電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

文/王再利

電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

文/王再利

電力系統(tǒng)的安全有效運行事關(guān)國計民生，是現(xiàn)代國家能源保障的最大是想，隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，將它的先進技術(shù)引進，讓電力供應(yīng)更加安全可靠，是新時代電力電子技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)之一，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化，響應(yīng)時代的號召。我們對現(xiàn)在電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進行分析和研究。

電力電子技術(shù) 電力系統(tǒng)應(yīng)用

1 研究背景

現(xiàn)在是科技發(fā)展的高峰期，科技的發(fā)展促進了人們對新材料的旺盛需求，新的材料和結(jié)構(gòu)器件又反過來促進了電力電子技術(shù)發(fā)展，并在社會中得到廣泛的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中，應(yīng)用電力電子技術(shù)也取得了很大進展。電子電子技術(shù)是電子技術(shù)的主要內(nèi)容之一，除了電力電子技術(shù)，還有信息電子技術(shù)?，F(xiàn)代電子技術(shù)主要是用電子器件進行設(shè)計的，以電子學(xué)原理為基礎(chǔ)，進而制造一些特定功能的電路，可以為解決實際問題提供科學(xué)的依據(jù)的一項高科技電子技術(shù)。該項技術(shù)主要應(yīng)用在電力領(lǐng)域，主要是建立在電工原理學(xué)科、電子學(xué)等學(xué)科的理論基礎(chǔ)上。

2 電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)智能化的飛速發(fā)展，主要是可以將電子信息和器具的處理功能的整合，將電力電子技術(shù)的發(fā)展與電力系統(tǒng)的發(fā)展走向一體化。很多人指出：新型的微電子技術(shù)將是人類學(xué)科發(fā)展的主戰(zhàn)場，將會帶領(lǐng)人類走向新的智能時代。

3 主要的應(yīng)用

3.1 在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，包括發(fā)電環(huán)節(jié)在內(nèi)的多種設(shè)備，是將來應(yīng)用該的主要載體，使用該技術(shù)可以優(yōu)化設(shè)備的工作狀態(tài)。

（1）使用先進的靜止勵磁技術(shù)的發(fā)電設(shè)備具有安全性高、結(jié)構(gòu)簡單和成本廉價等優(yōu)點，其控制靜止勵磁是采用的閘管整流并自勵方式，此方式在各行業(yè)的大電力系統(tǒng)得到廣泛采用。因為勵磁機的中間慣性部分被去掉了，所以具備快速性調(diào)節(jié)性能，可以產(chǎn)生良好控制效果和充分發(fā)揮其性能。

（2）水力發(fā)電主要依靠的是水流的流量和流速，使用電力電子設(shè)備，使得發(fā)電機的運轉(zhuǎn)速度隨著水流的變換而不斷的變換，提高發(fā)電效率。而風(fēng)力發(fā)電是依靠的風(fēng)的風(fēng)速，還與發(fā)電機的發(fā)電效率有關(guān)，運用電力電子設(shè)備可以提高風(fēng)機轉(zhuǎn)子的風(fēng)能捕捉效率，提高風(fēng)力發(fā)電的效率。風(fēng)力和水力發(fā)電都是一種變速的恒頻勵磁發(fā)電。通過電力電子設(shè)備的調(diào)節(jié)使得設(shè)備的最優(yōu)轉(zhuǎn)速達到最優(yōu)的發(fā)電狀態(tài)，獲得最優(yōu)的有效功率，改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速獲得不同的電流頻率，獲得恒定頻率的電流。

4 電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

4.1 在節(jié)電方面的應(yīng)用

4.1.1 變負荷電動機調(diào)速運行

電動機節(jié)電主要是表現(xiàn)在兩個方面：一個是不斷的發(fā)掘設(shè)備的節(jié)電余地；二是使用最新的變負荷電動機的變速調(diào)節(jié)技術(shù)來實現(xiàn)。這兩方面的單一實現(xiàn)都不能達到最優(yōu)的節(jié)電措施，只有將它們有機的結(jié)合起來，使得設(shè)備在節(jié)電的同時有實現(xiàn)節(jié)能的變速的多重節(jié)電目標(biāo)，獲得較好的經(jīng)濟指標(biāo)。現(xiàn)在在礦產(chǎn)開采和加工等行業(yè)的電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛。

4.1.2 減少輸送過程中的損耗和使用大功率輸電

電力設(shè)備消耗的功率有有用功率和無用功率的消耗，無功功率是確保電力的質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，所以我們在使用的設(shè)備的無用功率較低時應(yīng)該使用必要的無用功率補充設(shè)備，確保電力質(zhì)量，還可以實現(xiàn)設(shè)備的功率因素的提高。

4.2 在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

4.2.1 通信高頻電源開關(guān)

現(xiàn)在科學(xué)的迅速發(fā)展要求信息的傳播速度快而且還要穩(wěn)定可靠，所以極大的促進通信行業(yè)的電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通信之中使用的電源開關(guān)主要是一次和二次電源開關(guān)，前者主要設(shè)備是整流器，后者為電流變換器。不同設(shè)備使用的電壓不同，集成電路的種類也多;因此，在通信供電系統(tǒng)中，從中間母線電壓，根據(jù)設(shè)備的工作電壓進行變換乘所需要的電壓，這樣可以使設(shè)備的工作效率提高，減少中間環(huán)節(jié)帶來的損耗等問題。

4.2.2 電流變換器

它可以將恒定的電流轉(zhuǎn)變乘所需要的可變直流電，在地鐵列車和無軌電車無級變速的控制上該技術(shù)已經(jīng)成功的應(yīng)用了，同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能。使用新型的電力電子設(shè)備更換原有的效率低的變阻器，可以大幅度的降低能耗約三成以上，而且設(shè)備的工作效率很高，電壓調(diào)節(jié)平穩(wěn)，降低了電流變換時引起的巨大噪聲和波動等，不利因素都進行有效地控制和抑制，使調(diào)節(jié)和控制效果取得了明顯的進步。

4.2.3 直流輸電技術(shù)

直流輸電、輕型直流輸電技術(shù)具有很多優(yōu)點：有較大的輸電容量，能靈活的進行調(diào)節(jié)和控制，并且穩(wěn)定性能極好等。同時，電壓直流輸電所具有的的獨特優(yōu)勢是：可以利用海底電纜輸電;并能進行遠距離輸電;還可以將不同頻率系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)。在上個世紀(jì)七十年代，電力電子技術(shù)正式應(yīng)用在直流輸電上，起源于世界上第一個晶閘管換流器的誕生。從那往后，在生產(chǎn)實踐中所用到的直流輸電工程基本上都是用的晶閘管換流閥。

5 在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

目前，能否進行可靠性供電，到底如何進行加強和提高電能質(zhì)量，是現(xiàn)在配電系統(tǒng)中所需要迫切解決的問題，要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾才可以使電能質(zhì)量得到控制，同時還要滿足頻率和諧波以及電壓的不對稱度的要求?，F(xiàn)代控制技術(shù)和電子電力技術(shù)發(fā)展的主要領(lǐng)域是用戶電力配送。而且DFACTS的設(shè)備和原理及功能與FACTS比較相似，根據(jù)市場的需求，其使用范圍會逐漸廣泛，再加上電力電子器件價格越來越廉價，可以預(yù)計DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將快速進入一個高速發(fā)展的階段。

6 結(jié)論

通過以上介紹可以知道，電力系統(tǒng)是電力電子技術(shù)主要應(yīng)用的一個方向。在已有研究成果的基礎(chǔ)上，使得該技術(shù)應(yīng)用和運行投入逐漸加大。只有在不斷改善該技術(shù)應(yīng)用經(jīng)濟性的情況下，才有可能在電力系統(tǒng)中大規(guī)模推廣這項技術(shù)，將會極大的推動我國電力事業(yè)的科學(xué)還管理，減少不穩(wěn)定事件的發(fā)生。

[1]陳建業(yè)等.電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].國際電力,2001(01)：28-32.

[2]鄭錦彪.淺談電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究[J].黑龍江科技信息,2007(05).

[3]張建誠,陳志業(yè),梁志瑞.現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力情報,1999(03).

作者單位 西安財經(jīng)學(xué)院后勤集團動力中心 陜西省西安市 710100