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电力电子技术的互联与网络化在配电网系统中应用

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【摘要】随着我国社会经济的快速发展,互联网技术和网络化技术都得到了发展,我国配电网的工作一直关系着国民经济的发展,相关的电力电子设备是配电网中的组成部分,本文结合配电网中电力电子设备的发展情况展开研究,从而确定互联技术同网络技术的具体应用措施。

【关键词】配电网;电力电子设备;互联网技术;装备类型

引言

我国的电力电子技术正在不断的改进之中,技术能够得到发展全部要依靠基础功能的支持,例如电能的转换技术和电能的输送应用等,这些方面的进步对配电网的发展具有重要的意义,信息网络技术的应用已经成为电力电子技术发展的主要手段之一,合理的利用这一技术可以全面的促进电力行业的发展。

1电力电子设备的基本类型

1.1变电类型

这一类型的设备可以对电能产生的功率加以处理,在配电网的应用当中,电能的频率和幅值都能够得到改变,而转变的效果可见一斑,在配电网的实际运作过程中,用户在使用的过程中能够体验到流畅的感觉,随着技术的更新,相关的研究人员能够建立全新的拓扑结构,电能的流动虽然是多方面的,但是在具体的使用过程中能够达到管控的目的,随着相关技术的加强,变电设备的转换效率能够达到99%左右,对于较大的功率系统而言,完善技术可以保障变电设备能够适应各种电流的调控方式,在安装的过程中,不论是串联的安装方式还是并联的安装方式,对设备的具体应用都没有绝对的影响,变电设备能够和容量进行完全的匹配[1]。变换器是变电设备中的代表之一,这是一种应用的比较广泛的处理器,对频率的调节效果很好,实现有效的配电。随着社会用电量的需求不断的增加,相关的设备同样需要更新,配电网的工作才能够顺利的开展下去。变换器的稳定性得到加强,面对大功率的系统同样能够进行调节,通过转换就能够达到变换器的高性能要求,结合配电网的处理,其运行的稳定性也能够有所保障。

1.2半导体类型

在电力电子的设备当中,其中比较核心的部分就是半导体开关,其中包括SCR、IGBT等,在电流和电压方面已经分别达到了6500V、4500V。在配电网中,其主要的技术系统也是依据半导体开关组建而成的,半导体开关的性能会影响到配电的实际效果,对于电力电子技术而言,半导体开关的选择主要依据的是材料和工艺,配电的效率才能够有所体现。对于半导体开关的材料而言,其在运行的时候对温度也有着明确的要求,而新型的材料也正在应用于半导体的生产当中,例如SIC材料,这款材料的应用可以使半导体的使用功能逐渐的提高,功率的使用范围也能够显著的扩大,这种材料适用于半导体开关。还有比较常见的新型材料CaN,制造的高频软件能够达到1MHz,这种材料的使用可以满足开关器件的迁移率,迁移率为2200cm2/(Vs),在性能方面也可以提高频率。因此,在半导体开关的器件中应该寻找良好的材料,对于半导体器件的工艺标准而言,半导体的制作是十分关键的,工艺精湛能够有效的提高开关使用的速度,对于功率等方面的消耗也有很大的帮助,值得注意的是,半导体器件的绝缘性和磁性条件需要达到一定的标准,在控制上就能够更加的有效,良好的半导体开关可以帮助配电网实现高效的工作[2]。

1.3系统类型

现今的电力电子设备都要配置相应的系统,对于大型的设备而言,其内部的变换器件远远不止一个,内部的电路对设备的影响也是蛮大的,建立完善的电力电子系统可以有效的帮助设备实现各种方式的连接,例如串联、并联和串并联等形式,对变换器中的电能处理也有一定的帮助,结合相应的控制器既能够控制器件,也能够控制配电。stm32f103以arm公司的32位cortexm3为核心,最高的主频是72MHz。stm32f103具有强大的电力变换器控制的pwm模块,在电力电子控制系统中应用的比较广泛。电力电子系统中的控制器一共可以分为两种,一种是系统的控制器,另外一种是控制电能变换的控制器,系统的控制器可以对所有的变化器进行相应指令的传达,这一控制器可以维持系统的变化。而能够维持系统稳定性的变化控制器,在系统当中是至关重要的。对于容量比较大的stm32f103而言,它的内部有3个独立的12位模数转换器,还有2个高级的定时器,4个普通的定时器,5个异步串行接口和1个usb从器件,其中的1个can器件、i2c和spi等是主要模块。静态sram的内置64k字节,包括512k字节闪存存储器。

2互联技术和网络化技术的应用措施

2.1功率接口的应用

我国的配电网建设能够维持社会的用电,而其中的电力电子设备就是其中最为主要的关键点,设备之间的连接全要依靠互联技术和网络技术,利用通信系统可以获取到相关的电能数据,进而下达相关的指令,电力电子设备在网络上的应用可以实现全面性的协调,对配电网的调控更加的灵活。这种接口是即插即用的,而且能够将不同类型的用电器、储能电池以及分布式发电等连接在电气设备的终端接入到配电网之中,实现发布发电的功能,对于不同的设备,其端口的电能输入模式有所不同,电网的输入形式也存在着一定的差异,适当的利用功率接口就可以实现电能的转化,电网的其他功能也能够应用,对于配电网中的其它设备而言,其电能的转化可以实现和电网相匹配,每一个功率接口就是一个电力电子设备。

2.2路由器的应用

随着电力电子相关设备应用的越来越广泛,电力系统当中的配电技术也正在不断的加强,配电网能够将所有的电子设备连接到一起,但是其中的协调作用还要依靠其他的技术。在实际的应用当中,配电网中电力电子设备可以完全被看作是连接的节点,而应用现代的互联技术和网络通信技术就可以将这些节点很好的连接起来,电力电子的设备可以实现基本的互联,而且有效的利用通信技术,可以很好的获取电能相关的状态数据,对于配电网而言具有重要的意义,配电网的通信技术就可以根据这些个连接的节点发出相应的指令,进而,相关的电力电子设备就会做出相关的回应,电力电子设备的运行也可以得到很好的协调,网络化的功能也是基于此实现的,现如今,应用互联技术和网络化技术是比较广泛的,而且能够直接的对用户进行使用[3]。在网络化技术的应用过程中,路由器就是相应的管理模块,对于中低压配电网而言,这种能量路由器可以实现基本的接口作用,这种路由器在低压区域网中的应用也是比较广泛的。当路由器进入到正常的工作时间时,电能能够实现双向流动,就母线而言,路由器可以实现其低压直流的功能。在进行能量路由器的选择时,应根据电力用户的实际情况,对于一般用电量的用户来说,选择20kVA容量的路由器即可,对于用电量较大的用户来说,可以选择500kVA容量的路由器。在具体应用的过程中,其终端的设备会传达出一些数据信息,通过路由器就能够将所有的信息传达给网络端口,实现其调控和发出指令的功能。相应的指令值是根据具体的工作状态而定的,这种路由器的功能比较强大,如果配电网中发生了故障,就可以起到限制电流的作用,能够有效的保障低压穿透,对于低压配电网而言,能够起到维持电压稳定的作用。

2.3操作系统的应用

配电网的操作系统是根据互联技术和网络化技术建立起来的,这种操作系统实际上就是一种网络通信协议,能够对网络中的所有设备进行监督,能够实现统一识别的功能,相应的管理特效得到提高,操作系统的功能实现还需要功率接口和路由器的配合,这有这两种形式的支持,操作系统的存在才具有一定的意义。在实际应用当中,这种网络协议由使用者直接的装到电脑当中,如果条件允许,也可以直接安装到手机当中,对用户的用电情况可以实时的监察,还能够获取电价等相关的信息。可控串补技术的应用能够提高系统的稳定性,我国已经自主研发了串补装置,并且已经在国内外的25条输电线路上加以应用,一共33套,其整体的容量已经大于10.870GVar,这一技术帮助配电网节省了40亿元,并且节约的线路走廊达到3200km。

3结论

随着电力电子技术的发展,配电网的性能得到很大的改造和提升,而网络技术的加入可以促进配电网获得长久的发展。

参考文献

[1]尹力,张红旺.配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].电子技术与软件工程,2017,03:240.

[2]陈勇.配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].电子技术与软件工程,2017,02:247.

[3]胡望波.探析配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].电子技术与软件工程,2016,22:101.

作者:倪时龙 单位:福建亿榕信息技术有限公司

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