光纤传输电能

浅谈电力电子装置在电力系统中的应用

电力系统的任务是为人们日常生活、企业科研生产提供电力资源，而是社会经济能否稳定发展的重要依托。电力电子装置的应用贯穿电力系统的发电、配电、变电和输电等各个阶段，电力系统若想实现高可靠性、高稳定性和高效性，必须采用高度智能化的电力电子装置。与此同时，传统电力系统的发电方式往往使用不可再生能源，在造成严重的环境污染的同时能源的利用率低下，已不能满足社会的需求，对电力系统进行改进势在必行。在构建新型电力系统中必然会使用电具有较高科技水平的电力电子装置。因此，研究电力电子装置在电力系统中的应用具有重要的现实意义。

1 电力电子装置和电力系统的发展

随着大容量、远距离电力资源传输的需求逐渐提高，电力系统势必步入智能化、自动化发展的道路。目前，我国电力系统的智能化水平逐渐提升，在全国各地均可以使用电能，电力系统的规模位于世界前列。电力电子装置作为电力系统的重要基础，虽然起步较晚，但发展速度迅猛。电力电子装置的不断发展与改善同时也极大促进了电力网络的迅速发展。较为突出的改进为电力能源传输介质由传统的电缆传输转变为光纤传输；关键技术壁垒由硬件设计转变为软件设计；装置由传统的半控型装置逐步发展为全控型装置，目前已经发展到复合型装置；控制方法由传统的模拟控制转变为数字控制等等。然而，我国电力系统与发达国家相比仍存在着一定的差距，主要表现为智能化水平较低、科技含量较低、创新性技术应用较少等等。因此，我国电力行业的相关科技人才应该对电力电子装置进行深入的科学研究并将其先进的应用到电力系统的构建中，从而促进我国电力行业以及社会经济的进一步发展。

2.我国电力电子装置在电力系统中的应用

2.1 发电阶段

传统的电力系统通常利用不可再生能源进行发电，资源有限且会造成一定的环境污染。新型电力系统应因地制宜，利用当地环保的可再生能源，如风能、势能等，同时致力于进一步提高能源的利用效率，提高环保能源的使用率，本文将从风力发电、水力发电和太阳能发电三方面进行介绍电子电力装置在发电中的应用。

2.1.1 风力发电

由于风力变化极快，需要电力电子装置对风能进行整流、逆变后将其转变为可供人使用、具有稳定电压、频率的电能资源，最为普遍的装置为风力变流器。利用变流器中拓扑结构分层改变电能的容量和电压，增加了风力发电的效率。

2.1.2 水力发电

水力发电装置通过调节水库的高低位置的变化通过水力势能的改变进行发电。水力发电中发电机采用交流励磁技术，极大地加快了发电的速度，其核心电力电子装置为交流发电机组励磁。在交流励磁的控制系统原理简单，利用交流频率的改变直接调节对水压及流量的大小，可以实现快速、准确的水力发电，有效改善了水力发电站的发电。效率

2.1.3太阳能发电

太阳能发电需要的电力电子装置包括将太阳能转变为电能的光伏阵列原件、处理不稳定电能的滤波器、变压器、逆变器等装置。目前，太阳能发电系统的应用还存在一定的不足，如光伏阵列存在多峰值问题，有待进一步进行深入研究。

2.2 储能阶段

由于可再生能源的产生具有季节性、实时性，同时生活生产中使用电能也存在高峰期和低谷期，这就要求进行电能的储存，从而提高现有电力系统的稳定性和可靠性。本文将从目前在我国应用较为广泛的电池储能装置、水力储能装置和风力储能装置几个方面进行概述。

2.2.1 电池储能装置

我国对于电池储能装置的研究与其他其他储能方式相比时间较早，可以将任意发电装置产生的电力资源转化为电池中的电能。其原理为利用小功率直流变换器是电池中的电流平稳；利用拓扑结构将电池集成实现电压的高低和电流的变化；利用电压型四象限变换器在实现功率的调节。利用电力电子装置实现储能的最优化、损耗的最小化的储能系统。

2.2.2 水力储能装置

水力发电的储能装置一般采用抽水储能，常见的方法为利用抽水蓄能机组中励磁电流的频率和幅值的转换实现电力功率的转换，从而实现电力供能中调峰填谷、备用紧急能源等不同的作用。

2.2.3 风力储能装置

风力储能装置利用压缩空气进行储能，利用空气压缩机将剩余的电力资源用空气的压力进行存储，电能不足时，将空气的势能转化为电能进行发电。

2.3 输电阶段

电力系统若想在输电领域中实现长距离、高容量和低损耗的电力传输，需要电力电子装置进行协助降低电能的损耗，如换流器、变流器。在输电过程中长距离、高容量的电力传输一旦遇到意外灾害可能会造成严重的经济损失，电力电子装置能够及时的发现传输电力过程中的异常状况，根据具体的情况进行决策，以免产生重大的经济损失和资源浪费。

2.4 智能电网

智能电网是高度自动化、高度智能化的电力资源传输网络，利用自动化控制技术可对任意网络节点进行监控，实现节点间电力资源的双向流动。智能电网中采用功率变换器对用户的功率进行调节。利用电力电子装置的集成可实现电网中控制器通过通信系统进行协同工作，实现电网的自动化控制，增强智能电网的稳定性和可靠性。

2.5 提高电能利用率

由于自然中可再生资源如水力、风力或是太阳能并非是长时间供应的，但是对于电能的需求却逐年增加，因此电力系统必须降低电能的损耗、提高电能的使用效率。其中，链式静止同步补偿器可以通过无功补偿降低电压的扰动、维护电力系统的稳定性；谐波治理装置可以降低电网中的谐波，抑制不必要的能量损耗；动态电压恢复器通过对电压暂降进行补偿，降低电压引起的电力设备的损害，从而保障电力系统的稳定性和可靠性运行。

3 电力电子装置发展的建议

目前，我国在电力电子装置的应用方面已经取得了较大的突破，但是距离世界顶级的电力系统中电力电子装置的应用还有一定的差距。针对电力资源的大量需求和电力系统改善的需要，电力电子装置应该加强以下几个方面的研究。首先，增强电力系统的智能化，通过电力电子装置的一体化设计，实现电力系统的自动化控制。其次，在发电阶段加强风力发电换流器的可靠性与太阳能发电中逆变器的稳定性。再次，研究其他可再生能源发电的可行性与适用性。最后，增加电力系统出现故障时的应急措施，通过不断改进控制算法增强电力系统进行资源优化配置的能力，提高电力能源的使用效率。

4 总结

电力电子装置是电力系统的重要基础，在保障电力系统及时、准确和可靠运行等方面发挥举足轻重的作用。换言之，电力电子装置科技水平的高低直接影响电力系统自动化水平的高低，直接决定我国经济的发展。因此，我国必须注重电力电子装置的科研与开发，促进电力单位或企业与高校或其他科研单位的合作，致力于将先进的电力电子装置应用于电力系统中，以便进一步满足社会发展对电力资源日益增加的需求。

参考文献：

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[2] 周孝信.陈树勇.鲁宗相.电网和电网技术发展的回顾与展望——试论三代电网[J].中国电机工程学报，2013，33（22）：1-11.

[3] 国家电网公司“电网新技术前景研究”项目咨询组.大规模储能技术在电力系统中的应用前景分析[J].电力系统自动化，2013，37（1）：3-8.

不知我的理解对不对。

面向智能电网的通信网络应是结构合理、安全可靠、绿色环保、经济高效、覆盖面全、具有时间同步和业务感知能力的下一代大容 量、以光纤传输和光纤接入为主的高速通信网络。其重要意义主要体现 在以下方面：支撑大电网安全稳定运行，骨干传输网结构优化、规模提升。基础光纤网络结构进一步加强，网络结构逐步向网状网过渡，通信网结构薄弱区段得到加强。通过光缆双重化覆盖，传输设备双重化配置，灵活可靠的保护和恢复策略，使其具备抗单点故障和多点故障的能力，可靠性得到较大提升，能够满足#-1情况下光纤传输网的正常运行。支撑智能配用电，中低压通信接入网延伸到户、服务拓展。借助电力光纤到户，促进骨干通信网与中低压通信网协调发展，形成面向终端用户、垂直贯通的一体化通信网络，全面服务配电、用电智能化， 满足配电自动化、用电信息采集、用户双向互动等多业务需求，并利用富余资源服务“三网融合”战略和社会信息化发展战略，显著提升增值服务能力，不断拓宽产业化发展空间。

支撑企业信息化，通信网带宽提升、垂直贯通。传输带宽以10Gbit/s或nX10Gbit/s为主，通信网承载能力明显提升，面向业务的管 控和支撑能力显著增强。数据通信网结构加强、带宽提升、范围扩展，数据网络自动迂回能力进一步提升，业务保障能力的优势得到充分展现，全面支撑信息化深化应用和SG-ERP的实施。支撑通信资源优化配置，通信网络管理平台标准统一、功能提升。构建一体化智能通信管理平台，建设通信运行监视、通信资源管理、通信运行管理、通信专业管理四大类应用，形成国、网/省两级部署模式，覆盖各级电力通信主干网络和中低压通信网络，以标准化和实用化推动通信管理信息化和智能化建设，为智能电网建设提供坚强支撑。

光纤传输系统的优势：

①当利用光纤传输系统进行长距离的传输的时候，同传统的电缆和电线相比，其画面的清晰度和保真度是非常突出的。

②光纤是一种绝缘体，雷击和电磁辐射等多种电气干扰对其是没有影响的，同时，同电力线或者是高压设备进行接触的过程中是不会出现相应问题的。

③在光纤传输的过程中，横条干扰、接地回路和图像撕扯等问题是不存在的，在此情况下，为传输的安全性提供了重要的保障，同时，当有人窃听的时候是非常容易发现的。

④天气因素对于光纤传输来说是几乎不产生影响的，正是因为如此，可以对光缆进行充分的应用，能够将其架设到外面，而且也能够将其铺设在地面上。与此同时，光纤被腐蚀的可能性是非常小的，因此，对于光缆的玻璃纤维来说，相关的化学用品是不会对其造成非常严重的影响的。

⑤对于多模和单模的光纤来说，相比于同轴的电缆，光缆的质量是非常轻的，同时，当对其进行应用的过程中，是不需要对放大镜进行相应的应用的，因此，在对设备进行维护的时候，操作起来是非常简单的，在远距离的信息传输中可以进行充分的应用。

扩展资料：

光纤通信技术朝着多样化的方向发展，其技术水平的要求也在不断提高，在此情况下，对光纤通信技术的应用范围进行了相应的拓展，在更大程度上提高了通信能力。当下，相关的用户网接入了光纤，能够对多种方面的信息进行有效的接收，不过，当将光纤接入到多种用户网中的时候，其达到的问题并不明确，其准确性是非常低的，对接入的难度进行了很大的提高。

1.1 对当下光纤宽带入户的状况进行相应的阐述

对于光纤宽带来说，其最终的方式是光纤到户，这样的操作有着非常重要的作用和功能，对于用户来说是非常方便的，可以对用户提出的对于宽带不受限制的需求进行有效的满足。现在，我国的很多大型城市和中型城市中都建立了试商用网和实验网，同时，还有很大一部分的城市中制定出了光纤入户的建设和技术标准。

1.2 对光纤宽带入户的技术进行相应的阐述

当下，使用的光纤技术主要包括两种，分别是光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。从光纤有源接入技术的角度来说，一般情况下，对媒介转换器进行了充分的应用，由此实现局端和用户连接的目的，发挥着重要的作用，可以给用户提供高速宽带的接入。从光纤无源接入技术的角度来说，其组成部分主要是PON技术。目前，在我国，对GPON进行了充分的应用，其工作效率是比较高的，并且提供了相应的业务，主要是TDM业务，当对这项业务进行应用的时候有着很大的便捷性，所以，此种技术的发展前景是非常好的。

光纤网络的传输性能、稳定性及其自适应的保护恢复能力，对光纤继电保护工作的可靠性起到关键作用。目前，在电力网络通信领域中，广泛使用的是以电时分复用为基本工作原理的SDH/SONET同步数字体系，它具有强大的保护恢复能力和固定的时延性能。但由于采用电时分复用来提高传输容量的方法有一定的局限性，使其在电力网络这种呈现高速扩容及复杂拓扑结构的网络中渐渐难以满足组网的要求，因此从目前的电复用方式转向光复用方式，将是电力光纤网络的必然发展方向。光复用方式有光时分复用、波分复用和频分复用等方式，其中波分复用技术已逐渐进入大规模商用阶段。由于采用电时分复用系统的扩容潜力已尽，而光纤的200 mm可用带宽资源。

光纤传输系统主要由三部分组成：光源(又称光发送机)，传输介质、检测器(又称光接收机)。计算机网络之间的光纤传输中，光源和检测器的工作一般都是用光纤收发器完成的，光纤收发器简单的来说就是实现双绞线与光纤连接的设备，其作用是将双绞线所传输的信号转换成能够通过光纤传输的信号(光信号)。当然也是双向的，同样能将光纤传输的信号转换能够在双绞线中传输的信号，实现网络间的数据传输。

在普通的视、音频、数据等传输过程中，光源和检测器的工作一般都是由光端机完成的。

所以光纤传输不带电压的，也就不存在有多少伏了。