智能电网中电力设备及其技术发展分析(2)

智能电网中电力设备及其技术发展分析

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电力系统及其自动化学报　　　　　　　　　　　　　　第２４卷

智能电网建设的重要组成或实现智能电网的重要手段，在本文中也进行了相应介绍。）各种大容量储能及高效能量转换装置，如３

蓄电池储能、超级电容器、超导储能、飞轮储能，以高容量储氢、高效二次电池等设备。及燃料电池，

以分布式发电系统为例，如图１所示，发电部分、功率调节部分有多个逆变器，其中功率转换和控制装置又包含诸多核心设备，如各种大功率高性大功率风力发电机的励磁与控制器、风能变流器、

力发电用永磁发电机变速调速装置、大功率并网逆储能装置以及电网的连接设备，燃料电池、电变器、

能输出波形质量设备，电压跌落隔离和保护设备等。对于大功率燃料电池系统，则涉及新的电路拓扑、智能集成功率变流器和智能系统级控制

６］

。设备［

１　国内外智能电网的侧重区别

智能电网中电力设备及其技术发展的驱动可以用“环境决定侧重，力度决定速度”来概括。后半句表明政府意图对智能电网发展的决策和重视程而前面半句，度决定智能电网和各项技术的速度，

则表明智能电网的发展应与国情相适应，智能电力设备技术的发展也与智能电网的侧重相匹配。

美国智能电网环境的特点是分布式发电比重快速上升与完全竞争性的电力市场，因此注重用户侧和配电智能设备，相关技术开发和应用也着重这”智能电网规划中，在美国“美国两部分。ｒｉｄ２０３０ｇ智能电网的电力设备主要围绕如智能电表、智能终端、智能配电网设备以及超导和储能等方面。欧洲太阳能国家智能电网建设主要是促进并满足风能、和生物质能等可再生能源的快速发展，把可再生能分布式电源的接入以及碳的零排放等环保问题源、

作为重点，因此优先发展新能源接入与控制相关设

５］

。备及技术［日本和韩国将智能变电站、配电网的

自愈控制相关设备，以及大规模太阳能等新能源开发的保护与控制设备作为研究重点。由于我国能源售合并的垄断性电与用电负荷分布的情况以及网、

力环境，导致智能电网规划侧重长距离、高电压输但同时智能用电双向互动、分布式电变电的发展，

源＂即插即用＂接入的需求及电力市场化改革，也如智能电表及双向通极大推动配用电设备的发展，信网络的广泛建设。

图１　分布式发电、储能及转化系统

，ｅｎｅｒａｔｉｏｎＦｉ．１　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｅｎｅｒｓｔｏｒａｅ　ｇｇｇｙｇ　

ａｎｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓｓｔｅｍ　　ｙ

２．２　输电方面

智能电网网架建设，既要发展大容量远距离低损耗输电技术，也要考虑大规模间歇式新能源接入对输电网的影响，主要集中于柔性交流输电（）及其ＦＡＣＴＳｆｌｅｘｉｂｌｅＡＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｓｔｅｍｓ　　　ｙ

高压、特高压直流输电相应柔性交流输电设备，

），以及高温超ＨＶＤＣ（ｈｉｈｖｏｌｔａｅｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔ　　　ｇｇ

导技术等，前两项涉及大量的电力电子设备，最后一项同时涉及新材料和复合材料等关键技术和设备。

）１ＦＡＣＴＳ技术及设备

柔性交流输电技术是现代电力电子技术与电力系统相结合的产物，是智能电力设备在输电部分应用的体现。该技术采用具有单独或综合功能的电对输电系统的主要参数（如电压、相位力电子装置，

差、电抗等）进行灵活快速的适时控制，以期实现输送功率合理分配，降低功率损耗和发电成本，大幅度提高系统稳定和可靠性。目前已成功应用或正在开发研究的Ｆ如静止无功ＡＣＴＳ装置有十几种，

２　智能电力设备发展现状

智能电网作为一个整体，无论侧重点在哪个部分，都需要众多先进的智能电力设备的支持。２．１　发电方面

智能电网在发电方面涉及的电气设备包括各种可再生能源能量转换设备，安全、可靠并网接入设备以及储能设备。

）各种新能源和分布式发电技术设备，如微１

、型燃气轮机、燃料电池（微透平）太阳能光伏发电（、、太阳板）风力发电（风机）生物质能发电设备、海洋能发电设备和地热发电设备等。

）智能保护与控制类设备，如数字型保护继２

电器、智能分接头变换器、动态分布式电力控制设备等。