電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用

摘 要智能電網(wǎng)的實現(xiàn)必須要采用電力電子技術。本文介紹了電子技術的發(fā)展，從靜態(tài)無功補償器，HVDC技術、電機及有源電力濾波等方面闡述了電力電子技術的作用。電力電子技術一定會在電力系統(tǒng)中有更長遠的發(fā)展。

【關鍵詞】電力電子技術 電力系統(tǒng) 靜止無功補償裝置 HVDC技術 有源電力濾波

在電力系統(tǒng)中，電力電子技術被應用在各個方面。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)中可以看出，發(fā)達國家中使用電能的用戶，這些電能一半以上都是經(jīng)過電力電子轉換器設備處理過的。電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化離不開電力電子技術的應用。無功功率補償及諧波抑制對電力系統(tǒng)有重要意義，可控電抗器（TCR）和晶閘管電容器（TSC）在無功補償方面都是非常重要的。而新出來的靜止同步補償器（STATCOM）和有源電力濾波器（APF）的性能要更好。發(fā)電廠和變電所采用直流電源和不間斷電源作為供電和備用電源事故的保護電源。在電力系統(tǒng)中，電力電子器件是非常多見的。

1 電力電子技術的發(fā)展

電力電子技術包括電力電子電路應用電路和設備制造技術。電力電子器件的發(fā)展經(jīng)過了三個過程，第一代是半控型階段，第二代是全控型階段，第三代是復合型階段，功率集成電源（PLC）就是將動力、控制、功率器件和保護電路集成在一起，雖然功率不大，但這是一個發(fā)展的方向。

2 靜止無功補償裝置

供用電系統(tǒng)和負載的功率因素都可以通過無功功率補償來實現(xiàn)，這樣能夠減少功率的損耗，降低設備的容量，使受電端和電網(wǎng)端的電壓更加的穩(wěn)定，提高供電的質量，使有功負載和無功負載得到平衡。

TCR、TSC和TCSC都是靜止無功補償裝置。

傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性、電源質量的提高，無功補償沖擊負載和閃變抑制等都可以通過靜態(tài)型動態(tài)無功補償裝置來實現(xiàn)。并且還可以提高電源系統(tǒng)和負載的功率因素，減少功率損耗和設備容量，使電壓更加的穩(wěn)定，使電源的質量得到提高，使三相有功和無功功率負載在電氣化鐵路中都能得到平衡。晶閘管控制電抗器（TCR），電容器晶閘管（TSC），可控串聯(lián)補償（TCSC）等都是靜態(tài)無功補償裝置。

3 高壓直流輸電技術

將電廠發(fā)送的交流電經(jīng)整流器進行整流后，變?yōu)橹绷麟?，然后再通過電線將轉換后的直流電傳送給各個受電端，在各個受電端將接收到的直流電轉換為交流電，供用戶們使用。高壓直流輸電不僅傳輸?shù)墓β蚀螅⑶冶阌诳刂?，線路的造價也低，是目前使用最為廣泛的一種手段，直流輸電架空線技術的造價低，產(chǎn)生的損耗也少，并且在傳輸過程中較穩(wěn)定，不會像交流輸電那樣出現(xiàn)輸電不穩(wěn)定的問題，對于地下和海底電的傳輸，直流輸電能夠實現(xiàn)不同電網(wǎng)互聯(lián)的額定頻率，對于潮流控制更加容易控制，更易擴大產(chǎn)能擴張，對于分期建設也更加方便。直流輸電項目按照直流連接線可以分為單級接觸線，雙接觸線，與鋼管接觸線和背靠背直流輸電系統(tǒng)。雙極直流系統(tǒng)圖如圖1所示。

4 在電機中的應用

液壓的壓力和流量將決定水利發(fā)電機發(fā)出的電量，所以機組發(fā)電的數(shù)量將是一個巨大的變化，風力渦輪機可以發(fā)布的權力和風速多維數(shù)據(jù)集是成正比的。所以機組操作的速度不是一致的，如果轉子轉速疊加和轉子勵磁電流的調整頻率使釘子平輸出頻率是一定的，就可以使有效功率最大。電力電子設備液壓、風力發(fā)電機恒速頻率激勵發(fā)揮了非常重要的作用。

5 有源電力濾波器

從有源電力濾波器補償對象的基本思想出發(fā)，檢測諧波電流分量，由補償裝置產(chǎn)生的分量大小相等和極性相反的補償電流分量，補償電流的諧波電流分量只包含在電網(wǎng)中其基本組成部分，其理論基于瞬時無功功率理論。不僅動態(tài)響應的速度很快，電網(wǎng)阻抗特性對于補償功能多樣化和補償電網(wǎng)都不會有影響，這是抑制斜波的重要發(fā)展方向。圖2為其原理圖。

6 總結

在對電力傳輸進行分布時，電力電子技術更加容易調節(jié)，能夠保證可再生能源大規(guī)模的發(fā)電，并且也可以將信號遠程發(fā)送到控制電網(wǎng)上，智能電網(wǎng)的發(fā)展必須要采用電力電子技術。并且隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電力電子技術也必定會更快的發(fā)展，從長遠角度看，對于電網(wǎng)的進一步法杖奠定了堅實的基礎。

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作者簡介

劉旭東（1972-），男?，F(xiàn)為山東省棗莊礦業(yè)（集團）有限責任公司新安煤業(yè)公司機電運輸科工程師。

作者單位

山東省棗莊礦業(yè)（集團）有限責任公司新安煤業(yè)公司 山東省濟寧市 277642