电力电子

柔性低频交流输电技术是采用可关断电力电子器件和模块化多电平拓扑的新型输电技术。因兼具工频交流输电和柔性直流输电的优点,该技术在远距离输电、海上风电送出及城市电网相关领域得到了广泛关注。在详细介绍柔性低频交流输电的基本工作原理和系统结构的基础上,对其技术特点及相关领域的应用研究现状进行了梳理总结。最后,就柔性低频交流输电需重点研究的系统接入技术、变频器主电路拓扑、控制与保护系统、谐波与电能质量分析、主设备低频适应性等关键技术进行了展望。

实现碳达峰、碳中和，能源是主战场，电力是主力军，作为“龙头带动作用”的央企--南方电网率先发布了《南方电网公司建设新型电力系统行动方案（2021-2030年）白皮书》（以下简称白皮书），白皮书提出了八大重点举措推动公司建设新型电力系统工作落实落地，支撑南方五省区及港澳地区碳达峰、碳中和目标实现。

分布式发电、储能及电动汽车等电力电子装置大规模并入配电网，削弱了系统的惯性和阻尼，对电网安全、可靠运行造成较大影响。虚拟同步机技术是实现电力电子装置柔性、灵活并网的先进控制技术，可以使电力电子设备模拟同步电机的外特性，实现分布式电源、储能、电动汽车等装备的即插即用、灵活并网，最终形成配电侧源、网、荷、储的分布式、自适应协同运行机制。

介绍了变电站操作、保护和监测用直流电源系统是电网安全的关键设备，基于电力电子技术的并联智能型变电站直流电源系统，具有电池利用率高、自动在线核容、便于运维检修和供电可靠性优等特点，近年来随其技术的完善和技术标准的建立已在不同类型变电站得到成功应用。

对配网直流开关现状和发展趋势进行了探讨。以珠海唐家湾直流配电系统示范工程、苏州中低压直流配用电工程、张北小二台柔性变电站（电力电子变压器）示范工程、苏州同里新能源小镇交直流混合微网工程、浙江杭州大江东柔性直流风光储示范工程为例，介绍了这些工程中直流配电开关技术现状以及未来的发展趋势。

目前，国家电网公司高度重视配电网发展，每年投入大量资金用于配电网建设改造。然而，对于配电网网架薄弱的偏远地区、育网海岛地区以及新能源密集地区，配电网建设改造费用高昂，电能质量间题也较为突出。对于“高海边无”地区，电能质量问题更是非常突出，对居民的生存生活造成巨大影响。 基于大数据云平台的综合功率治理装置的研制，采用大数据云平台和先进电力电子技术，有效解决了电压、谐波、无功、三相不平衡等问题，为配电网提供高品质电能。 随着风电、光伏、储能以及大量非线性负荷的广泛接入，该设备的应用将更为广泛。项目成果已在连云港地区得到推广应用，获得较高评价。2018年公司将继续加大宣传推广力度，实现更加的经济和社会效益。 项目成果适宜在电力行业全面推广应用。

分布式终端接入数量的增加、电力电子设备的广泛应用会给终端通信网带来较大冲击。文章首先分析了终端通信网现状和电能质量感知问题,然后针对性地提出终端通信网络架构,并介绍其具备的功能;在此基础上提出终端通信网智能感知关键技术,主要有大规模终端高效接入技术、终端通信深度覆盖技术以及终端雾状通信技术等;其次,研发智能采集终端,搭建配电网电能质量监测平台,对配电网电能质量进行在线监测;最后,对5G通信技术在电能质量中应用进行了展望和探讨。文章终端通信网架构及智能感知关键技术,可以有效地提升配电网电能质量感知能力,满足终端业务发展需求,具有一定工程应用价值。

以铜铁为主的传统电网转变为半导体为主要载体的新型电网，电力系统发生根本性变化。电力电子的复杂控制特性给系统稳定分析与控制带来挑战，传统方法和技术适应性存疑

北京电力设备总厂有限公司以特高压电网装备、大型电站辅 机设备、工程总包成套服务、备品配件与检修维护服务为主业， 并与清华大学合作建设新能源关键直流装备联合研究中心，研发新型电力系统的电力电子关键设备、智慧能源设备、“风光储氢 ” 设备等高端智能电力装备。2022 年企业综合能源消费量 3816.1 吨标煤，总用电量 1071 万 kWh。北京电力设备总厂有限公司“源 网荷储 ”一体化绿色微电网（简称北京电力设备总厂微电网）自主研发低碳能源管控系统平台，建设 4. 1MW 分布式光伏、1.5MW 交直流混合微网系统架构、直流充电桩以及直流照明等负荷、 4MWh 防爆储能系统，形成光储联合发电控制运行方式和调度模式示范应用。

随着新型电力系统、综合能源、电力电子和数字化等技术的发展和应用，新型能源体系将呈现出“能量一信息一价值”三层网络架构的形态。