我國堅強智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的堅強網(wǎng)架為基礎，以信息通信平臺為支撐，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征，包含電力系統各個(gè)環(huán)節，覆蓋所有電壓等級，實(shí)現“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合的現代電網(wǎng)。從可再生能源發(fā)電的大規模接入到高壓直流輸電和柔性交流輸電，從改善電能質(zhì)量的用戶(hù)電力技術(shù)到儲能和V2G應用，到處都離不開(kāi)大功率電力電子技術(shù)。本文從發(fā)電環(huán)節的可再生能源接入、輸電環(huán)節的高壓直流輸電和柔性交流輸電、配電環(huán)節的用戶(hù)電力技術(shù)和儲能技術(shù)等四個(gè)層面，綜述了大功率電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用，使我們對智能電網(wǎng)有一個(gè)更全面、更深入的了解。
1 發(fā)電環(huán)節
智能電網(wǎng)中的大規模風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電以及發(fā)電廠(chǎng)風(fēng)機水泵的變頻調速都離不開(kāi)電力電子技術(shù)。
1.1 風(fēng)力發(fā)電
現在風(fēng)電市場(chǎng)上的主流機型是基于雙饋感應發(fā)電機的變速風(fēng)電機組和基于永磁同步發(fā)電機的變速風(fēng)電機組。雙饋風(fēng)電機組的定子直接接入電網(wǎng)，轉子通過(guò)部分功率變頻器接入電網(wǎng)，根據風(fēng)力機轉速的變化，在轉子中通以變頻交流的勵磁電流，實(shí)現發(fā)電機組的有功和無(wú)功的解耦控制，使風(fēng)電機組具有變速運行的特性，提高風(fēng)電機組的風(fēng)能轉換效率�；谟来磐桨l(fā)電機的變速風(fēng)電機組通過(guò)全功率變頻器接入電網(wǎng)，由于變頻器的解耦控制，使變速同步風(fēng)電機組與電網(wǎng)完全解耦，其特性完全取決于變頻器的控制系統和控制策略。
1.2 太陽(yáng)能發(fā)電
太陽(yáng)能發(fā)電又稱(chēng)光伏發(fā)電，一般由光伏陣列、控制器、逆變器、蓄電池組等部分組成。光伏陣列所發(fā)的電力為直流電，除特殊用電負荷外，均需通過(guò)逆變器將直流電變換為交流電。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統主要以電流源形式并網(wǎng)，其輸出電流的相位跟蹤電網(wǎng)電壓相位變化，同時(shí)調整輸出電流幅值大小，使光伏發(fā)電系統注入電網(wǎng)的功率最大。為了彌補光伏發(fā)電功率的波動(dòng)，還需要通過(guò)控制器實(shí)現蓄電池組的雙向充放電控制，以保證向負荷實(shí)現平穩供電。
1.3 發(fā)電廠(chǎng)風(fēng)機水泵的變頻調速
發(fā)電廠(chǎng)的廠(chǎng)用電平均為8%，其中風(fēng)機水泵耗電量約占輔機設備總耗電量的65%，且運行效率低。在發(fā)電廠(chǎng)的節能降耗中，主要是采用低壓或高壓變頻器，實(shí)現風(fēng)機水泵的變頻調速，可以達到節能30%的效果。目前低壓變頻器技術(shù)已非常成熟，且有完整的系列產(chǎn)品，但具備高壓大容量變頻器設計和生產(chǎn)的企業(yè)還不多。
2 輸電環(huán)節
2.1 高壓直流輸電(HVDC)
直流輸電具有輸電容量大、穩定性好、控制調節靈活等優(yōu)點(diǎn)，對于遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電擁有獨特的優(yōu)勢。1970年世界上第一項晶閘管換流閥試驗工程在瑞典建成，取代了原有的汞弧閥換流器，標志著(zhù)電力電子技術(shù)正式應用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。