基于電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

王克剛

摘要：電子電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中有重要作用。當(dāng)前，隨著新器件、新材料以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中也取得了良好的應(yīng)用。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)為電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)提供了一定的技術(shù)支持，使電子電力技術(shù)在各個(gè)行業(yè)都可以得到廣泛運(yùn)用。本文探討了電力電子技術(shù)的發(fā)展情況、電力系統(tǒng)目前的應(yīng)用情況，并且對(duì)供電企業(yè)提出了可持續(xù)發(fā)展的幾點(diǎn)建議。希望電子電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中有穩(wěn)定的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電子電力技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

前言

電力電子技術(shù)是目前開(kāi)發(fā)新能源的核心技術(shù)，與新能源的發(fā)電技術(shù)有著直接的聯(lián)系，同時(shí)也是居民提高生活質(zhì)量與社會(huì)進(jìn)步的基本要求。所以，電力電子的發(fā)展和創(chuàng)新對(duì)于電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的意義。我國(guó)對(duì)于電子電力系統(tǒng)的研究比較早，現(xiàn)在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模發(fā)展也比較完善，電子電力技術(shù)已經(jīng)形成了與人們生活息息相關(guān)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)，因此電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中有著重要地位，甚至在一定程度上有決定性作用。

一、電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)可分為應(yīng)用電路技術(shù)和制造器件技術(shù)。器件技術(shù)主要經(jīng)歷了從半控型→全控型→復(fù)合型的發(fā)展過(guò)程，把功率、保護(hù)電路、控制驅(qū)動(dòng)等器件相互集合，構(gòu)造為PIC（功率集成電路），現(xiàn)在PIC的功率還比較小，但總體上代表電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的發(fā)展方向。

整流電路系統(tǒng)運(yùn)用最廣的時(shí)期是改革開(kāi)放前，在上世紀(jì)80年代后運(yùn)用最廣泛的則是逆變電路，但是整流電路系統(tǒng)仍然占據(jù)著比較高的地位。隨著普遍應(yīng)用自動(dòng)開(kāi)關(guān)器件，電力電子技術(shù)逐漸的向著低頻化發(fā)展。脈沖寬度控制技術(shù)（PWM）極大的推動(dòng)了電力電子技術(shù)發(fā)展，PWM技術(shù)的控制方式有：神經(jīng)元控制、模糊控制、觀測(cè)器控制、自適應(yīng)控制、無(wú)功率控制等，這些控制方式使電力電子技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)新的階段?，F(xiàn)在應(yīng)用越來(lái)越廣泛的微型處理器控制的數(shù)字技術(shù)在電力系統(tǒng)中的很多方面逐漸的替換了模擬控制，數(shù)字控制技術(shù)是電子電力技術(shù)的新發(fā)展方向。

電力電子技術(shù)是弱電技術(shù)和強(qiáng)電技術(shù)的相互結(jié)合的技術(shù)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中有重要作用。就現(xiàn)在來(lái)說(shuō)電力電子系統(tǒng)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)涉及到各個(gè)環(huán)節(jié)，其中包括：存儲(chǔ)電能、輸配送電能、生產(chǎn)電能等，在電力系統(tǒng)中的各個(gè)方面都有應(yīng)用。

二、在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

電子電力技術(shù)在發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用中，可以改善發(fā)電機(jī)等設(shè)備的運(yùn)營(yíng)特征、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功率。在應(yīng)用中主要表現(xiàn)是大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制，風(fēng)力、水力等發(fā)電機(jī)的變速勵(lì)磁，發(fā)電水泵的調(diào)速變頻等，都使用了晶閘管線路整流結(jié)構(gòu)，它有價(jià)格低廉、性能可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。使用變頻的電源把勵(lì)磁電流運(yùn)動(dòng)的頻率進(jìn)行調(diào)整，讓風(fēng)力、水力發(fā)電效率調(diào)整到最大，讓電流在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行減弱消滅由于風(fēng)速產(chǎn)生變化產(chǎn)生的頻差。由于風(fēng)機(jī)水泵的有很大的耗電量，耗電量為所有用電的65%，而且效率不高，但是運(yùn)用電子電力技術(shù)中的變頻調(diào)速器就可以把發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)時(shí)存在的問(wèn)題解決。對(duì)于新能源供電系統(tǒng)中的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，太陽(yáng)能供電系統(tǒng)中的直流電路可以轉(zhuǎn)換為大功率的逆變器，不同地區(qū)采用的制度不一樣，我國(guó)普遍使用的10到15千瓦的獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)。

三、在輸電系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)代化控制技術(shù)與電力電子技術(shù)相結(jié)合組成了柔性交流輸電技術(shù)，柔性輸電技術(shù)是對(duì)電力系統(tǒng)中功率潮流、線路阻抗參數(shù)、電壓等進(jìn)行控制調(diào)節(jié)的技術(shù)，可以大幅度的把電能運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的損耗降低，可以提高輸電系統(tǒng)中輸電能力的穩(wěn)定性，對(duì)于輸送部分的電能，比較受到重視的是高壓輸電直流技術(shù)。

遠(yuǎn)距離的直流高壓輸電，會(huì)解決供電系統(tǒng)中的很多問(wèn)題，在電壓相同的情況下對(duì)于輸送電能的損耗小很多，如果電流不發(fā)生變化，就不會(huì)有電抗壓降，整體的降低能力也會(huì)減少。所以電子電力技術(shù)中的柔性交流輸電技術(shù)穩(wěn)定性能高、投資也較低，在輸電系統(tǒng)中可以得到廣泛的使用。

四、在節(jié)能用電中的應(yīng)用

（一）減少功率損耗

在電力系統(tǒng)中，變電器在運(yùn)行時(shí)不僅要消耗無(wú)功功率還要消耗有功功率，所以，有功電源和無(wú)功電源相同，都要確保電能的質(zhì)量。在電力系統(tǒng)的供電過(guò)程中，保持無(wú)功功率有著重要作用，如果無(wú)功功率不平衡，供電系統(tǒng)的電壓就會(huì)降低，無(wú)功功率的因數(shù)也會(huì)因此下降，使供電設(shè)備受到破壞。因此，在電力系統(tǒng)中無(wú)功功率不足時(shí)是很有必要進(jìn)行功率補(bǔ)償?shù)?，同時(shí)補(bǔ)償無(wú)功功率還可以提高供電設(shè)備的功率。

（二）調(diào)速變負(fù)荷風(fēng)機(jī)

現(xiàn)在，交流調(diào)速在我國(guó)還沒(méi)有廣泛使用，但國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)很成熟。在風(fēng)機(jī)和水泵等設(shè)備中使用調(diào)速交流有很好的應(yīng)用效果，有調(diào)速范圍廣、精度高和效率高等優(yōu)勢(shì)，并且還有良好的節(jié)能作用，其變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的省電量可以達(dá)到30%。主要缺點(diǎn)就是造價(jià)比較高，產(chǎn)生高次諧波污染環(huán)境，不過(guò)目前變負(fù)荷變速機(jī)在生活、冶金、礦山中依然有廣泛的應(yīng)用。

五、在配電中的應(yīng)用

電子電力技術(shù)在配電環(huán)節(jié)中的問(wèn)題是怎樣把電能的質(zhì)量提高以及進(jìn)一步加強(qiáng)供電可靠性，解決這一問(wèn)題是在電子電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中配電環(huán)節(jié)的主要任務(wù)?？刂齐娔艿馁|(zhì)量首先要滿足以下要求：第一點(diǎn)是要把各種瞬間的干擾抑制住，第二點(diǎn)是電能波動(dòng)要滿足對(duì)諧波、電壓和頻率的要求。電力電子技術(shù)中的配電應(yīng)用是DFACTS技術(shù)，本技術(shù)是基于FACTS技術(shù)上進(jìn)行發(fā)展與完善的新型技術(shù)。DFACTS和FACTS技術(shù)的功能相似，原理和結(jié)構(gòu)一樣。

六、對(duì)供電企業(yè)的建議措施

新世紀(jì)后，我國(guó)電子電力技術(shù)中的眾多供電設(shè)備都得到了穩(wěn)定的發(fā)展，要讓部分有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的供電企業(yè)把供電系統(tǒng)中的新技術(shù)產(chǎn)品當(dāng)做新的發(fā)展方向，主要措施如下：第一點(diǎn)是對(duì)電子電力系統(tǒng)中的資源進(jìn)行整合，把供電系統(tǒng)中的設(shè)備實(shí)力不斷的增加，供電企業(yè)可以客觀的分析自身的研發(fā)能力，對(duì)電子電力設(shè)備中的供電設(shè)備進(jìn)行資源整合，使供電設(shè)備得到最廣泛的使用。第二點(diǎn)是在研發(fā)新產(chǎn)品的技術(shù)上要選取可靠的供電設(shè)備，脈沖寬度控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)要充分的發(fā)揮。第三點(diǎn)是進(jìn)一步完善供電設(shè)備在使用時(shí)的管理制度，提高電子電力技術(shù)在供電設(shè)備中使用的效率。

七、結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電子電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，為電力系統(tǒng)的發(fā)展和運(yùn)行提供技術(shù)支持，在電力系統(tǒng)的供電中發(fā)揮了重要意義。新的電子電力技術(shù)也不斷的發(fā)展，電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)也進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)化和多元化，在未來(lái)的時(shí)間內(nèi)，電子電力技術(shù)可以在電力系統(tǒng)中更加廣泛的使用。

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