電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

張歡

摘要：由于電子技術(shù)能夠?qū)﹄姎饪刂葡到y(tǒng)中的電氣元件進行轉(zhuǎn)換和控制，因此，電氣控制技術(shù)的發(fā)展主要得益于電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展。目前，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于煤炭、電力、鋼鐵等各大行業(yè)，因此，加大對電氣控制技術(shù)的研究不僅能提高電氣控制技術(shù)，增強電氣控制系統(tǒng)的可靠性，更能提高企業(yè)的管理效率，這對促進我國經(jīng)濟的進步和企業(yè)的發(fā)展都具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù);電氣工程;應(yīng)用要點

中圖分類號：TM73?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

電力電子技術(shù)應(yīng)用范圍非常廣泛，在電力系統(tǒng)中的運用又尤為普遍，并且在電力系統(tǒng)中的運用效果也較為良好。在用電力電子器件對電能進行變頻和控制的過程中，不僅提升了電力系統(tǒng)的快速性與穩(wěn)定性，而且還保障了各個裝置的功能不受損害。極大地實現(xiàn)了電力系統(tǒng)整體能夠有效運行的效果，推動了我國電力系統(tǒng)的高速發(fā)展。所以，在電力系統(tǒng)中，電力電子技術(shù)的使用就顯得尤為重要。

1 電氣控制中電力電子技術(shù)應(yīng)用的重要性

1.1 提高工作人員工作效率

目前，各個行業(yè)對電量的需求不斷加大，依賴性逐漸增強。因此電力企業(yè)在各個領(lǐng)域中的作用非常明顯。在電氣控制中采用電力電子技術(shù)能夠增強對電力系統(tǒng)的控制，從而有效減少各類安全隱患。與此同時，在人員配備上，相對于傳統(tǒng)的運營模式也有較大改變，采用機械設(shè)備代替人工作業(yè)，大大提高了工作效率。

1.2 電力電子技術(shù)自身性能良好

電力電子技術(shù)本身具有一定的優(yōu)勢，這種優(yōu)勢在電子計算機技術(shù)的推動下，變得十分明顯。將其應(yīng)用到電氣工程中，可以極大改進社會生產(chǎn)，帶動電氣工程進步。

1.3 能夠提升電子技術(shù)系統(tǒng)適應(yīng)力

電力電子技術(shù)以計算機技術(shù)為主要載體，在各項系統(tǒng)、設(shè)備的應(yīng)用上具有較強的適應(yīng)性。對于改善工作效率、降低工作壓力，提升電力企業(yè)的發(fā)展具有重要作用。

2 電力電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用要點

2.1 軟開關(guān)控制裝置應(yīng)用

由于電氣系統(tǒng)本身對電磁的兼容性以及工作效率的要求較高，因此，電力裝置系統(tǒng)必須要做到小型和簡便，只有這樣，才能促進電氣系統(tǒng)的進一步發(fā)展和完善。通常，在傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)中，人們會利用開關(guān)控制來節(jié)省電容器等原件的占用空間，但這種方法會給電氣系統(tǒng)帶來很大的損耗，降低了電路的工作效率。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，為了更好的解決開關(guān)控制帶來的問題，一種新型的軟開關(guān)控制裝置在一定程度上滿足了現(xiàn)代電氣系統(tǒng)的新需求，這種控制裝置在開關(guān)頻率高于1Mhz 的狀態(tài)下，也能得到比較理想的狀態(tài)。因此，正是基于軟開關(guān)控制裝置具有低損耗、低噪音以及高性能等多種有點而被廣泛應(yīng)用到電氣控制系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)中。

2.2 電力電子技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)的運用

直流輸電技術(shù)與輕型直流輸電技術(shù)。直流輸電有著大輸電容量、穩(wěn)定性強、調(diào)節(jié)靈活的特征，在遠(yuǎn)距離輸電方面，高壓直流輸電展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用優(yōu)勢，可以在同樣的技術(shù)條件下，最大化的降低電能在輸電過程中的損耗。隨著電力電子技術(shù)的應(yīng)用，加快了我國直流輸電技術(shù)的發(fā)展。在出現(xiàn)了輕型直流輸電技術(shù)后，把直流輸電中所遇到的問題有效的進行了解決。確保直流電可以把電輸送到無交流電源負(fù)荷點處。通過把脈寬調(diào)制技術(shù)應(yīng)用到輕型輸電環(huán)節(jié)中，從而實現(xiàn)無源逆變的目的。研究得知，在高壓直流輸電技術(shù)中，電力電子技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用，它的基本功能是，將直流輸電線路的兩端接上晶閘管、逆變器和控制器件等來構(gòu)成一個基本的電路單元，此技術(shù)成本低，保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。在應(yīng)用了此技術(shù)后，在技術(shù)條件相等的情況下，與交流所帶來的損耗相比，輸送電能的損耗會更低。以技術(shù)層面入手進行分析，這是因為在直流的情況下，會具有穩(wěn)定的電流，變化較少，這樣一定的額電抗壓降也會隨之降低，從而也就降低了整個輸送過程中的整體壓降。在具體的應(yīng)用時，需要在三相全控橋電流基礎(chǔ)上，把有源逆變器、大功率的晶閘管以及半控型器件接入到直流輸電線路首位兩端。通過這種設(shè)計安裝，構(gòu)成了三相橋并聯(lián)形式的變換器。基于此，在串聯(lián)了眾多晶閘管后，構(gòu)成了三相上下的橋臂，而且是三相橋變換器。輸電環(huán)節(jié)是電力系統(tǒng)中的重點內(nèi)容，在實際輸電過程中帶那里系統(tǒng)會受到外在因素的干擾導(dǎo)致電力系統(tǒng)輸電不穩(wěn)定。那么此時將電力電子變流技術(shù)應(yīng)用其中，能夠改善新興發(fā)電形式環(huán)境，提升電力系統(tǒng)運行效率。

2.3 高壓直流輸電技術(shù)

以晶閘管技術(shù)為奠基，使得高壓直流輸電技術(shù)能夠在輸電系統(tǒng)中實現(xiàn)運用，電子電力技術(shù)的重要發(fā)展歷程就是發(fā)明產(chǎn)生了晶閘管，晶閘管之前一直被適用在輸電系統(tǒng)的直流電輸之中，但在之后研發(fā)出的電力輸送控制器，例如GTO 等，在晶閘管的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了電流在轉(zhuǎn)換的過程中很少需要到交直轉(zhuǎn)換變壓器，不僅節(jié)約了電能的生產(chǎn)成本投資，還影響了電流交換設(shè)備在電力系統(tǒng)中的競爭力，使競爭力加強。

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

電能質(zhì)量好壞取決于對電壓等的要求控制，及對干擾和瞬間性波動的控制能力。為滿足配電系統(tǒng)高質(zhì)量電力需求，需要解決在配電過程中出現(xiàn)的配電頻率、諧波等問題。由于電壓不穩(wěn)定，不同線路配電中，會產(chǎn)生電能波動及不穩(wěn)定傳送。為滿足整個配電環(huán)節(jié)配電需求，需要采用電力電子技術(shù)以及FACTS 技術(shù)。新型控制技術(shù)DFACTS 技術(shù)的設(shè)備與FACTS 設(shè)備基本一樣，只是其體積更小，質(zhì)量更輕。

2.5 電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的運用

電力電子技術(shù)如整流、逆變等大范圍運用于發(fā)電機組，電力電子技術(shù)的應(yīng)用目的主要是為了保證在發(fā)電環(huán)節(jié)中設(shè)備的穩(wěn)定運行的同時減小設(shè)備損耗，提高設(shè)備效率就大型發(fā)電機的靜止勵磁控制而言，靜止勵磁使用了晶閘管的電力電子交流技術(shù)中的整流技術(shù)，具有使用方便、技術(shù)成熟、價格低廉等優(yōu)點，在各大電力領(lǐng)域中發(fā)揮著積極作用。因為省去了勵磁機這個中間慣性環(huán)節(jié)，所以使其快速性性能得到了大幅提升，在保障了穩(wěn)定性的前提下，給控制律提供了既穩(wěn)定又快速運行的有利條件。在水力、風(fēng)力發(fā)電機的變流技術(shù)調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)中，電力電子技術(shù)也發(fā)揮著重要作用。在這里不進行詳細(xì)的展開說明。

2.6 在PWM 控制技術(shù)中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用還體現(xiàn)在PWM 控制技術(shù)上。具體PWM 控制技術(shù)指的是通過對待脈沖寬度的調(diào)節(jié)來獲得相應(yīng)波形的控制技術(shù)。面積等效原理是PWM 技術(shù)應(yīng)用的主要原理，具體指的是通過一定的控制作用，保證面積相等、不同形狀的窄脈沖在相關(guān)環(huán)節(jié)上，可以保證與最終的響應(yīng)波一致。通過分析發(fā)現(xiàn)，造成這一現(xiàn)象的具體原因在于PWM 逆變器中的電流和電壓諧波分量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈沖會作用于固定的轉(zhuǎn)子上，從而降低震動造成的噪音，從而降低逆變器的工作頻率。由于該技術(shù)具有一定的優(yōu)點，因此在變流電路中具有重要應(yīng)用，并且在逆變電路中的應(yīng)用非常常見。

結(jié)束語

在電力系統(tǒng)的快速發(fā)展應(yīng)用中，電子電力技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新在其中起到了非常巨大的推進作用我國的電力技術(shù)伴隨著計算機技術(shù)一同快速的前進發(fā)展，但是，過于快速的創(chuàng)新前進也導(dǎo)致了一個問題出現(xiàn)，就是電子電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用的穩(wěn)定性還處于不夠平穩(wěn)的狀態(tài)中，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)足夠電子電力技術(shù)的對電力系統(tǒng)的支持要求。所以，我們要不斷的創(chuàng)新、研發(fā)電子電力技術(shù)，不斷前進，創(chuàng)造出更先進的技術(shù)能量，來提高我國現(xiàn)在電力的質(zhì)量，能減少我們的研發(fā)成本，減少配送中的各種損失，研發(fā)出環(huán)保、高效、節(jié)能的新技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)更高的經(jīng)濟效益。

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（作者身份證號碼：130621199011207563）