淺析電力系統(tǒng)中電力電子變流技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：電力電子變流技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的重要作用，本文通過對電力電子交流技術(shù)進(jìn)行介紹分析，研究了電力電子變流技術(shù)的工作形式，交流調(diào)壓電路、斬波電路、整流電路及逆變電路。分析了電力電子變流技術(shù)在電力系統(tǒng)中的發(fā)電過程的應(yīng)用、電力輸送過程的應(yīng)用、電力分配過程的應(yīng)用等方面的情況。為相關(guān)電力電子變流技術(shù)的研究提供了有益的參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)，電力電子，變流技術(shù)，應(yīng)用

引言

目前我國的電能生產(chǎn)和使用系統(tǒng)是由電力系統(tǒng)維持運(yùn)行的，與之對應(yīng)的工序有發(fā)電、電力輸送和分配電能等，以上工序?qū)崿F(xiàn)對電能的高效控制，全面保證了人們?nèi)粘５挠秒姲踩陀秒娦枨?。電力電子技術(shù)是在電力系統(tǒng)發(fā)展建設(shè)的過程中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，該技術(shù)充分利用電子元件實(shí)現(xiàn)對電能的高效分配和交換。隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，相關(guān)的電力電子變流技術(shù)也不斷研究和應(yīng)用，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮著越來越重要的作用，促進(jìn)了行業(yè)的進(jìn)步。特別是在歐美地區(qū)，電力電子變流技術(shù)應(yīng)用更為普遍，因此為全面提高我國的電力電子變流技術(shù)水平、提高電能傳輸效率、促進(jìn)行業(yè)進(jìn)步迫在眉睫，我們有必要對電力電子變流技術(shù)進(jìn)行研究分析。

1、電力電子變流技術(shù)簡介

電力電子變流技術(shù)主要是通過使用計(jì)算機(jī)技術(shù)將電子、電路和電力控制等方面的技術(shù)進(jìn)行整合，提高自動(dòng)化控制程度。該技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展標(biāo)志是晶閘管的成功研制。電力電子技術(shù)主要分為兩個(gè)大的方向，一個(gè)是電力電子元件的制造加工技術(shù)，另一個(gè)是電力電子變流技術(shù)。電力電子元件的制造加工技術(shù)在發(fā)展過程中主要朝著低能耗、小體積等方向發(fā)展，目前的元件都具有了自動(dòng)開關(guān)的功能。電力電子變流技術(shù)在上世紀(jì)七十年代開始迅速發(fā)展并在生活中有了大面積應(yīng)用，隨著自動(dòng)斷電設(shè)備的不斷普及，變流技術(shù)中的逆變電路有了較快的發(fā)展，同時(shí)電力控制技術(shù)也不斷推陳出新，最終推動(dòng)整個(gè)電流電子變流技術(shù)快速發(fā)展。

2、電力電子變流技術(shù)的工作形式

電力電子變流技術(shù)是電力電子技術(shù)中的一個(gè)重要分支，該技術(shù)從二十世紀(jì)七十年代開始被大量應(yīng)用在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中，并且產(chǎn)生的巨大的反響。進(jìn)入新世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電子變流技術(shù)中的其它技術(shù)比如交流調(diào)壓電路、斬波電路、整流電路及逆變電路等各種形式的變流技術(shù)爭相出現(xiàn)，并在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。

（1）整流電路。該技術(shù)通過對直流電進(jìn)行大小的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，一般用電設(shè)備需要采用直流供電，目前常用的是交流供電，所以該技術(shù)不采用交流電對設(shè)備供電。我們通過使用二極管等技術(shù)將低電壓的交流電輸出轉(zhuǎn)換成為直流電，滿足了對交流電的整流要求。同時(shí)該技術(shù)也應(yīng)用到了用電設(shè)備控制和不同電壓輸送的流程中，滿足了電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的要求。

（2）交流調(diào)壓電路。這種技術(shù)主要是對原電網(wǎng)的電壓、相位和相數(shù)進(jìn)行調(diào)整，通過新的技術(shù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對以前的交流電進(jìn)行替代的一種變流技術(shù)。該技術(shù)在電熱控制、日常生活中燈光控制、控制電動(dòng)機(jī)工作的轉(zhuǎn)動(dòng)速度等方面應(yīng)用較多。交流調(diào)壓電路目前主要應(yīng)用在電力系統(tǒng)和具有高壓的電器中，交流調(diào)壓電路在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生一定數(shù)量的諧波，可以忽略不計(jì)。該種電路的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、控制過程方便、易調(diào)節(jié)等。同時(shí)，該電路能在電機(jī)運(yùn)行的過程中對電機(jī)進(jìn)行調(diào)壓，確保機(jī)電設(shè)備的有效穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）逆變電路。逆變電路技術(shù)主要是通過使用交流電對直流電進(jìn)行替代的一種變流技術(shù)，該技術(shù)在日常生活中應(yīng)用比較多。當(dāng)我們需要用直流電源向交流設(shè)備進(jìn)行電力供應(yīng)時(shí)，就需要用到該技術(shù)。逆變電路在工作過程中主要通過開關(guān)和晶體管進(jìn)行電路中電壓和電流的變動(dòng)。

3、電力電子變流技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

電力電子變流技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：發(fā)電過程的應(yīng)用、電力輸送過程的應(yīng)用、電力分配過程的應(yīng)用。

（1）發(fā)電過程的應(yīng)用。電力系統(tǒng)經(jīng)過百余年的發(fā)展，目前電力產(chǎn)生的手段和方法日趨多樣化，常見的發(fā)電形式有火力發(fā)電、水利發(fā)電、潮汐能發(fā)電、太陽能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、核能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電等。但是，我們應(yīng)該認(rèn)識到傳統(tǒng)的發(fā)電形式不能夠滿足能源可持續(xù)發(fā)展的需求，繼而在滿足人們用電質(zhì)量方面有待提高和改善，目前新型的發(fā)電形式如潮汐能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等越來越受到人們的歡迎，但存在著電流、電壓不穩(wěn)定的問題。變流技術(shù)能夠很好地解決該問題，確保發(fā)電過程的電流和電壓平穩(wěn)運(yùn)行，保證相關(guān)設(shè)備按照設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）電力輸送過程的應(yīng)用。在電力輸送的過程中基本都存在著電壓或電流運(yùn)行不夠穩(wěn)定的問題，因此需要將變流技術(shù)和相關(guān)電子設(shè)備應(yīng)用到電力輸送的環(huán)節(jié)中去，通過形成不同形式的電流，解決電力輸送過程中的不穩(wěn)定問題。電力電子變流技術(shù)在直流電輸送過程中和交流電輸送過程中都發(fā)揮了重要作用，一般通過變換不同頻率和對諧波進(jìn)行抗擊的方法實(shí)現(xiàn)。提高了供電質(zhì)量，保證了電力輸送過程中的穩(wěn)定高效。

（3）電力分配過程的應(yīng)用。電力系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)電能合理分配的過程中也充分利用了電力電子變流技術(shù)。該技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一個(gè)是通過對電源進(jìn)行相應(yīng)操作控制，另一方面是在蓄電池充電方面的應(yīng)用。工作過程中不僅要保證電力分配過程中的電流變換，同時(shí)要求起到電能存儲的相應(yīng)作用，確保日常的穩(wěn)步進(jìn)行。變流技術(shù)在日常生活中可以保證用電設(shè)備的穩(wěn)定，同時(shí)在電能消耗方面也大大減少。

4、結(jié)論

本文通過對電力系統(tǒng)中的電力電子變流技術(shù)進(jìn)行研究分析，給出了其相應(yīng)的工作形式和在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，為變流相關(guān)技術(shù)的研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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作者簡介：

董其愛（1989～），男，壯族、籍貫：廣西，工作單位：株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司，學(xué)歷：本科，主要研究方向?yàn)樽兞骷夹g(shù)開發(fā)