试论用户电力技术在配电系统的应用

试论用户电力技术在配电系统的应用

刘栋赵操

（国网山西省电力公司屯留县供电公司046100）

摘要：随着社会经济的快速发展，电能质量文体日益严重，配电网中的变频调速装置、电气化铁路等不平衡负荷不断增加，让配电系统承受了巨大的压力。热切，雷击线路、短路、断路等问题也让降低了供电质量。随着计算机技术与工业技术的结合，新的供电系统大大提升了供电质量，用户电力技术在配电系统中有着更加广阔的应用前景。本文将对用户电力技术在配电系统的应用进行深入的研究和分析。

关键词：用户电力技术；配电系统；应用

前言

用户电力技术也叫做定制电力技术，这种技术把大功率电力电子技术和自动化配电技术结合起来，根据需求提供电力。这种技术在生活中已经得到了广泛的推广和应用，对我国的国民经济发展起到了重要的推动作用。

一、用户电力技术的提出

随着电力电子技术、控制技术和微处理机技术等高新科技逐渐成熟和融合，消除电压不懂和善变，减少供电的短时中断，提供供电的可靠性有了新的技术和方法，这就是用户电力技术。用户电力技术的提出给电力公司提供了提升供电质量的有效方法。随着大公路开关器件成本不断下降，微机控制技术和大功率开关串联技术给新的用户电力技术提供了技术保障。

二、目前用户用电过程中存在的主要问题

虽然用户电力技术在我国得到了广泛的应用，产生了巨大的作用，但是这种技术的应用过程仍然存在着一些问题，主要表现在电能节约问题、电能质量问题和安全运行问题。要保证电能的质量，就要保证供电电压的稳定，减少对电网的干扰。目前的电网还存在着电压容限、频率偏差、电压骤降、三相电压不平衡、负序电流、有功冲击、谐波电流等问题。这些问题严重影响着电能的利用效率，徒增了巨大的电能损耗，造成用电设备的破坏。用电设备故障率的提高又进一步威胁到电网的稳定。

三、用户电力控制器及其分类

目前主要的用户电力控制器有静态补偿器和静态开关设备另种。根据功能和结构的区别，静态补偿器有能够分为串联和并联两种，下面将对这两种静态补偿器进行介绍。

（一）静态并联补偿器

静态并联补偿器通过配电变压器，以并联的方式接入到系统当中，一般由三根单相电压源逆变器组成。配电用静止同步补偿器就是其中的典型代表。这种补偿器适用于电流补偿的，如果电网电压的波动比较下，就可以使用并联型补偿器提供机变电流，维护电网的稳定。静态并联补偿器有动态无功补偿的功能，通过输出与系统电压同相位的电压，调节无功功率，抑制产生的电压波动。静态并联补偿器还有消除三项不平衡和提供有源滤波的功能，可以补偿负序电流，平衡有功负荷，还能分解非线性复杂电流，消除非线性负载的影响[1]。

（二）静态串联补偿器

静态串联补偿器使用的技术与静态并联补偿器类似，都是固态电路技术，但是静态串联补偿器是通过串联在系统上的变压器注入到系统当中的。静态串联补偿器可以注入联系改变的电压分量来消除系统的电压波动，同时注入电压分量提高阻抗，限制故障电流。静态串联补偿器还可以注入与电压谐波反向的电压，减少电网中的电压谐波[2]。

如果突然发生供电中断，静态串联补偿器可以快速从储能系统中提取能力，提供部分电力。而且，静态串联补偿器并不需要固态断路器来进行断路，这是它与静态并联性补偿器相比的一个优势。串联补偿器的效率也比并联补偿器要高[3]。

四、统一电能质量补偿器

静态串联补偿器和静态并联补偿器有着各自的有确定，并联补偿器更适合电流波动比较大的场合，但是在有些时候，静态并联补偿器没有办法获得足够的补偿电流，效果会打折扣。而静态串联补偿器的主要功能是电压波动对负载的影响。为了能够把这两种补偿器的优势结合起来，一种新的用户电力控制器出现了，这就是统一电能质量补偿器[4]。

这种补偿器的电流是由一个串联逆变器和一个并联逆变器组合起来形成的。并联逆变器进行无功补偿，调节电流，进行非线性负载的谐波电流等工作。串联逆变器则用于减小电压波动的影响、抑制电压谐波的作用。

通过这种方式，统一电能质量补偿器同时兼具了静态串联补偿器和静态并联补偿器的功能，让两种补偿器的优势充分的结合到一起，解决了配电系统的电能质量问题。可以预见，统一电能质量补偿器在今后一定有着广阔的发展前景，是未来提升供电质量的主要技术手段之一[5]。

五、用户电力技术在配电系统的应用

近些年，随着社会经济的不断发展，供电系统面临的情况日益复杂，用户电力技术需要进行新的技术突破。传统的供电系统无法应对新时期的供电形势，缺乏灵活性，因此需要用户电力技术应用。

（一）电力电子技术

用户电力系统的主要功能就是针对用户不同的用电需求进行供电策略的调整，需要对供电系统进行有效的控制和变换。这种功能不仅能够优化用户的用电体验，提升供电质量，还能节省电能，提高电能的利用效率。而要完成这些功能，需要电力电子技术的技术支持。电力电子元件和控制电路是实现用户电力技术的核心和基础。要让用户电力系统具备更多的功能和更高的效率，需要使用更加精密更加多样的电力电子元件。

（二）信息处理与智能控制技术

用户电力系统的电力电子系统要产生作用，首先要对数据进行收集和分析，只有有了充足的数据基础，才有调整供电系统、提升供电质量的依据。在信息处理方面，用户电力系统有两个方面的应用。首先，对供电系统产生的数据进行采集、远距离传送，对数据进行分析处理，然后把所得结果和原始数据贡献。第二，对供电系统使用的所有机械设备进行控制。在用户电力系统工作时产生的大量数据也是被收集和分析的对象。信息处理技术为用户电力系统提供了基本的技术支持。比如，要对整个系统进行优化，需要过去以及现在的数据，经过分析之后给提炼出有价值的信息。模糊控制理论与人工神经网络是信息处理和智能控制技术应用在用户电力系统的关键技术。

（三）能量储存技术

能量储存技术决定了用户电力系统对于整个电网的平衡功能。用户电力系统在遇到供电系统波动或者暂时短路的情况下，可以利用储存的能量为电力设施提供缓冲方法。目前已经比较成熟的能量储存技术主要是通过电池来实现的，比如NaS电池和铅酸电池等。能量储存技术的进步为用户电力系统的实现奠定了能源急促，是用户电力技术平衡电网波动，维护电流电压稳定的重要技术。

结论

综上所述，用户电力技术在配电系统中有着广阔的发展前景，值得引起我们的重视和研究。尽管用于电力系统已经获得了比较广泛的普及，发挥了非常重大的作用，但是也存在着比较明显的问题。用户电力系统使用的电力控制器主要有静态并联补偿器和静态串联补偿器两种，这两种补偿器有着各自的优势，目前的统一电能质量补偿器同时兼具了这两种补偿器的优势，具有比较好的发展前景。

参考文献

[1]祝恩国,谭长云.基于用户电力技术的新型电力设备在配电系统中的应用[A].中国电机工程学会电力系统专业委员会.供用电管理自动化学科组二届三次会议论文集[C].中国电机工程学会电力系统专业委员会:,2007:5.

[2]李嗣明.三亚配电自动化的规划及应用研究[D].华北电力大学（北京）,2011.

[3]曹建平.电力系统配电变压器监测终端的研究与实现[D].南京理工大学,2006.

[4]王世峰.探讨智能配电网和配电自动化[A].北京中外软信息技术研究院.第三届世纪之星创新教育论坛论文集[C].北京中外软信息技术研究院:,2016:1.

[5]林靖凯.浅析配网自动化建设[A].《建筑科技与管理》组委会.2016年1月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:,2016:2.