電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

文/唐斌

1 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的重要性

電力電子技術(shù)不僅包含了傳統(tǒng)技術(shù)的長處，還以實(shí)際情況為基礎(chǔ)進(jìn)行了合理的調(diào)整，對于電力系統(tǒng)來說它的重要性也越來越高。首先，電力電子技術(shù)能夠合理利用并優(yōu)化配置電力系統(tǒng)的相關(guān)資源，做到對電能的優(yōu)化使用。其次，通過改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新型機(jī)電一體化的目標(biāo)，為電力系統(tǒng)的良好運(yùn)行提供了保障。除此之外，機(jī)電設(shè)備在電力電子技術(shù)的支持下走向了高頻化與變頻化。最后，因?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)變得越發(fā)智能化。

2 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

電子電力技術(shù)不僅是一門比較新型的技術(shù)，還是現(xiàn)代社會中保障各項(xiàng)發(fā)電環(huán)節(jié)正常穩(wěn)定的關(guān)鍵性技術(shù)。其主要是從電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)以及配電環(huán)節(jié)三大環(huán)節(jié)出發(fā)，探討了電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用，具體內(nèi)容如下所示：

2.1 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

2.1.1 發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變速調(diào)頻

從電力系統(tǒng)的整體來看，發(fā)電廠機(jī)水泵雖然是一個耗電量相對較高的發(fā)電設(shè)備，但是其運(yùn)行效率卻相對較低。因此一些發(fā)電廠機(jī)水泵就通過運(yùn)用電力電子技術(shù)來進(jìn)行變頻調(diào)速，進(jìn)而來達(dá)到其節(jié)能減耗的目的。通常選用高頻變壓器或者低頻變壓器來進(jìn)行對發(fā)電廠機(jī)水泵的變頻調(diào)速工作，但是相對而言，高頻變壓器和低頻變壓器比起來技術(shù)水平要略微遜色一些。

2.1.2 太陽能控制系統(tǒng)

我國以及全世界的未來能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略方針之一就是太陽能清潔能源的普及和應(yīng)用。把直流電轉(zhuǎn)換為交流電是獨(dú)立系統(tǒng)或并網(wǎng)的大功率太陽能發(fā)電的必要環(huán)節(jié)。而逆變器可以實(shí)現(xiàn)對太陽能控制系統(tǒng)的最大功率的跟蹤，是其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的核心所在。

2.1.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)及水力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵磁

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的有效功率與風(fēng)速的關(guān)系呈三次方正比，通過變速運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組可以使風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)有效功率最大化；水力發(fā)電機(jī)的有效功率在很大程度上受水頭的壓力及流量影響，并且水頭的變化幅度也會改變水力發(fā)電機(jī)機(jī)組的轉(zhuǎn)速。除此之外，轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率可以通過電力電子技術(shù)的調(diào)整而實(shí)現(xiàn)輸出頻率恒定。變速恒頻勵磁技術(shù)的核心就是變頻電源。

2.1.4 大型發(fā)電機(jī)的靜止勵磁控制

靜止勵磁的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、可靠性較強(qiáng)、造價(jià)低，世界的各大電力系統(tǒng)中都應(yīng)用到了靜止勵磁，它主要采用的是晶閘管整流自并勵。大型發(fā)電機(jī)通過運(yùn)用電力電子技術(shù)省去了勵磁機(jī)，可以說電力電子技術(shù)是大型發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)靜止勵磁控制的重要保障。

2.2 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

2.2.1 直流輸電技術(shù)

晶閘管變流裝置同時(shí)應(yīng)用在高壓直流輸電的送電端的整流裝置與受電端的逆變裝置中，大容量、長距離等的損耗問題可以因此得到有效解決，在遠(yuǎn)程的輸電工程中直流輸電技術(shù)的作用重大，它有穩(wěn)定性高、電容量大、控制性強(qiáng)、操作性強(qiáng)、靈活度較高的特點(diǎn)。

2.2.2 交流輸電技術(shù)

現(xiàn)如今推廣與應(yīng)用柔性的交流輸電技術(shù)是我國電力系統(tǒng)的工作人員在交流輸電方面的主要研究內(nèi)容。彈性補(bǔ)償技術(shù)與柔性交流輸電系統(tǒng)的技術(shù)在實(shí)質(zhì)上是相似的，即對發(fā)電輸電系統(tǒng)的電壓及線位的控制。柔性交流輸電技術(shù)是傳統(tǒng)交流電力系統(tǒng)通過電力電子技術(shù)改造而來，它能夠同時(shí)降低輸電損耗、加強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.3 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中配電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

目前配電系統(tǒng)急需解決的問題是怎樣提高配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量與加強(qiáng)供電的可靠性。滿足頻率、電壓及不對稱度，抑制各種瞬態(tài)的干擾與波動等要求都是電能質(zhì)量控制需要注意的事項(xiàng)。這一問題可以通過電力電子技術(shù)得到有效解決。通過應(yīng)用電力電子技術(shù)中的變換技術(shù)，電力電子變壓器在很大程度上實(shí)現(xiàn)了對能力的有效控制及轉(zhuǎn)換，同時(shí)也極大的提高利用電能的可靠性、有效改善電能質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)了對電網(wǎng)諧波的實(shí)時(shí)控制。

2.4 在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的應(yīng)用，有提高電能使用率和變負(fù)荷電動機(jī)調(diào)速運(yùn)行兩個方面。電廠產(chǎn)生能源損耗的現(xiàn)象是由于發(fā)電機(jī)組不能配合能源變化時(shí)產(chǎn)生的，通過變負(fù)荷電動機(jī)對運(yùn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)整，能夠達(dá)到節(jié)能的目的。但是該項(xiàng)技術(shù)在我國處于研究和摸索階段，因此也存在一部分缺點(diǎn)：成本高，適用于中大型電廠。而對于其它的一些電廠，可以采用電力電子技術(shù)，在配電輸送電力系統(tǒng)中增加可控設(shè)備，對電能進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，確保電力的質(zhì)量和安全。

3 結(jié)語

在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行中電力電子技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，其應(yīng)用是電力系統(tǒng)的運(yùn)行及發(fā)展的重要保障。電力電子技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步得到了持續(xù)的發(fā)展，但尚處于發(fā)展過程中的電力電子技術(shù)其應(yīng)用和穩(wěn)定性還不太理想，因此，我們要繼續(xù)堅(jiān)持創(chuàng)新和發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益最大化。