電力系統(tǒng)中電力電子裝置的應(yīng)用研究

葉社宗

摘要：電力電子裝置的應(yīng)用能夠幫助推動(dòng)電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，且在各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的作用下，電力電子裝置具有朝著智能化方向發(fā)展的趨勢(shì)。為明確電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的作用情況，本文分析了電力電子系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用特點(diǎn)，并對(duì)其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析與介紹。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)，電力電子裝置;應(yīng)用

引言

電力資源屬于不可再生資源，在人類社會(huì)發(fā)展中的作用意義明顯，在人們的日常生活中扮演著重要的角色。作為一種助力電能生產(chǎn)的重要裝置，電力電子裝置在提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性方面的作用巨大，因此得到了現(xiàn)代化電力企業(yè)的全面應(yīng)用與重視。特別是在社會(huì)需求與要求日漸提升的今天，更要加強(qiáng)對(duì)這類裝置的研究與應(yīng)用，幫助推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)水平與發(fā)展水平的有效提高[1]。

1電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用特點(diǎn)

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，電力電子裝置在電力系統(tǒng)中表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其在實(shí)際工作中具備的自動(dòng)化、一體化與靈活化特點(diǎn)使得越來(lái)越多的電力企業(yè)爭(zhēng)相將其應(yīng)用到電力工作系統(tǒng)中，幫助提高電力生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性。

1.1控制方式自動(dòng)化

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如今的電力電子裝置已經(jīng)不再需要人為的進(jìn)行參數(shù)設(shè)置與功能轉(zhuǎn)換，只需要將信息系統(tǒng)軟件以及程序技術(shù)應(yīng)用進(jìn)來(lái)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電子裝置的自動(dòng)化控制，內(nèi)容包括數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、指令響應(yīng)以及功能狀態(tài)轉(zhuǎn)換等。同時(shí)，借助于現(xiàn)代化軟件信息技術(shù)，還可實(shí)現(xiàn)裝置故障的自動(dòng)化報(bào)警，確保維修人員第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障維修，有效降低系統(tǒng)故障帶來(lái)的損失與負(fù)面影響。

1.2硬件結(jié)構(gòu)一體化

傳統(tǒng)電力電子裝置一般以分體安裝的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、保護(hù)結(jié)構(gòu)以及散熱結(jié)構(gòu)的安裝，這種安裝方式具有明顯的缺陷，會(huì)導(dǎo)致電力電子裝置的整體體型過(guò)大，一定程度上阻礙了裝置作用的進(jìn)一步發(fā)揮。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的協(xié)助下，電力電子系統(tǒng)逐漸朝著一體化與集成化方向發(fā)展，裝置的結(jié)構(gòu)也從傳統(tǒng)的復(fù)雜型往緊湊型方向轉(zhuǎn)變，縮短了裝置設(shè)計(jì)制造和周期的同時(shí)，也減少了對(duì)空間等各種資源的占用。

1.3電能調(diào)節(jié)靈活化

對(duì)于電力企業(yè)而言，50-60Hz是最佳發(fā)電頻率。但是傳統(tǒng)發(fā)電頻率的調(diào)節(jié)過(guò)程復(fù)雜，對(duì)電力企業(yè)各方面的要求都比較高?，F(xiàn)代化電力電子裝置出現(xiàn)以后，能夠借助于系統(tǒng)終端指令信息預(yù)設(shè)的自動(dòng)程序，進(jìn)行電力系統(tǒng)發(fā)電頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從一定程度上減少了調(diào)節(jié)發(fā)電頻率的成本投入，同時(shí)還能保證電力系統(tǒng)的高效與安全運(yùn)行[2]。

2電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前，電力電子裝置在電力系中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在四個(gè)方面，分別為微電網(wǎng)、電能輸電環(huán)節(jié)、電能儲(chǔ)存以及電力發(fā)電環(huán)節(jié)，具體闡述如下。

2.1電力電子裝置在微型電網(wǎng)中的應(yīng)用

微型電網(wǎng)主要為由電源、變換器等元器件組成的微小型電力發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)電力電子裝置的應(yīng)用較多，且通過(guò)對(duì)電力電子裝置的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)儲(chǔ)電與供電，使得發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行電能的能力的得到顯著提升，其還能與非自身電網(wǎng)一起運(yùn)行。此外，將電力電子裝置應(yīng)用于微型電網(wǎng)中后，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外界電能的交換，達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)自身電能的作用，且在設(shè)置獨(dú)立開(kāi)關(guān)元器件的作用下，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)控制、手動(dòng)控制兩種控制模式的自由與同步切換。

2.2電力電子裝置在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電能輸電一般包括直流輸電、分頻輸電以及固態(tài)變壓器輸電三種模式，電力電子裝置在這三個(gè)輸電模式中的應(yīng)用不盡相同，因此本文分別進(jìn)行三種輸電模式的電力電子裝置的應(yīng)用分析。其中，直流輸電模式又包含常規(guī)直流輸電模式與柔性直流輸電模式。常規(guī)直流輸電模式通過(guò)對(duì)晶匣管換流器裝置的使用，顯著提高了電力系統(tǒng)的輸電性能。不同于常規(guī)直流輸電模式，柔性直流輸電模式主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)基于全控器件換流器的使用，顯著提高了發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率與質(zhì)量。相比較常規(guī)直流輸電模式，柔性直流輸電模式具有能夠獨(dú)立控制無(wú)功功率與有功功率的作用優(yōu)勢(shì)，因此基本采用該模式進(jìn)行電能輸電。電力電子裝置在分頻輸電上的應(yīng)用原理概述為：在低頻與高頻情況下，分別對(duì)倍頻變壓器與電量進(jìn)行使用，有有效減小了交流輸電線路之年的距離，從而達(dá)到提高發(fā)電系統(tǒng)電能傳輸效率的目的。在固態(tài)變壓器輸電模式中，電力電子裝置的應(yīng)用較好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)電壓參數(shù)以及特點(diǎn)的交換調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)電流、電壓以及功率的自動(dòng)化控制，從一定程度上提高了發(fā)電系統(tǒng)的整體性能[3]。

2.3電力電子裝置在電力發(fā)電中的應(yīng)用

電力電子裝置在電力發(fā)電中的應(yīng)用比較廣泛，比如發(fā)電機(jī)勵(lì)磁發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及光伏發(fā)電中都存在對(duì)電力電子裝置的應(yīng)用。在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁發(fā)電中，電力電子裝置的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到控制發(fā)電量的效果。在風(fēng)力發(fā)電中，電力電子裝置的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)能的最大化利用，借助于磁感線對(duì)風(fēng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的機(jī)械能的切割，實(shí)現(xiàn)對(duì)有效電能的生產(chǎn)。在光伏發(fā)電方面，通過(guò)對(duì)電力電子裝置的使用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)光能向電能的高效轉(zhuǎn)換。

2.4電力電子裝置在電能儲(chǔ)存中的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)電力電子裝置中電能存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)電能的有效儲(chǔ)存，便于在用電高峰期解決居民的用電需求，達(dá)到維護(hù)社會(huì)安寧，促使社會(huì)正常運(yùn)行的效果，電力電子裝置中電能存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用方案一般包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能等。其中，壓縮空氣蓄能主要借助于空氣壓縮機(jī)進(jìn)行空氣的壓縮，將多余的電能轉(zhuǎn)化為空氣進(jìn)行儲(chǔ)存，以便于在用電高峰期進(jìn)行使用。抽水蓄能主要借助于水從高出降落到低處產(chǎn)生的能量進(jìn)行水泵的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的生產(chǎn)，且在用電低峰期可對(duì)多余的電能進(jìn)行儲(chǔ)存，避免了對(duì)電能的浪費(fèi)[4]。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電力電子裝置已經(jīng)成為現(xiàn)代發(fā)電系統(tǒng)中常用的裝置，通過(guò)對(duì)該裝置的使用，不僅能夠幫助提高發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率與發(fā)電質(zhì)量，還能幫助發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行電能的科學(xué)存儲(chǔ)，幫助解決用電高峰期電能使用不足等問(wèn)題?；陔娏﹄娮友b置存在的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，建議加強(qiáng)對(duì)該裝置的研究與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]周凱.電力系統(tǒng)中電力電子裝置的應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019，16（31）：11-12.

[2]王勝斌.電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué)，2019，10（16）：96-97.

[3]趙楊輝.電力系統(tǒng)中電力電子裝置的應(yīng)用[J].通信電源技術(shù)，2019，36（06）：166-167.

[4]盧成飛.電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（06）：236.