電力系統(tǒng)電力電子技術應用

河北師范大學 馮 韻

電力系統(tǒng)電力電子技術應用

河北師范大學 馮 韻

隨著我國經濟建設的不斷發(fā)展，我國科學技術的水平也越來越高，電力系統(tǒng)也不僅僅局限于強電領域，電力電子技術也早已在電力系統(tǒng)建設中普及開來，并且為現(xiàn)代化的電力發(fā)展提供了強有力的技術支持。近年來，新型材料及各種電子結構元件的不斷問世，更大大促進了電子技術的飛躍，也為電力系統(tǒng)的技術革新創(chuàng)造了平臺。本文通過對電力電子技術的闡釋，對其在電力系統(tǒng)的具體應用進行了深入的探討與研究。

電力系統(tǒng)；電力電子技術；應用

引言

電力系統(tǒng)的發(fā)展離不開電力電子技術的支持。電力電子技術通常可以分為制造技術和變流技術這兩大分支，電子器件作為電力電子技術核心組成，其發(fā)展經歷了半控型、全控型、復合型三個發(fā)展時期，向著可承受超大功率的新型材料元件邁進。電力電子技術的高頻化和變頻技術發(fā)展，將會使機電設備突破工頻傳統(tǒng)，朝著高頻化的方向發(fā)展，也使得電力系統(tǒng)運行更加經濟、高效、合理，從而優(yōu)化電能使用。下面就電力電子技術在電力系統(tǒng)中的具體應用進行分析。

一、電力電子技術在電力發(fā)電環(huán)節(jié)中的具體應用

我國電力電子技術的發(fā)展經歷了非常長的一段時期，在經過了數(shù)代人的努力后，其發(fā)展才進入了正常的軌道，而發(fā)電環(huán)節(jié)在整個電力系統(tǒng)中屬于比較復雜的一個環(huán)節(jié)，因為電力生產與傳輸中所涉及到的設備都是電力系統(tǒng)的一次設備，即直接生產電能的設備，其承受電壓等級一般較高，也正因如此，才使電力電子技術在其中的應用顯得更加的重要。具體的來講，電力電子技術就是弱電控制強電的媒界，是機電設備與計算機之間的重要樞紐，在發(fā)電環(huán)節(jié)中應用電力電子技術就是為了提高其運行特性，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化。

1.對發(fā)電機靜止勵磁的控制

電力電子技術進行發(fā)電機靜止勵磁控制的主要方法就是通過晶閘管整流的方式來達到其弱電控制強電的目的。這種方式的運用簡單又易操作，且成本造價低，使發(fā)電機整個運行的過程更具有安全性、可靠性，所以電力電子技術在強電領域的應用也越來越廣泛。在提高了生產安全性的基礎上，晶閘管整流環(huán)節(jié)也省去了勵磁機中間慣性環(huán)節(jié)，使其調節(jié)速度更快，控制效果更為明顯，為發(fā)電機的高效運行提供了有利的條件。

2.對水力、風力發(fā)電的控制

眾所周知，在水力發(fā)電中，水頭的壓力及流量是最為關鍵的因素，水頭直接影響了發(fā)電的有效率，所以對水頭壓力進行有效的控制，就成為電子技術中所要研究的重要課題。雖然風力發(fā)電與水力發(fā)電不同，但因環(huán)境與自然的制約，兩者具有相近的特性，因為風速的大小與風力發(fā)電的有效功率是成正比關系的，也就是說，為了獲取最大發(fā)電功率，我們只有通過改變機組的轉速來完成。結合電力電子技術的理念，運用到水力及風力發(fā)電過程當中，可以對轉子勵磁電流的頻率進行適當?shù)恼{整，能量輸出低時控制能量的輸出，能量輸出高時，限制最大輸出功率，只有保證其輸出頻率的恒定，才能保證電網電能的質量。

3.對變頻調速的控制

實現(xiàn)變頻調整的主要器件是變頻器，所以在發(fā)電過程當中，要想使水泵變頻實現(xiàn)自動的調速，以達到節(jié)約成本，提高效率的目的，需要配合符合系統(tǒng)要求的變頻器來進行操作。從我國電力電子技術的現(xiàn)狀來看，低壓變頻技術已經相當成熟，但對高壓大容量的變頻器的研究還有些許空白需要填補，需要科研工作者加大力度，進行深入的研究及探索，以現(xiàn)實其節(jié)能提效的目的。

二、電力電子技術在電力傳輸中的具體應用

我國的高壓輸電系統(tǒng)在經過二次革命以后，在很大程度上改善了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。眾所周知，在電力輸電過中，對于高電壓等級的輸電線路,在距離遠,容量大的情況下，交流電輸電線路的對地電容，消耗無功功率，從而大量損耗電能,有時一條線路電能損耗可能超過10%。在輸電過程中，安裝整流設備整流，將交流轉換為直流進行輸送，因為直流輸電比交流輸電更具有穩(wěn)定性，而且操作簡單易控制，還能承受更大的輸電容量，所以直流輸電以其本身極大的優(yōu)勢成為輸電環(huán)節(jié)中的不可替代的一項技術，而后隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，我國的電力輸送環(huán)節(jié)已經由七十年代的晶閘管換流器直流輸電環(huán)節(jié)發(fā)展到了八十年代的FACTS 技術，這標志著我國的輸電技術又邁上了一個新的臺階，使輸電系統(tǒng)變得更具有穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

三、電力電子技術在電力配電環(huán)節(jié)中的具體應用

電能的質量以及供電的可靠性能成為我國電力配電系統(tǒng)工作中的關鍵要素，但從我國的電力發(fā)展現(xiàn)狀來看，對于這兩個環(huán)節(jié)的處理還沒有達到十分完美的程度，尤其是對于電能質量的控制環(huán)節(jié)，更是難以把控的。電能質量的優(yōu)劣不僅關系到電壓、頻率以及波形等等，而且還會受到外界的各種干擾，哪怕是瞬息的動態(tài)波動，也會使電能質量受到影響，因此，要想實現(xiàn)電能質量的穩(wěn)定性就必須把現(xiàn)代化的電子技術融入到配電管理系統(tǒng)當中，比如說DFACTS 技術的應用，就使配電系統(tǒng)的運行得到了很大的改觀，更是我國電力電子技術的一大進步。

四、電力電子技術在電力節(jié)能環(huán)節(jié)中的具體應用

1.實現(xiàn)調速功能

隨著我國經濟的不斷發(fā)展，人民生活水平也在不斷提高，電能作為主要能源隨著經濟的發(fā)展，人們越來越廣泛的運用，所以節(jié)能技術成為當前需要解決的一項重要問題。面對不斷增長的人民生活用電，電力系統(tǒng)的負荷也在增長，運用電子技術實現(xiàn)的電動機變負荷功能，使得電動機在進行變頻調速以后，節(jié)電率達到百分之三十五左右。這項技術在進行調速過程中也體現(xiàn)了許多優(yōu)點，比如說調速范圍大、能夠實現(xiàn)無級調速，而且準確率高等等。

2.減少電能損耗

大多數(shù)的電氣設備在工作過程中，都是會消耗一定量的功率，比如變壓器鐵損和輸電線路對地充電電容等等，輸供電的過程中不僅會對有功功率進行損耗，而且還會消耗無功功率的一部分能量。但電力系統(tǒng)的運行要求有功與無功必須要達到平衡的狀態(tài)，所以就要進行適當?shù)臒o功補償，采用電力電子開關技術,通過調節(jié)電路中電力電子開關的占空比,達到調節(jié)電容器在每個工頻周期內分擔電壓的目的,從而改變無功的補償量，從而取得有效的提高其功率因數(shù)。

五、電力電子技術新興產業(yè)的發(fā)展

電能的使用及發(fā)展離不開電力電子技術，電力電子技術與我國現(xiàn)代化建設有著不可分割的關系，所以發(fā)展電力電子技術的新興產業(yè)，使之與各種機電設備進行對接，充分發(fā)揮計算機網絡技術的強大功效，實現(xiàn)微電子技術的創(chuàng)新與改革，為我國電子技術再創(chuàng)輝煌奠定基礎。

總而言之，電力電子技術其實就是一個用弱電來控制強電的過程，是通過對各項機電設備及元件的控制，來實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及高效性。我國的電力系統(tǒng)正處于高速發(fā)展的階段，只有不斷的提高電力系統(tǒng)工作人員的綜合素質，加強對電子技術的研究與創(chuàng)新，并進行不斷的應用與探索，才能在更大程度上提高電力系統(tǒng)的有效性，使其為社會主義經濟建設產生更加巨大的效益。

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