電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展熱點(diǎn)綜述

管炳文

摘 要

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，各行各業(yè)都得以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)足的發(fā)展。而在電力電子技術(shù)方面，也因?yàn)榭萍嫉倪M(jìn)步而提高了技術(shù)水平，尤其是在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)展越來越廣泛。比如說電機(jī)的變頻調(diào)速、工業(yè)的供電電源、配電和綠色照明等方面都憑借電力電子技術(shù)的應(yīng)用而有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。在近幾年的發(fā)展中，電力電子技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)又有了新階段的發(fā)展，基于此，本文將深入分析電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展方向，以便于能讓這項(xiàng)技術(shù)得到更多的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù) 應(yīng)用系統(tǒng) 發(fā)展熱點(diǎn)

就當(dāng)前的形勢(shì)分析，電力電子技術(shù)已經(jīng)成為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)性技術(shù)之一，它的發(fā)展也能夠帶動(dòng)電力系統(tǒng)的質(zhì)量提高。在最近幾年中，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，為眾多行業(yè)的開拓提供了充足的物質(zhì)保障，尤其是電子電力技術(shù)的應(yīng)用上也呈現(xiàn)出了快速發(fā)展的大好勢(shì)頭。面對(duì)目前全球的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，電力電子技術(shù)也憑借著自身的特點(diǎn)，在電氣工程的領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用。

1 電力電子技術(shù)的發(fā)展歷史

電力電子技術(shù)的前身是半導(dǎo)體技術(shù)，經(jīng)過了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，電力電子技術(shù)在半導(dǎo)體技術(shù)中逐漸發(fā)展和分離，越來越廣泛地應(yīng)用在了人類社會(huì)的日常生活中，為連接強(qiáng)弱電建起了一座穩(wěn)定的橋梁。綜合說來，電力電子技術(shù)的發(fā)展總共經(jīng)歷了3個(gè)階段。

第一階段：20世紀(jì)50年代，可控硅整流裝置，應(yīng)用于電力系統(tǒng)中大功率電子技術(shù)；

第二階段：20世紀(jì)80年代，柔性交流輸電技術(shù)

第三階段：當(dāng)前時(shí)間段，實(shí)現(xiàn)了用電設(shè)備的高效節(jié)能、設(shè)備的智能化、小型化和輕量化

從中我們可以看到我國(guó)的電力電子技術(shù)起步比較晚，但是隨著時(shí)間的發(fā)展也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

2 電力電子技術(shù)的應(yīng)用對(duì)電力系統(tǒng)的重要意義

電力電子技術(shù)的發(fā)展離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)水平的提高，電力電子技術(shù)的應(yīng)用能夠最大化提高電力系統(tǒng)的用電效率，增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的自我控制能力，同時(shí)也提高了整個(gè)電力系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有很大的意義，主要體現(xiàn)在了：提高了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化智能程度，特別是電力電子技術(shù)中的模糊控制和智能化控制對(duì)電力系統(tǒng)起到一個(gè)推動(dòng)性作用；二是提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，電力電子技術(shù)的廣泛運(yùn)用，能夠提高設(shè)備的能源轉(zhuǎn)化效率，降低了成本的開支，縮短了運(yùn)行周期，為整個(gè)電力系統(tǒng)贏得了良好的社會(huì)效益；最后一點(diǎn)就是完善了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和管理的形式，電力電子技術(shù)的提高，也讓電力產(chǎn)業(yè)成為了新型的企業(yè)，有助于提高產(chǎn)業(yè)整體的完整性。

3 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

3.1 電氣節(jié)能

電氣的節(jié)能主要包括了變頻調(diào)速、電能質(zhì)量、有源濾波等內(nèi)容，在這其中，變頻調(diào)速是主要的工作內(nèi)容。早在2006年，國(guó)家就啟動(dòng)了電氣節(jié)能這項(xiàng)工程，工程中也包含了電機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能。在這樣的政策扶植之下，國(guó)家每年都會(huì)資助約為100多個(gè)節(jié)能項(xiàng)目，并且取得了巨大的成效。這個(gè)項(xiàng)目一個(gè)最典型的例子就是電機(jī)系統(tǒng)的“十一五”節(jié)能規(guī)劃，總體節(jié)電為200億千瓦時(shí)，龐大的數(shù)據(jù)表明了節(jié)能量取得了良好的效果。

3.2 新能源發(fā)電

全球的人口基數(shù)大，并且呈現(xiàn)著增多的趨勢(shì)，加上工業(yè)水平的發(fā)展，對(duì)于能源的需求量不斷增大，這個(gè)給全球的能源環(huán)境帶來巨大的挑戰(zhàn)。石油和煤炭的儲(chǔ)量在不斷減少買環(huán)境污染問題嚴(yán)重，生態(tài)平衡遭到了嚴(yán)重的破壞，如果不馬上解決這些問題，能源的資源總會(huì)有枯竭的一天。在這樣的環(huán)境下，新能源的開發(fā)和應(yīng)用受到了全世界的廣泛關(guān)注。利用新能源來發(fā)電主要包含了太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等清潔能源發(fā)電，世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、歐盟、日本等都相繼采取了“綠色能源”的計(jì)劃，一時(shí)間，新能源的發(fā)電技術(shù)已成為電力電子技術(shù)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域。

新能源發(fā)電在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在一次能源供給的隨機(jī)性大，由于太陽能、風(fēng)能都會(huì)受自然環(huán)境的影響，并且對(duì)輸入的電能波動(dòng)小。

3.3 電力牽引

電力牽引目前已經(jīng)成為世界各國(guó)的交通發(fā)展的新特點(diǎn)，電力牽引中主要包含了高鐵、地鐵、輕軌和電動(dòng)汽車等，我國(guó)也投入了大量的資金來發(fā)展電力牽引技術(shù)。

電力牽引的主要特點(diǎn)是：蓄電池供電、四象限運(yùn)行、恒力矩控制以及高溫和強(qiáng)振動(dòng)的工作環(huán)境。也正是由于這些特點(diǎn)，導(dǎo)致了對(duì)于電力電子設(shè)備的高要求，根據(jù)我國(guó)的事情來看，仍然以進(jìn)口的牽引設(shè)備為主，而國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品適應(yīng)能力差、動(dòng)態(tài)性能不夠，未來國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走。

電力牽引在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用的發(fā)展方向?yàn)椋禾岣唠娏﹄娮拥淖儞Q器裝置效率和功率密度，發(fā)展集成技術(shù)和冷卻技術(shù)；實(shí)施精確控制尤其是針對(duì)低速和高速下的平衡控制一直是重點(diǎn)研究的課題；最重要的還要保證電力牽引的可靠性運(yùn)行，采用綜合管理的手段。

3.4 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是我國(guó)新提出的一個(gè)概念，一般定義為電力電子技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)、傳感技術(shù)等的電網(wǎng)控制技術(shù)。智能電網(wǎng)中的電力電子技術(shù)最大的特點(diǎn)就是容量大、電壓高、組合結(jié)構(gòu)、分布廣等內(nèi)容。目前智能電網(wǎng)的發(fā)展正處于初級(jí)階段，還存在著一定的問題，比如功率半導(dǎo)體的器件能力需要提高，需要向更大容量來直接變換，并保證電力質(zhì)量的可靠性。

4 結(jié)論

電力電子技術(shù)的應(yīng)用，在目前的電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用，并取得了非常顯著的進(jìn)展，為電力企業(yè)獲得了大量的經(jīng)濟(jì)效益。在未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，電力電子技術(shù)必須要發(fā)展成為現(xiàn)如今高新技術(shù)系統(tǒng)中一個(gè)必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)然，一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展必然存在著很多問題，但是只要通過國(guó)家的政策扶持和電力企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，就一定能夠想出具體的措施來解決問題。只要我國(guó)在電力電子技術(shù)的發(fā)展中抓住機(jī)遇，應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，就一定能讓電力系統(tǒng)取得更健康的發(fā)展。

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作者單位

北京聯(lián)合大學(xué) 北京市 100101endprint