淺談電力電子技術(shù)在新能源方面的應(yīng)用

湯雷

深圳市福瑞電氣有限公司 廣東深圳 518000

能借助電力電子器件對電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換及操控的現(xiàn)代技術(shù)，被稱為電力電子技術(shù)。廣義上認(rèn)為，1957年美國通用電氣公司研制出的第一個晶閘管代表著電力電子技術(shù)的誕生。電力電子技術(shù)的基本功能包括：整流、逆變、斬波、變頻、變相等。電力電子技術(shù)為了能夠滿足不同用電裝置的不同需求，它通過電網(wǎng)的工頻電能，轉(zhuǎn)換出不同性質(zhì)、不同用途的電能。隨著電力電子技術(shù)的誕生和發(fā)展，人類對電能利用的方式和利用電能的觀念發(fā)生巨大的變化。電力電子技術(shù)對一個國家的工業(yè)發(fā)達(dá)程度有著重要影響，衡量一個國家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志其中之一就包括電力電子裝置變換和調(diào)節(jié)的控制。近年來，電力電子技術(shù)的作用不斷上升，在國家的經(jīng)濟(jì)、科技、工業(yè)等領(lǐng)域都有著重要地位。

1 新能源行業(yè)中電力電子的運(yùn)用優(yōu)勢

第一，節(jié)能效率高。電力電子技術(shù)能將各種能源高效率的變換為高質(zhì)量的電能，減少了資源浪費(fèi)?，F(xiàn)階段我國主要能源消耗仍以煤炭為主，利用電力電子技術(shù)對風(fēng)能，潮汐能進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換，發(fā)展清潔能源，能有效節(jié)約能源，優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)[1]。

第二，綠色環(huán)保。伴隨著電力電子技術(shù)智能化，數(shù)字化的發(fā)展，采用新的電力電子裝置，可以得到接近0的諧波含量和接近1的功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)對外界的零污染排放。

第三，控制精確度靈活化。傳統(tǒng)的模擬控制電路具有接線復(fù)雜、系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍、調(diào)試過程繁瑣等缺點(diǎn)，因此適合控制較簡單的線路控制。新型電力電子系統(tǒng)與傳統(tǒng)相比有了很大的提升，通過運(yùn)用數(shù)字控制技術(shù)，在保證靈活性和精確度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)控制和人機(jī)界面和通訊等功能。電子器件和電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和編碼系統(tǒng)等領(lǐng)域的內(nèi)容不斷地相互碰撞和融合，使得現(xiàn)有設(shè)備的電子系統(tǒng)增加了許多功能，例如糾正、控制、調(diào)控等功能，設(shè)備變得更加簡潔化，遠(yuǎn)程操控等操作變得更加便捷化，極大地滿足了人們對控制準(zhǔn)確性的要求。

第四，安全可靠。無觸點(diǎn)開關(guān)的研發(fā)與使用，既降低用電設(shè)備的起停消耗，還大大地延長設(shè)備的使用時間，提高了用電的安全性。

2 電力電子技術(shù)在新能源方面的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 完善電網(wǎng)配置

城市發(fā)展過程中，需要具有完善的電網(wǎng)配置系統(tǒng)。無論是生活還是工業(yè)應(yīng)用，都具有一定的特殊性，而電氣使用過程中具有很高的用電負(fù)荷等級。工業(yè)生產(chǎn)中涉及大量的電氣設(shè)備，這些設(shè)備運(yùn)行時需要大量的電力支持，還要保證供電穩(wěn)定。因此，要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，就要保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全，盡量減少供電環(huán)節(jié)，減少能源消耗。電氣使用中，需要遵循相關(guān)規(guī)范，同一電壓等級的供電系統(tǒng)的配電級數(shù)不能超過兩級。另外，供電電壓的使用要具有合理的方案。通常情況下，電壓使用水平越高，消耗越少。工業(yè)生產(chǎn)中，大量使用循環(huán)水泵或者壓縮機(jī)，既可以降低短路容量，減少導(dǎo)體與斷流器的短路耐受等級，又可以降低線路損耗，減少電纜截面。

2.2 實(shí)施變壓器節(jié)能設(shè)計

城市電氣設(shè)計與應(yīng)用工作中，需要明確變電所的位置，保證變壓器在變電所中的應(yīng)用與荷載，結(jié)合變壓器合理選擇材質(zhì)，從而降低變壓器線路的使用數(shù)量。通常情況下，變壓器的空載損耗不會發(fā)生很大變化，不能消除變壓器的損耗問題[2]。因此，需要結(jié)合變壓器的使用環(huán)境選擇節(jié)能效果較好的變壓器，減少損耗問題，提高工作效率。變壓器使用過程中，不僅會有空載損耗，而且會存在有載損耗。損耗數(shù)值的大小主要由變壓器的節(jié)點(diǎn)功率和自身電阻決定。選擇變壓器時，需要根據(jù)電阻率的實(shí)際情況，選擇較小的變壓器。材質(zhì)選擇方面，要盡量使用銅制材料，以減少電力能源的損耗。另外，還要考慮設(shè)備的使用成本。為了能夠減少能源消耗，要支出更多的電能損耗，而選擇合適的變壓器就可以減少損耗。

2.3 變電所需要深入負(fù)荷中心

城市發(fā)展過程中，通常應(yīng)用220V（日常生活）和380V（工業(yè)生產(chǎn)）的電壓。如果是遠(yuǎn)距離供電，要想保證系統(tǒng)運(yùn)行正常且達(dá)到規(guī)定要求，就需要合理增加電纜的截面積，提高銅材的使用量，避免發(fā)生材料浪費(fèi)的情況。如果工業(yè)生產(chǎn)廠區(qū)比較大，就需要合理設(shè)計供電半徑。籌劃相關(guān)區(qū)域時，要合理增加變配電裝置的使用數(shù)量，縮短線路的使用距離，避免出現(xiàn)能源損耗。城市規(guī)劃中，電氣設(shè)計的工作人員缺少總體規(guī)劃與設(shè)計，后期項目參與中，如果出現(xiàn)了變配電位置設(shè)計問題，就需要調(diào)整總圖，影響了整體布局。因此，工程項目設(shè)計初期，需要提高總圖設(shè)計人員之間的交流和溝通，相關(guān)變電所要深入負(fù)荷中心[3]。增加變電所時，如果處于危險區(qū)域，與爆炸危險區(qū)域之間要保證較遠(yuǎn)的距離。

2.4 進(jìn)一步加快能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型的步

作為世界上最大的能源消費(fèi)國，我國能源轉(zhuǎn)型迫在眉睫。2016年我國發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》，旨在促進(jìn)能源與現(xiàn)代信息技術(shù)的深度融合，推動能源生產(chǎn)管理和營銷模式變革，重塑能源產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈和價值鏈。利用數(shù)字技術(shù)、智能化管理模式使分布式能源生產(chǎn)、輸送、交易、消費(fèi)等環(huán)節(jié)得以高效運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)光伏、風(fēng)電、核電等清潔能源的健康有序發(fā)展。

3 結(jié)語

電力電子技術(shù)和新能源發(fā)電系統(tǒng)相互推動。一方面，電力電子技術(shù)對推動新能源經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著功不可沒地作用；另一方面，新能源發(fā)電系統(tǒng)給電力電子技術(shù)提供幫助。為了推動經(jīng)濟(jì)又好又快的發(fā)展，發(fā)展新能源經(jīng)濟(jì)必不可少。我們要融合多方面技術(shù)，努力發(fā)展新能源電力，奪取未來能源領(lǐng)域的新勝利。