术。目前我国资源及需求呈现出逆向分布状态，客观上来讲想要大面积转移某个区域能源，就要大幅提升线路疏松的能力，并同时对由此引起潮流控制及系统震荡不稳等问题加以解决。FACTS技术因为它快速调节控制能力与系统原本具有优质可容能力，给其未来在我国应用与研究描绘出一幅宏伟蓝图。
4.2 SVC技术
交流输配电相关技术里面，SVC技术的灵活性同样很高。对此项技术应用，可以使用在很多方面。打个比方，经调节电力系统的电压，保障电力系统平稳运行，经控制无功潮流，让系统具有更强输送电能力，提高电力系统暂态、静态稳定性等。在国家电力系统当中，电网输电配电不足，还有电力系统可靠性而言，SVC技术为一项非常有效技术。此技术中潮流优化、无功补偿等功能，也可以有效改善电网电能质量，进一步让电网可靠性、输电效率与能力等都得到提高。由二十世纪的八十年代起，我国渐渐开始引进与应用SVC装置。在2005年我国研发建设首个SVC工程，即鞍山红一变100Mvar SVC示范性工程，并使其正式投入生产运营。该工程顺利发展，意味着我们国家对于SVC电力系统制造与设计技术已经能够全盘掌控。此以后不断发展过程中，可以看到SVC技术正在大踏步向前迈进，先后于四川、重庆等地有多个SVC装置投入建设与运行。
4.3 TCSC技術
TCSC技术也被称为可控式串补技术，交流输配电相关技术中，此技术具备比较高灵敏性，主要包括有金属氧化限压器、晶闸管阀与阻尼器等内容。此项技术以常规串补技术作为发展基础。具体应用过程中，此项技术对电力系统的稳定性、输电能力等，都有很好支撑提高作用。并且在同时能够抑制次同步谐振情况，进一步在输电时让电网当中电能损耗降到最低，实现优化电力系统的运行方式目的。当面对比较灵活交流输电相关技术时，可控式串补技术代表性较高，其发展情况可以体现出全球先进电力电子相关技术发展态势。当前全球大范围中，我国为第四大掌握可控串补式制造技术国家。二十世纪的后叶，我国便已着手对可控式串补技术展开系统性研究。2005年时，甘肃碧城220KV TCSC工程作为我国首个TCSC工程问世，而2008年我国已成功构建全球最大TCSC装置，即伊冯500KV TSCS装置，同时正式投入生产运行。可以说可控式串补技术应用，对电网输送电离能力具有积极促进作用，也进一步让我们国家智能电网获得了勃勃发展生机。
结语
综上所述，先进电力电子技术能够起到优化、强化电网的效果，确保大电网可靠稳定运行，并推动再生能源有效应用，对电网的电能质量加以改善，确保电力系统的电力电子相应装置可靠安全运行并对节能减排相关技术加以深化研究，是构建国家智能电网有效途径。推动先进电力电子相关技术发展进步，是确保国家电网持续稳定发展最为重要的战略目标。
参考文献：
[1]王雪丽.先进电力电子技术在智能电网中的应用研究[J].电子制作，2014，22：40.
[2]任健.先进电力电子技术在智能电网中的应用分析[J].通讯世界，2016，06：128.
[3]詹慧芳.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子世界，2014，12：482-483.
[4]范向红.先进的电力电子技术在智能电网中优势体现[J].电子制作，2015，12：122.
[5]张莉.先进电力电子技术在智能电网中的应用研究[J].吉林省教育学院学报（中旬），2015，09：132-133.
[6]尹晓峰.刍议先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子世界，2016，09：118.
作者简介：赵宇（1978年），男，河南西平人，驻马店职业技术学院讲师，学士学位，研究方向：大学物理和电子技术。
【关键词】先进电力电子技术；智能电网；应用
前言
现代智能电网普遍方向为数字化、信息化以及自动化，但先进电力电子相关技术是一个主要智能电网相关操作手段，智能电网当中实际应用并非是源于电网安全所需，同时它也为电力市场持续发展的需要。因而，本文接下来将主要阐述电力电子相关技术一般研究方向，还有部分先进电力电子技术应用于智能电网当中的实际应用内容。
1、国家智能电网发展现状
当前各国家对于智能电网概念有着不同解释，暂时没有达成共识。换句话讲，可以说智能电网即为电网智能化，也就是计算机相关技术、信息技术与通讯技术与原有输配电基本设施高度整合所形成新式电网，合理利用它能够起到减少环境污染，提升能源效率，提升供电可靠安全性以及降低输电网的电能消耗等效果。到新纪元，伴随科技与经济不断发展，纵然当前美国电网为全球最成熟体系，但是也不符合本国生产和应用所需。而日本与欧盟也同时把光纤技术与循环能源应用于智能电网当中。同外国智能电网研究相比，中国智能电网研究仍然处于起步阶段，但智能电网有关技术也可以说开展了为数不少的研究与实践。我国电网在大型电网运行管理，电网节能环保与信息化变电站等领域研究，也得到了大量具有国际领先水平和带动全球电网事业发展科研成果。打个比方，比如灵活型交流输电以及高压型直流输电等技术，能量转换与定制电力等相关技术就被大面积应用在国家智能电网当中。该先进电力电子相关技术构筑成统一智能电网有效途径。
2、智能电网对于电子技术的需求
按照当前环境、社会与电力事业发展态势，智能电网当中对先进电力电子相关技术应用需要就更大了，要求其可以确保电网稳定运行，保障电子装备可靠性等，要求其对电力市场相关需求予以满足，改善电能质量，资源优化配置，还有环境优化等各方所需。
2.1达到资源优化配置并优化环境
想要达到资源能源优化配置的目标，就应当提升能源循环利用效率，风能与光能是绿色能源中比较主要的，分布于东北部、西北部等地区，也较为分散，同时极不稳定，想要对这部分能源充分加以利用，对于电力系统稳定性与安全性就有了更高的要求，对于电网建设也具有更高要求。凭借合理引入先进电力电子相关技术，打造智能型电网，进一步达到可再生能源预测，控制与调度的目的，确保能源大量研发与远距输送，促使电网与能源相容性更高，并进一步推动绿色能源发展，提升我们国家能源结构当中清洁能源比例，同时对国家能源进一步起到优化配置的作用。
2.2提高电能质量以对电力市场所需予以满足
社会工业化水平日渐提升，这也意味着对电能质量要求逐渐提高，人们对于此重视程度也逐渐增大。根据相关统计表明，平均每年美国由于电能质量问题造成直接的经济损失便已达到上千亿的美金数额。结合先进的电力电子相关技术以促进电能质量更大提升，也进一步提升输配电的质量与效率，而这也为电网持续发展对先进电力电子相关技术提出的更深层次需求。
2.3确保电子装置的可靠性
现如今，电网建设中电力电子相关技术应用得到了前所未有发展机遇，但是仍未能构筑完善大型应用评估系统。然而对电网当中大批使用电子装置适应性作何评价，还有为社会创造经济效益等，这些都是有待解决问题。要科学安全结合相关电子装置与电力电子相关技术，这些都是在智能电网构建过程中需要特别注意的。但是现如今，国家电网整体架构还是较为薄弱的，且仍然有许多有待改进的地方，所以更要加大力度做好电网构架建设和灵活型交流输配电装置研发。伴随经济迅猛發展，电力的需求量连年上涨，大规模电网建设也会是未来电力事业持续发展方向，这同时也说明了电网结构将会越发复杂。而且我国同时还为自然灾害较频繁发生国家，这些地质、气候灾害对于我们国家大电网安全运行都构成了严重威胁。所以，这也要依靠先进电力电子相关技术，结合先进电子装置对电力系统加以调控，来巩固电网构架，防止电网故障扩散，从而全方位加强电网故障恢复与防御能力。
3、电力电子相关技术主要研究内容
3.1变化器主电路
工作核心主要借助功率半导体相关器件，而电力电子的变化器主电路将会结合另一类电路的拓扑结构与控制方法，如此才可以达到有效利用与操纵电能变化，变化器主电路的拓扑结构实质上是将有源与无源功率的半导体元器件按照设置好规律进行组合排列，基于此形式形成一类电路构造。换句话讲，拓扑优化即为设计变化器时，凭借可靠科学选取网络当中各工作元件指定位置，进而合理有效实现大功率、高频化总目标。
3.2对电力电子的电路进行整体把控
大功率电子电路凭借功率式半导体元器件来更替与把控电能功率较大的元器件，而电力电子的电路则主要对相应工业点予以把控，一般情况下出现最多工作程度的时候尽可能将能量损耗量减少到最低。功率型半导体元器件工作时会处在开关模式下，该操作模式可以有效减少电路内能量消耗，因而电力电子实质是一类功率较大开闭型电路，它的工作原理为结合低信号来控制电能。
3.3功率型半导体元器件
功率型半导体元器件，实际上就为电力电子元器件，是应用于电能变化及控制电路当中大功率型电子操作元器件，一般有不可控、全控与半控型元器件三种类型。这其中半控型晶体闸管通常属于半控元器件，处于电流和电压容量承受力之上，在全部元器件当中数量最多。而全控元器件也可以分为电压驱动与电流驱动元器件。至于不可控器件，其电力二极管实质上为不可控型元器件，同时一般工作原理和组织结构比较而言更加简便，而且可靠性也会更高。 4、先进电力电子相关技术实际应用
4.1 FACTS技术
FACTS技术指的是电力电子相关设备为前提，同时融合现代化控制技术达到对原先交流输配电系统相关参数和网络结构灵活高效控制目的，进一步让线路输送能力与系统可靠性增强。伴随电力电子元器件不断更新换代，可以看到FACTS技术由原先半控型器件为基础静止无功型补偿器，可控式串补技术过渡到了当前以可断开关闭器件为基础静止同步型补偿器等相关技术。目前我国资源及需求呈现出逆向分布状态，客观上来讲想要大面积转移某个区域能源，就要大幅提升线路疏松的能力，并同时对由此引起潮流控制及系统震荡不稳等问题加以解决。FACTS技术因为它快速调节控制能力与系统原本具有优质可容能力，给其未来在我国应用与研究描绘出一幅宏伟蓝图。
4.2 SVC技术
交流输配电相关技术里面，SVC技术的灵活性同样很高。对此项技术应用，可以使用在很多方面。打个比方，经调节电力系统的电压，保障电力系统平稳运行，经控制无功潮流，让系统具有更强输送电能力，提高电力系统暂态、静态稳定性等。在国家电力系统当中，电网输电配电不足，还有电力系统可靠性而言，SVC技术为一项非常有效技术。此技术中潮流优化、无功补偿等功能，也可以有效改善电网电能质量，进一步让电网可靠性、输电效率与能力等都得到提高。由二十世纪的八十年代起，我国渐渐开始引进与应用SVC装置。在2005年我国研发建设首个SVC工程，即鞍山红一变100Mvar SVC示范性工程，并使其正式投入生产运营。该工程顺利发展，意味着我们国家对于SVC电力系统制造与设计技术已经能够全盘掌控。此以后不断发展过程中，可以看到SVC技术正在大踏步向前迈进，先后于四川、重庆等地有多个SVC装置投入建设与运行。
4.3 TCSC技術
TCSC技术也被称为可控式串补技术，交流输配电相关技术中，此技术具备比较高灵敏性，主要包括有金属氧化限压器、晶闸管阀与阻尼器等内容。此项技术以常规串补技术作为发展基础。具体应用过程中，此项技术对电力系统的稳定性、输电能力等，都有很好支撑提高作用。并且在同时能够抑制次同步谐振情况，进一步在输电时让电网当中电能损耗降到最低，实现优化电力系统的运行方式目的。当面对比较灵活交流输电相关技术时，可控式串补技术代表性较高，其发展情况可以体现出全球先进电力电子相关技术发展态势。当前全球大范围中，我国为第四大掌握可控串补式制造技术国家。二十世纪的后叶，我国便已着手对可控式串补技术展开系统性研究。2005年时，甘肃碧城220KV TCSC工程作为我国首个TCSC工程问世，而2008年我国已成功构建全球最大TCSC装置，即伊冯500KV TSCS装置，同时正式投入生产运行。可以说可控式串补技术应用，对电网输送电离能力具有积极促进作用，也进一步让我们国家智能电网获得了勃勃发展生机。
结语
综上所述，先进电力电子技术能够起到优化、强化电网的效果，确保大电网可靠稳定运行，并推动再生能源有效应用，对电网的电能质量加以改善，确保电力系统的电力电子相应装置可靠安全运行并对节能减排相关技术加以深化研究，是构建国家智能电网有效途径。推动先进电力电子相关技术发展进步，是确保国家电网持续稳定发展最为重要的战略目标。
参考文献：
[1]王雪丽.先进电力电子技术在智能电网中的应用研究[J].电子制作，2014，22：40.
[2]任健.先进电力电子技术在智能电网中的应用分析[J].通讯世界，2016，06：128.
[3]詹慧芳.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子世界，2014，12：482-483.
[4]范向红.先进的电力电子技术在智能电网中优势体现[J].电子制作，2015，12：122.
[5]张莉.先进电力电子技术在智能电网中的应用研究[J].吉林省教育学院学报（中旬），2015，09：132-133.
[6]尹晓峰.刍议先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子世界，2016，09：118.
作者简介：赵宇（1978年），男，河南西平人，驻马店职业技术学院讲师，学士学位，研究方向：大学物理和电子技术。