電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

文/王紅斌

電工技術(shù)是研究物質(zhì)的電磁客觀規(guī)律并用于實踐的科學(xué)技術(shù)。它既具有悠久的歷史，又具有強大的生命力，從幾百年前人們對磁現(xiàn)象的觀察開始，到電學(xué)的誕生，再到電能的大規(guī)模應(yīng)用，電工技術(shù)譜寫了輝煌的歷史，電作為一種特殊的能量存在形態(tài)，在物質(zhì)、能量、信息的相互轉(zhuǎn)化過程中起著重要的作用，大多數(shù)的能量轉(zhuǎn)換過程都以電或磁作為中間能量形態(tài)進行調(diào)控，信息表達也越來越多地以電或磁作為特殊介質(zhì)來實現(xiàn)。電工技術(shù)已經(jīng)滲透到了人類活動的所有方面。電工技術(shù)的重大技術(shù)進步對人類的生活方式、社會生產(chǎn)方式產(chǎn)生的影響是其他很多技術(shù)不可比擬的。

1　電工電子技術(shù)概述

1.1　電工電子技術(shù)概念

電工電子技術(shù)主要是指以傳統(tǒng)電工技術(shù)為支撐，利用計算機技術(shù)、電工技術(shù)以及電子技術(shù)，涵蓋的范圍相對較廣。例如電氣工程、電子技術(shù)、電氣制造以及電力生產(chǎn)等層面，是一項綜合性的新型技術(shù)。

1.2　電工電子技術(shù)特征

伴隨著電子科技的進步，新型電子器件研發(fā)以及使用也和傳統(tǒng)電工技術(shù)存在著較大的差異性。而且，傳統(tǒng)電工發(fā)展能力也得到了顯著提升，現(xiàn)代電工電子技術(shù)也開始進入新階段，下面從四個層面系統(tǒng)闡述電工電子技術(shù)特征。

1.2.1集成化

電工電子技術(shù)集成化特征體現(xiàn)在全控型器件，主要是依靠多種單元器件之間的并聯(lián)而產(chǎn)生的。在電工電子技術(shù)層面，其全部基片構(gòu)成了一個集成，這和傳統(tǒng)器件存在著完全不同的分配形式。

1.2.2全控化

電工電子技術(shù)全控化體現(xiàn)在各種存在自斷功能的器件當(dāng)中，它逐漸取代了傳統(tǒng)電工電子技術(shù)半控型普通晶閘管的使用，這就導(dǎo)致了電子體檢功能有了比較大的突破。實施電子器件全控化使得電工電子技術(shù)自關(guān)斷器件可以取代復(fù)雜換相電路傳統(tǒng)器件，在一定程度上簡化了電工電子技術(shù)電路設(shè)計。

1.2.3高頻化

高頻化特征指的是器件在完成集成化的過程中，不僅能夠提升其能力，還能夠提升速度。比如，電工電子技術(shù)當(dāng)中所使用的電力晶體管，其工作頻率為是十千赫茲。包含電工電子技術(shù)的絕緣柵雙極性晶體管工作頻率為數(shù)十千赫茲以上。電工電子技術(shù)當(dāng)中所使用的金氧半場效晶體管工作頻率可以達到幾百千赫茲。

1.2.4高頻率化

提升頻率化的主要特征體現(xiàn)在變換器件以及變換技術(shù)兩個方面。其能夠利用不斷降低期間導(dǎo)通壓力來減少導(dǎo)通管損耗。而且，提升器件開關(guān)升降，也能夠有效的降低開關(guān)損耗，利用軟件開發(fā)技術(shù)，在器件運行的情況下合理使用電工電子技術(shù)，其運行效果也會顯著提升。

2　電工電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1　自動化水平低下

自動化廣泛使用可以提升電工電子工程生產(chǎn)能力，盡管我國電工電子技術(shù)逐漸的進入發(fā)展快車道，呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢，可是和發(fā)達國家相比，依然存在很大的差距。伴隨著國家技術(shù)的成熟與發(fā)展，對自動化水平需求逐漸提升，現(xiàn)在我國電工電子自動化水平整體偏低，假如電工電子自動化水平得不到提升，那么電工電子自動化水平相對較低的企業(yè)就會被逐漸淘汰。此外，電工電子自動化系統(tǒng)可以有效降低行業(yè)的生產(chǎn)成本，同時對于電工電子技術(shù)應(yīng)用效率的提升有推動作用，能夠充分發(fā)揮自動化的整體優(yōu)勢，增加企業(yè)利潤。由此可見，在信息化技術(shù)逐漸普及的今天，提升電工電子自動化水平能夠推動電工電子技術(shù)的整體發(fā)展。

2.2　成本較高

因為電工電子技術(shù)科技含量較高，因此在其應(yīng)用過程中會牽涉到很多技術(shù)，對于技術(shù)有著極高的要求。想要有效應(yīng)用電工電子技術(shù)，就需要投入大量資金。因為電工電子技術(shù)本身的特殊性，在設(shè)備購買的過程中要按照技術(shù)實際情況量身定做，這在一定程度上提升電工電子技術(shù)應(yīng)用成本。此外，在研發(fā)電工電子技術(shù)的時候，因為耗時較長，因此研發(fā)單位要投入較多的資金以及人力資源，再加上電工電子技術(shù)難以馬上提升企業(yè)效益，這就需要研發(fā)部門要在長時間內(nèi)投入巨額資金。在此背景下，中小企業(yè)研發(fā)難度將會顯著提升，很多企業(yè)因為缺少資金，經(jīng)常會半途而廢。還有的企業(yè)由于長期沒有收益，最終不得不放棄技術(shù)的研發(fā)以及應(yīng)用。上述因素都是造成電工電子技術(shù)難以有效發(fā)展的重要原因。

2.3　信息不對稱

電工電子技術(shù)因為較為特殊，因此不同企業(yè)在使用這項技術(shù)的時候?qū)τ诩夹g(shù)的要求也會表現(xiàn)出差異性。特別是企業(yè)開展產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)和生產(chǎn)的整個過程當(dāng)中，因為要求不盡相同，就會產(chǎn)生不同的信息使用方式。此外，因為企業(yè)比較重視產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的技術(shù)信息安全工作，因此從整個行業(yè)來看，信息交流比較緩慢。再加上企業(yè)在使用信息的時候都是按照企業(yè)自身的情況挑選相關(guān)信息，對信息開展保密工作。這種情況會導(dǎo)致電工電子技術(shù)難以實現(xiàn)信息共享，很多領(lǐng)域都無法有效傳遞信息。這種做法雖然能夠有效保障企業(yè)信息安全，可是也導(dǎo)致了因為電工電子技術(shù)信息傳遞緩慢而出現(xiàn)的信息不對稱的情況。從而有效的提升了企業(yè)運行成本，妨礙了新技術(shù)研發(fā)，影響電工電子技術(shù)的快速發(fā)展。

3　電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1　電力系統(tǒng)發(fā)電

近幾年，隨著我國經(jīng)濟水平日益提升，推動了電力系統(tǒng)的高速發(fā)展。電工電子技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。電工電子技術(shù)的合理應(yīng)用能夠為發(fā)電系統(tǒng)提供功率適用以及穩(wěn)定的電源。

3.1.1控制靜止勵磁

電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)電部分的應(yīng)用表現(xiàn)在控制大型發(fā)電機靜止勵磁。有效控制靜止勵磁能夠發(fā)送較為穩(wěn)定的電源。比如在非火力發(fā)電過程中，通過調(diào)整變頻電源轉(zhuǎn)自勵磁的功率，將發(fā)電系統(tǒng)最大功率控制在一定的范圍內(nèi)，從而確保發(fā)電系統(tǒng)控制能力更強。與此同時，傳統(tǒng)火力發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中，電工電子技術(shù)能夠通過變頻調(diào)速裝置來調(diào)節(jié)風(fēng)機水泵的耗電量問題，有效提升發(fā)電效率。

3.1.2控制發(fā)電頻率

電能輸送的過程中，假如電力工作使用水力發(fā)電，其水流速度和水源頭壓力對于發(fā)電頻率都會產(chǎn)生重要的影響。而且這些因素不是人為能夠控制的。可是電力系統(tǒng)在電能輸送的過程中需要保持發(fā)電頻率的穩(wěn)定。電工電子技術(shù)能夠使用其他非火力發(fā)電。比如太陽能以及風(fēng)力發(fā)電。電工電子技術(shù)逐漸的成為了電力系統(tǒng)使用新能源發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)。

3.1.3轉(zhuǎn)換能源

風(fēng)能以及太陽能的使用，拓展了我國電力資源。與此同時，新能源本身屬于清潔能源。不管是風(fēng)能、太陽能，都有著極為廣闊的發(fā)展空間。電工電子技術(shù)能夠有效解決發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中轉(zhuǎn)換能源的問題。風(fēng)能以及太陽能轉(zhuǎn)化要求有相對較大的功率。利用電工電子技術(shù)可以實現(xiàn)太陽能以及風(fēng)能的有效、穩(wěn)定輸出。

3.2　電力系統(tǒng)輸電

輸電過程使用電工電子技術(shù)可以體現(xiàn)出重要作用。在輸電的過程中，電工電子技術(shù)的使用可以確保電能輸送的安全性以及穩(wěn)定性。輸電系統(tǒng)中使用電工電子技術(shù)主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

3.2.1高壓直流電

晶閘管換流閥的普及使得直流輸電技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷拓展，同時也在一定程度上提升了電力系統(tǒng)發(fā)展速度。現(xiàn)在，全國很多地方的電力系統(tǒng)都開始應(yīng)用晶閘管，這也成為了電力系統(tǒng)高速發(fā)展的集中體現(xiàn)。同時，電力輸電系統(tǒng)也正步入易控制、易操作的階段。將電工電子技術(shù)融入其中，能夠有效擴充該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。這樣不單單有效的降低了輸電過程中直流轉(zhuǎn)換變壓器的使用，從而節(jié)約了成本，同時使得電流轉(zhuǎn)換設(shè)備的移動性更強，進一步提升了設(shè)備使用靈活性。

3.2.2靜止無功補償

輸電系統(tǒng)當(dāng)中使用電工電子技術(shù)主要體現(xiàn)在靜止無功補償層面。即便是現(xiàn)在我國很多電力系統(tǒng)當(dāng)中還沒有使用這類輸變電系統(tǒng)，可是國外的很多國家已經(jīng)開始使用。把這種技術(shù)用于改變傳統(tǒng)電氣開關(guān)，將晶閘管作為一種開關(guān)設(shè)備。實現(xiàn)對設(shè)備的快速以及準確的控制，提升電力輸送控制效果，這也集中體現(xiàn)出了電工電技術(shù)的重要作用。

3.3　變負荷發(fā)動機

在當(dāng)前世界能源利用不容樂觀的背景下，節(jié)能成為了一項各領(lǐng)域競相關(guān)注的活動。在這種情況下，電力企業(yè)在電能輸送的過程中需要注重節(jié)省電能。假如電力公司想要更多更好的利用能源，就需要從發(fā)電環(huán)節(jié)就注重能源的節(jié)約。電力企業(yè)在為人們平時生產(chǎn)生活所提供穩(wěn)定能源的同時，電力系統(tǒng)本身也會耗費大量能量。不管是使用什么類型的發(fā)電形式，都會涉及到自身能源與電能的轉(zhuǎn)換。電力系統(tǒng)在電能輸送的進程中，能夠從兩方面綜合考量。其一是降低其他能源消耗，推動能源可以最大限度的轉(zhuǎn)變成電能。其二是電力系統(tǒng)在發(fā)電的時候盡量降低自身損耗。節(jié)約能源不管從哪個方面入手，都需要在負荷方面調(diào)整轉(zhuǎn)動速度。要想更加精準的使用該項技術(shù)，就需要將電工電子技術(shù)融入其中，從而獲得更好的節(jié)能效果。

4　電工電子技術(shù)發(fā)展趨勢

4.1　注重與能源領(lǐng)域相結(jié)合

電工電子技術(shù)發(fā)展的過程中需要注重與新能源的結(jié)合，隨著不可再生能源的不斷減少，風(fēng)能、太陽能與潮汐能等可再生能源開始受到了廣泛重視。將電工電子技術(shù)和新能源的有效融合，可以解決不可再生能源的消耗問題，確保人們對資源要求?，F(xiàn)在，將電工電子技術(shù)和能源應(yīng)用結(jié)合的例子很多，其中包含了潮汐發(fā)電技術(shù)以及水力發(fā)電技術(shù)等，這種形式不單單可以緩解我國人口用電緊缺的問題，還可以充分利用資源。三峽水電站就是能源領(lǐng)域使用電工電子技術(shù)的重要典范，三峽水電站可以滿足當(dāng)?shù)厝藢τ陔娏Y源的需要，此外，風(fēng)能發(fā)電也可以合理的使用當(dāng)?shù)刭Y源，由此能夠發(fā)現(xiàn)，電工電子技術(shù)與新能源的融合是未來發(fā)展的趨勢。

4.2　加強與驅(qū)動領(lǐng)域融合

我國驅(qū)動領(lǐng)域中廣泛使用電工電子技術(shù)，其中在交通驅(qū)動方面的表現(xiàn)最為顯著。汽車的動力來源是石油，可是石油本身就是不可再生能源，伴隨著這幾年能源不斷減少的實際情況，汽車驅(qū)動形式也開始朝著可再生能源的層面發(fā)展。在此背景下，電工電子技術(shù)的廣泛使用，可以保證資源的合理使用，其中新能源汽車的研發(fā)就是典型的代表，新能源汽車主要將電能作為了驅(qū)動能源，滿足了可持續(xù)發(fā)展的要求。此外，電工電子技術(shù)還在磁懸浮列車以及電力火車當(dāng)中廣泛使用，并且獲得了不錯的成果。上述幾種形式都是電工電子技術(shù)與驅(qū)動領(lǐng)域相結(jié)合的典型實例。由此可見，電工電子技術(shù)和交通驅(qū)動領(lǐng)域的深度融合，有助于電工電子技術(shù)的持續(xù)快速穩(wěn)定發(fā)展。

5　結(jié)語

電力系統(tǒng)發(fā)展的進程中，電工電子技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。其是電力系統(tǒng)發(fā)展的目標所在。因此，針對當(dāng)前我國電力系統(tǒng)的實際發(fā)展情況，對電力系統(tǒng)輸電、發(fā)電等多個環(huán)節(jié)的電工電子技術(shù)應(yīng)用情況展開了論述，從而深入探討了電子系統(tǒng)當(dāng)中電子電工技術(shù)的應(yīng)用，有助于推動我國電力企業(yè)更加健康和可持續(xù)發(fā)展。