電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

宋宏艷

【摘要】：隨著社會的發(fā)展，我國對能源的需求越來越大。而目前我國的各種能源消耗速度極大，能源短缺已成為社會生產(chǎn)發(fā)展過程中亟待解決的問題。近年來，新能源的開發(fā)和利用，為解決能源短缺問題提供了一條新的道路，而電力電子技術(shù)在新能源的開發(fā)利用中扮演著重要的角色。本文通過對電力電子技術(shù)的概述、電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用、在電力電子技術(shù)運用過程中應(yīng)注意的問題等方面的著重介紹，讓人們充分認識和了解電子電力技術(shù)并加強對其合理有效充分的利用。

【關(guān)鍵詞】：電力電子；新能源領(lǐng)域；應(yīng)用

引言

電力電子技術(shù)的開發(fā)是我國科學(xué)水平發(fā)展迅速的重要標志，在應(yīng)用于新能源領(lǐng)域時，電力電子技術(shù)不僅能提高人類用電的有效率，同時促進了可再生能源的容納性與適應(yīng)性。在我國目前的新能源領(lǐng)域中，由于理念、設(shè)備的落后導(dǎo)致存在著許多不足，而電力電子技術(shù)應(yīng)用能有效完善這些問題，在對其不斷深入研究中，利用電力電子技術(shù)研發(fā)了許多新的結(jié)構(gòu)器件和材料，這些材料的使用促進了新能源領(lǐng)域的發(fā)展。

1、電力電子技術(shù)概述

電力電子技術(shù)作為一種使用電力電子器件例如晶閘管、GTO、IGBT等對電能進行變換和控制被應(yīng)用在電力領(lǐng)域的一種新興技術(shù)。在二十世紀開始隨著經(jīng)濟科學(xué)的進步以驚人的發(fā)展速度出現(xiàn)在社會的各個領(lǐng)域，科技的進步帶來電力電子技術(shù)的不斷完善和發(fā)展。作為一種新興、具有較廣的覆蓋面的學(xué)科在應(yīng)用領(lǐng)域由傳統(tǒng)的電力、交通、工業(yè)等領(lǐng)域拓展到通訊、節(jié)能等行業(yè)，在新背景發(fā)展趨勢之下已經(jīng)成為至關(guān)重要的一門技術(shù)學(xué)科，在我國經(jīng)濟發(fā)展中有著關(guān)鍵地位。

2、電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用研究

2.1在風(fēng)能發(fā)電中的應(yīng)用

對風(fēng)電系統(tǒng)的研發(fā)中，尤其是在以下系統(tǒng)中均使用了電力電子技術(shù)：MW級直驅(qū)式風(fēng)電機組變流器及雙饋式風(fēng)電機組變流器；風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)；利用電力電子變換裝置實現(xiàn)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)；利用電子電力變換裝置實現(xiàn)的風(fēng)力發(fā)電機無功控制系統(tǒng)；風(fēng)電交流并網(wǎng)控制；風(fēng)電直流輸電；風(fēng)電電能儲存。

2.2水力發(fā)電

水在流動過程中產(chǎn)生的動能可以充當天然的推動力，再加上一些物理知識和電路原理，建立了以著名的三峽水電站為標志的一大批水電站。這一創(chuàng)新，不僅僅降低了對媒體等不可再生能源的消耗，更創(chuàng)造性的為人類尋找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利發(fā)電的基礎(chǔ)上，一系列電力電子技術(shù)在新能源的開發(fā)利用中得到了創(chuàng)新。

2.3太陽能控制系統(tǒng)

由于技術(shù)與設(shè)備的缺失，發(fā)電廠風(fēng)機水泵在運行中損耗電力巨大，其耗電電占至整個發(fā)電系統(tǒng)電力的二分之一，并且還存在效率低下等問題，嚴重影響了發(fā)電效率。在當今的21世紀，太陽能的使用已經(jīng)非常普遍，作為一種新能源，它能有效減少有限資源的浪費，為人類發(fā)展的作出巨大貢獻。但是，目前大陽能一般是大功率發(fā)電，需要通過直流電與交流電的互相轉(zhuǎn)換，使得發(fā)電率不盡人意，電力電子技術(shù)的應(yīng)用，針對這些問題作出調(diào)整，主要是對在太陽能控制系統(tǒng)的核心逆變器的一個完善，通過調(diào)整，加大直流電與交流電的轉(zhuǎn)換率變高，提高運行速度，進而提高整個發(fā)電系統(tǒng)。

2.4電子技術(shù)在新能源材料行業(yè)的具體應(yīng)用

2.4.1在節(jié)能方面的應(yīng)用

（1）電動機節(jié)能

①調(diào)整轉(zhuǎn)速。此舉主要是為了能夠節(jié)約用電，從而減少能源消耗。②調(diào)節(jié)功率。補償電容器、交流異步電動機是此方面的重要設(shè)備，在對其進行處理時往往是采取并聯(lián)，當在并聯(lián)狀態(tài)下時，其所需要消耗的功率也會有所減少。③調(diào)整電壓。需要進行此操作的情況往往是電動機自身負載較輕的時候，若長期存在此種情況，則需要根據(jù)實際情況來決定調(diào)整力度，必要時需要對兩端均進行調(diào)整，以此來達到減少電壓的目的。

（2）無功功率

無功功率方面的應(yīng)用雖然如今我國還未達到預(yù)期效果，但在很多方面也已經(jīng)基本完善，今后在此方面應(yīng)注意的是，要做到合理抑制無功功率，在達到此標準后再對諧波信號進行調(diào)整，使其更加具有合理性，而電網(wǎng)中流入的諧波也要進行管控。只有充分做到此些方面才可以有效降低諧波損失，并將“無用電能”進行收集和應(yīng)用。

2.4.2在電力系統(tǒng)方面的應(yīng)用

電力系統(tǒng)方面相較于其他方面而言會相對容易些，在此過程中往往只是將各種新輸電技術(shù)應(yīng)用其中，目前應(yīng)用較為普遍的有高壓直流輸電技術(shù)和柔性直流輸電技術(shù)兩種，技術(shù)不同，所產(chǎn)生的作用以及應(yīng)用要求也有很大的差異，在選擇使用何種技術(shù)時需要分析實際情況，并掌握兩種技術(shù)的特點，綜合考慮多個方面最終再決定啟用何種技術(shù)，如高壓直流輸電方面，其即可以很好的完成遠距離輸電工作。

3、新能源發(fā)電領(lǐng)域的發(fā)展

國內(nèi)經(jīng)濟的粗放快速發(fā)展，使中國又一次進入了經(jīng)濟新常態(tài)時期。面對人與自然、人與社會的關(guān)系，眾多又經(jīng)濟發(fā)展過速帶來的問題成為了時下熱門的研究課題。新能源作為替代傳統(tǒng)能源、實現(xiàn)綠色經(jīng)濟的重要支撐，其在當前國內(nèi)自然環(huán)境逐漸遭到破壞、石油天然氣等傳統(tǒng)能源逐漸枯竭的今天，成為了亟待解決的重中之重，并成為了世界各國的日常關(guān)注焦點。在新能源發(fā)電領(lǐng)域，電力電子技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。對于一個較為典型的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其內(nèi)部通常會包含多個電力與電子變化的環(huán)境，例如：DC至AC的逆變；DC至DC的直流交換；AC至DC的整流交換等?？梢园l(fā)現(xiàn)，該太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)除了與光伏陣列之間不存在較為密切的聯(lián)系，其他部分的組成與使用均和電力電子技術(shù)之間有著密切的聯(lián)系。對于一套較為典型的采用雙饋式的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)而言，其內(nèi)部通常包括有發(fā)電機側(cè)變換器裝置、網(wǎng)側(cè)變換器裝置以及變槳控制器裝置等，這些裝置與組件均涵蓋有電力與電子之間的變換過程。通過這些舉例可以發(fā)現(xiàn)，新能源發(fā)電與電力電子技術(shù)間具有著深入的聯(lián)系。

結(jié)語

總體來說，在新能源領(lǐng)域，電力電子技術(shù)的應(yīng)用證明了在電力系統(tǒng)中的可行性，對其運行穩(wěn)定性與未來發(fā)展提供了有效的技術(shù)支持，它不僅能提高人類用電的有效率，同時促進了可再生能源的容納性與適應(yīng)性并且完善了電力電子技術(shù)所帶來的技術(shù)問題，是我國建設(shè)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)與前提。

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