.Hingorani博士于1988年提出的，該技術(shù)是將大功率電力電子技術(shù)和配電自動(dòng)化技術(shù)綜合起來(lái)，以用戶對(duì)電力可靠性和電能質(zhì)量要求為依據(jù)，為用戶提供其特定要求的電力供應(yīng)技術(shù)。用戶電力技術(shù)又稱(chēng)DFACTS，是FACTS技術(shù)在配電網(wǎng)中的延伸。目前主要的DFACTS設(shè)備及其功能見(jiàn)表2所示。他們可以根據(jù)用戶的需求，實(shí)現(xiàn)平抑系統(tǒng)諧波、消除電壓閃變和不對(duì)稱(chēng)、補(bǔ)償功率因數(shù)和負(fù)荷波動(dòng)等功能。

在智能配電網(wǎng)的電力電子裝置中，值得一提的是智能萬(wàn)用變壓器(IUT)。不同于傳統(tǒng)的線圈式變壓器，它是基于電力電子技術(shù)(由多級(jí)逆變器組成)的變壓器。作為美國(guó)EPRI ADA項(xiàng)目中的一個(gè)基礎(chǔ)性的裝置，IUT已接近市場(chǎng)化。見(jiàn)于報(bào)道的IUT的額定功率為20 kVA，輸入相電壓為2.4 kV，輸出的額定電壓為120V/240V。除了傳統(tǒng)變壓器的功能外，IUT可向用戶提供可選擇的服務(wù)項(xiàng)目，如直流或400 Hz的電力，由單相到三相的轉(zhuǎn)換、調(diào)壓、諧波過(guò)濾、下陷校正;它還可以改善系統(tǒng)運(yùn)行效益，如設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化(減少了備件的庫(kù)存量)，消除了危險(xiǎn)的液體介質(zhì)(油)，減小了重量和尺寸，內(nèi)置傳感器具有遠(yuǎn)方通訊能力，可輔助配網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控，也可作為可控開(kāi)關(guān)遮斷潮流。

4 儲(chǔ)能技術(shù)和V2G

隨著各種可再生能源發(fā)電的大規(guī)模接入電網(wǎng)，風(fēng)電和光伏發(fā)電功率的隨機(jī)性和波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)調(diào)度和安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了吸納更多風(fēng)電和光伏發(fā)電波動(dòng)的功率，迫切需要電網(wǎng)具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力，大容量集中式儲(chǔ)能技術(shù)和V2G等分布式儲(chǔ)能技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。

除抽水儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能(CSES)外，電池儲(chǔ)能(鉛酸電池、鋰電池、NaS電池和釩液流電池等)、飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能(SMES)和超級(jí)電容器儲(chǔ)能等都要用到電力電子技術(shù)。各種電池儲(chǔ)能和大容量的液流電池儲(chǔ)能都是產(chǎn)生直流電，當(dāng)電網(wǎng)功率過(guò)剩時(shí)通過(guò)控制器和整流器，將交流電變成直流電給電池組充電。而當(dāng)電網(wǎng)功率不足時(shí)，由控制器和逆變器將電池組的直流電變換成交流電，反送給電網(wǎng)。如何實(shí)現(xiàn)電池組的快速充放電、如何實(shí)現(xiàn)多個(gè)電池的均衡充電延長(zhǎng)電池壽命，成為電池智能充放電管理系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題。目前，NaS液流電池組和釩液流電池組最大的可以達(dá)到上兆瓦，多組并聯(lián)容量更大，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的集中功率調(diào)節(jié)，被稱(chēng)為“儲(chǔ)能電站”。

飛輪儲(chǔ)能是將電能通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化成飛輪的機(jī)械能，需要時(shí)電動(dòng)機(jī)變成發(fā)電機(jī)，將飛輪的機(jī)械能再轉(zhuǎn)化成電能送入電網(wǎng)。飛輪是由玻璃纖維等高強(qiáng)度材料制成，轉(zhuǎn)速在40000rpm以上，通過(guò)一對(duì)磁懸浮軸承懸浮在真空中，幾乎沒(méi)有能量損耗，整個(gè)裝置的運(yùn)行效率可以達(dá)到98%。通過(guò)雙向功率變流器將飛輪儲(chǔ)能裝置和電網(wǎng)解耦開(kāi)來(lái)，以保證裝置產(chǎn)生的電能滿足電網(wǎng)電能質(zhì)量的要求。通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)可以將多個(gè)飛輪裝置并聯(lián)運(yùn)行，利用集裝箱移動(dòng)應(yīng)用，可作為調(diào)節(jié)電站和后備電源使用。目前美國(guó)已建成20MW的移動(dòng)式飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)，開(kāi)展工業(yè)化應(yīng)用試驗(yàn)。

隨著電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，大量的車(chē)載電池成了天然的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，為增強(qiáng)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力提供了新的途徑。統(tǒng)計(jì)表明，一臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)95%的時(shí)間處于停駛狀態(tài)，車(chē)主可以在電價(jià)低廉時(shí)充電，當(dāng)電網(wǎng)需要時(shí)將電池中存儲(chǔ)的電能反饋給電網(wǎng)，以獲得差價(jià)。在車(chē)主和系統(tǒng)調(diào)度員之間，是通過(guò)實(shí)時(shí)電價(jià)和智能電表來(lái)實(shí)現(xiàn)智能充放電管理。這就是V2G(Vehicle to Grid)技術(shù)。以美國(guó)為例，美國(guó)汽車(chē)保有量為1.76億輛，以汽車(chē)輸出的總機(jī)械功率換算，是美國(guó)電力系統(tǒng)總裝機(jī)容量的24倍。假設(shè)其中的1/4即0.44億輛為電動(dòng)汽車(chē)，它們的車(chē)載電池足以存儲(chǔ)美國(guó)所有風(fēng)電廠的輸出功率。巨大的電動(dòng)汽車(chē)儲(chǔ)能有效地調(diào)節(jié)了可再生能源發(fā)電輸出功率的波動(dòng)，增加了系統(tǒng)的有效備用容量，成百上千的電動(dòng)汽車(chē)還可以組成微電網(wǎng)運(yùn)行，在緊急狀況下還可以對(duì)電網(wǎng)提供有效的支撐，提高了電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平。目前美國(guó)已有20多個(gè)城市在開(kāi)展V2G試點(diǎn)，一臺(tái)運(yùn)行于V2G模式的電動(dòng)汽車(chē)，車(chē)主一年可獲利4000-5000美元，相當(dāng)于全年1/3-1/6的總行駛里程的費(fèi)用。我國(guó)也出臺(tái)了新能源汽車(chē)發(fā)展規(guī)劃，每購(gòu)置一臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)可以獲得國(guó)家財(cái)政3000元的補(bǔ)貼。我國(guó)正在研究出臺(tái)充電站系列標(biāo)準(zhǔn)，由北京交通大學(xué)電氣學(xué)院研發(fā)的奧運(yùn)會(huì)充電站、世博會(huì)充電站和世博園V2G示范項(xiàng)目也相繼投入運(yùn)行。

5 結(jié)論

電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，歸納起來(lái)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)提升電網(wǎng)資源優(yōu)化配置能力。FACTS技術(shù)能在現(xiàn)有