许琴　黄宁　郭庆　马卫康

摘要：目前，随着人们的生活质量在不断的提高，对于用电的需求在不断的加大，在智能电网发展趋势下，配电网电力电子装备的互联水平和网络化水平逐步提升，为智能集中抄表、远程数据监控等提供了有力支持。本文首先对配电网电力电子装备进行研究，并分析其通信系统建设现状及发展趋势，在此基础上，探讨配电网电力电子装备互联及网络化的关键实现技术，包括系统架构设计、即插即用功率接口应用、能量路由器应用、开放标准操作系统等。

关键词：配电网;电力电子装备;互联;网络化技术

引言

基于当前状况来看，电力企业在飞速发展下逐渐开始与网络进行融合，其中电力电子装备作为电力通信行业应用的核心手段，需相关研究人员能够展开深入研究探讨，通过一系列整合分析得出正确结论，进一步明确配电网未来发展方向和如何利用电力電子装置实现网络互联，有效提高电力电子装置使用功能，促使配电网工作更加顺利高效完成。

1配电网电力电子装备的研究

现代电力电子技术的研究和应用方向，实际上通过采用不同的电力电子装备，进行电能变换。配电系统中，应用的电力电子技术十分广泛，包括功率开关器件、无源元件、变换器技术、封装技术、冷却技术等。一个完整的配电网可以划分为三个层次，即器件、变压器、电力电子系统。其中，半导体开关器件是构成电力电子系统的重要基础，器件材料、结构、氧化层形成等则是影响器件性能的关键因素。随着材料科学的发展，目前SiC和GaN等新型半导体材料已经被应用到配电网中，使其开关损耗得到进一步降低。变换器是电能功率处理装置，将输入的电能形式转换为所需的电能幅值和频率，再进行输出。目前变换器功能已经达到99%以上，并能够通过多个变换器的连接，提高电压与电流处理能力，从而满足配电网容量要求。由多个不同类型的电力电子装备构成的复杂电路即为电力电子系统，一般设计为分层结构，由系统控制器收集变换器状态信息，并下达指令，执行闭环运算和保护等功能。目前高压大电流电气器件与无源元件的配合使用，使直流配电网的设计和实现成为可能。

2配电网电力电子装备互联及网络化的关键技术

2.1功率接口

功率接口是电力电子装备中的重要一种。它以期方便、高效的优势备受电力企业青睐。具体来讲，功率接口的操作方式是即插即用，它能够在终端系统中随时接入配电网。同时这种功率接口还可以做到电能与功能相互转化的效果。在功率接口使用时，相关的操作人员需要重视它周围的网络环境，和网络连接之后，可以识别终端设备，与此同时把设备的运行信息通过网络进行实时上传，使系统根据实际的运行需求来对设备进行科学、合理的调控。

2.2能量路由器

对于电力电子装备网络化技术来说，能量路由器属于智能管理模块，同时也是低压区域网与中压配电网和低压区域网的相应接口，在运行过程中能够实现电能的双向流动，不仅可以提供可再生能源的电力电子设备使用，还可以提供相应的低压直流母线。此外，能量路由器也需要具备通信接口，并能够实现网络的连接，能把终端设备的运行信息上传到网络端口，进而接受调控指令。对指令值的确定由终端设备的实际工作状态所决定，能量路由器可以有效地限制故障电流，完成维持低压配电网的电压稳定的任务。由于在配电过程中实际面对的电能用户有所不同，能量路由器的功率等级以及电压等级存在差异性。

2.3电力电子系统

从客观的角度来说，电力系统的组成部分主要是变电设备以及电力电子装备等，其中，对于电力电子系统的高效运行而言，变电设备发挥着非常重要的作用。变电设备的不同类型中差异也各不相同，有并联、串联以及混联等多种类型。由于变电设备的结构具有复杂性的特点，因此，和变电设备配套的控制设备的类型也比较多。从技术的角度看来，控制设备有变电控制以及系统控制等类型。通过多它们的工作原理进行详细的划分，能得到以下方面的内容：1）系统控制类系统控制类的设备，能够对所控制的不同变压器设备的状态数据进行实时分析，同时还能够分析状态数据信息，通过不同的分析结果，能够实现对变电设备的有效调控，从而促进配电工作的顺利开展。2）变电控制类对于系统控制类的设备来说，变电设备的控制范围具有局限性，其主要对特定的变电设备进行调控，使变电设备处于常态化的运行状态，并且担任整个系统的驱动、运算以及防护等方面的作用。总体而言，使变电控制类设备以及系统控制类设备相互配合，能够对配电系统进行智能化的控制。

2.4系统框架设计

在智能配电网的建设过程中，越来越多的电力电子设备被应用到系统中，包括配电网DFACTS设备、可再生能源接口、用户侧用电设备电源等。以往配电网主要采取将不同电力电子设备功率端联接到一起的形式，但无法实现在电网层次对设备运行进行调节。因此，智能化装置的灵活性、可控性还没有被真正发挥出来。现阶段的配电网系统架构调整将逐渐改善这一问题，将每个电力电子装置看作一个网络节点，通过构建通信网络，连接所有的节点，实现对节点电能状态的实时采集、实时发布指令等功能，从而在电网层次，协调各电力电子装置运行，这是互联和网络化技术的关键所在。符合上述要求的配电网系统设计主要包括以下几个部分：电力电子模块（PEBB）、机械设备模块（MEBB）、能量管理模块（EM）、能量产生源（Producer）、储能（Storage）、负载（Load）等，如图1所示。在该系统框架下，电网不仅包括能量流，还包括各节点产生的信息流。智能装置具有对电能的主动调节能力，因此不同电网间接口以及分布式发电端、负载等均有智能装置承担，并参与通信和命令执行。该系统架构的应用可以将传统集中式发电和用电模式改变为分布式发电和用电模式，实现以用户为导向，汇集网络内所有信息，为实时电价的实现提供保障。

2.5操作系统

在配电网电力电子装备中引入互联与网络化技术的最主要意义在于打造智能化的高效操作系统，该操作系统主要包括信息流和能量流两个因素。所以说这一操作系统实际上是一种网络协议，协调和处理系统内部的功率接口和能量路由器。除此之外配电网电力电子装备的操作系统还具有识别与检测功能，这种功能的存在能够极大地促进电网系统网络的管理，对于保证整个配电网系统的智能化平稳运行具有重要的意义。另外，虽然目前的系统发展还需要进一步完善，在系统中能量层相对完善，通讯层尚有缺陷，亟待广大技术人员进一步改进。

结语

总而言之，新时代打到来背景下，工作人员不仅仅再将配电网工作局限在整体角度，而是要扩大工作范围，切实提高自身对电力电子装备重视程度，准确找出当前电力电子装备运行期间存在不足，基于此提出完善性措施，将电力电子装备互联和网络化技术有效结合起来，促使配电网结构不断改进优化，进而大大提高配电工作效率。同时为进一步提高电力电子装备运行成效，工作人员还应不断创新完善应用技术，做好配电调节工作，并且还要适当融入通信技术手段，充分明确配电网未来发展方向，针对配电网未来发展展开深入化探究，从而大大提高社会大众用电质量和供电效率，推动我国电力行业愈发朝向更好方向前进。

参考文献

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[3]王亚刚，方真真，刘鹏涛.配电网电力电子装备的互联与网络化技术研究[J].科技展望，2016，26（03）：105.