以分布式發(fā)電系統(tǒng)為例，如圖1所示，發(fā)電部分、功率調(diào)節(jié)部分有多個逆變器，其中功率轉(zhuǎn)換和控制裝置又包含諸多核心設(shè)備，如各種大功率高性能變流器、大功率風力發(fā)電機的勵磁與控制器、風力發(fā)電用永磁發(fā)電機變速調(diào)速裝置、大功率并網(wǎng)逆變器、儲能裝置以及電網(wǎng)的連接設(shè)備，燃料電池、電能輸出波形質(zhì)量設(shè)備，電壓跌落隔離和保護設(shè)備等。對于大功率燃料電池系統(tǒng)則涉及新的電路拓撲、智能集成功率變流器和智能系統(tǒng)級控制設(shè)備。

圖1 分布式發(fā)電、儲能及轉(zhuǎn)化系統(tǒng)

輸電方面

智能電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)，既要發(fā)展大容量遠距離低損耗輸電技術(shù)，也要考慮大規(guī)模間歇式新能源接入對輸電網(wǎng)的影響，主要集中于柔性交流輸電及其相應柔性交流輸電設(shè)備，高壓、特高壓直流輸電以及高溫超導技術(shù)等，前兩項涉及大量的電力電子設(shè)備，最后一項同時涉及新材料和復合材料等關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備。

FACTS技術(shù)及設(shè)備

柔性交流輸電技術(shù)是現(xiàn)代電力電子技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，是智能電力設(shè)備在輸電部分應用的體現(xiàn)。該技術(shù)采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)，如電壓、相位差、電抗等，進行靈活快速的適時控制，以期實現(xiàn)輸送功率合理分配，降低功率損耗和發(fā)電成本，大幅度提高系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠性。目前已成功應用或正在開發(fā)研究的裝置有十幾種，如靜止無功補償器(SVC)、靜止調(diào)相機(STATCOM)、靜止快速勵磁器(PSS)、串聯(lián)補償器(SSSC)、統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)、晶閘管控制串聯(lián)電容器(TCSC)、晶閘管控制申聯(lián)電抗器(TCSR)和可轉(zhuǎn)換靜止補償器(CSC)等。

近年來，該技術(shù)已經(jīng)在美國、日本、瑞典、巴西等國重要的超高壓輸電工程中得到應用。但FACTS技術(shù)的應用還局限于個別工程，如果大規(guī)模應用FACTS裝置，還要解決一些全局性的技術(shù)問題，例如多個FACTS裝置控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合問題，F(xiàn)ACTS裝置與已有的常規(guī)控制、繼電保護的銜接問題等。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展以及電力電子器件的性能提高和造價降低，F(xiàn)ACTS裝置和設(shè)備會在未來輸電領(lǐng)域大規(guī)模應用。

HVDC技術(shù)及設(shè)備

高壓直流輸電是將發(fā)電廠發(fā)出的交流電通過換流閥變成直流電，然后通過直流輸電線路送至受電端再變成交流電注入受端交流電網(wǎng)。直流輸電核心技術(shù)集中于換流站設(shè)備，換流站實現(xiàn)了直流輸電工程中直流和交流相互能量轉(zhuǎn)換除在交流場具有交流變電站相同設(shè)備外，還有以下特有設(shè)備，換流閥、控制保護系統(tǒng)、換流變壓器、交流濾波器和無功補償設(shè)備、直流濾波器、平波電抗器及直流場設(shè)備，而換流閥是換流站中的核心設(shè)備，其主要功能是交直流轉(zhuǎn)換，從最初的汞弧閥發(fā)展到現(xiàn)在的電控和光控晶閘管閥，換流閥單位容量在不斷增大。

HVDC中的輕型直流輸電系統(tǒng)(LIGHTHVDC)技術(shù)目前備受關(guān)注，如海上風力發(fā)電用岸上輕型高壓直流輸電裝置，采用GTO、IGBT等可關(guān)斷的器件組成換流器，可以免除換相失敗的風險，對受端系統(tǒng)的容量沒有要求。未來可用于向孤立小系統(tǒng)，(如海上石油平臺、海島)供電，或在城市配電系統(tǒng)中用于接入燃料電池、光伏發(fā)電等分布式電源，是智能電網(wǎng)發(fā)展中的重要技術(shù)和設(shè)備。

超導技術(shù)及設(shè)備

智能電網(wǎng)的目標是降低網(wǎng)絡(luò)損耗，美國智能電網(wǎng)規(guī)劃的一個重要目標是實現(xiàn)以超導為主的骨干網(wǎng)，大幅降低網(wǎng)絡(luò)損耗。超導電力技術(shù)是利用超導體的無阻高密度載流能力及超導體的超導態(tài)和正常態(tài)相變的物理特性發(fā)展起來的一門新的電力技術(shù)，它在實現(xiàn)電力裝置的輕量化、小型化、低能耗和提高電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和電力質(zhì)量等方面具有重要的意義和廣闊的應用前景。