電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用

文/郭倩倩 李婷婷，鄭州向心力通信技術(shù)股份有限公司

1 引言

隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機應(yīng)用技術(shù)也逐漸的滲透到電力系統(tǒng)中，并且得到了不斷的發(fā)展和普及，這對于電力電子系統(tǒng)的發(fā)展起到了積極的推動作用。面對我國日益增長的用電量和電力系統(tǒng)的快速發(fā)展建設(shè)，電力電子技術(shù)為我國的電力系統(tǒng)發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)，這也為電力系統(tǒng)的前期發(fā)電、配電以及輸電等相關(guān)功能給予了非常大的支持。

2 電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)興起于上世紀五十年代末，從其發(fā)展歷程的先后來看，可以分為整流器時代、逆變器時代和變頻器時代。而從其發(fā)展方向來看，傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)是以低頻技術(shù)為主，而現(xiàn)代的電力電子技術(shù)則是以高頻技術(shù)為主處理問題的。發(fā)展方向的轉(zhuǎn)變也使得電力電子技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于新能源開發(fā)、電能控制等等領(lǐng)域。上世紀八十年代，柔性交流輸電技術(shù)的出現(xiàn)和電力設(shè)備多樣化的開展進展極大地促進了電力系統(tǒng)的發(fā)展，但是相比歐美、日本等發(fā)達國家，由于起步較晚，我國的電力電子技術(shù)還是存在明顯差距的。因此，我國電力電子技術(shù)的開發(fā)依然任重而道遠，要想真正地實現(xiàn)自主研發(fā)，除了踏實認真地學習發(fā)達國家的技術(shù)外，我們更應(yīng)該注重創(chuàng)新，提高創(chuàng)新意識。

3 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 電力電子技術(shù)在發(fā)電中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中最重要的就是保證發(fā)電環(huán)節(jié)中設(shè)備運行的穩(wěn)定?，F(xiàn)在的許多發(fā)電廠機水泵的運行過程耗電量很大，運行的效率也不高，假如將機水泵的調(diào)頻變速就能夠讓耗電量有所降低，這樣工作效率也能夠因此升高，節(jié)能環(huán)保的目的也能夠?qū)崿F(xiàn)。電力電子技術(shù)就是對發(fā)電機組的控制以及變頻調(diào)速進行調(diào)整。在調(diào)頻的過程中最為主要的就是調(diào)頻器，現(xiàn)階段市面上的調(diào)頻產(chǎn)品已經(jīng)解決很多問題，利用相應(yīng)的調(diào)頻產(chǎn)品就能夠?qū)C水泵效率低小的問題進行調(diào)整。

3.2 輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

近年來，我國電網(wǎng)運行穩(wěn)定，主要得益于電力電子技術(shù)在高壓輸電系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。（1）高壓直流輸電技術(shù)：代表元件是晶閘管，具有輸電容量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，對促進電力系統(tǒng)的整體運行效率意義重大，尤其適用于遠距離輸電和海底電纜輸電。其后出現(xiàn)的各種實效性較高的電力輸送控制器，不僅降低了電力輸送成本，也促進了電流交換設(shè)備性能的有效發(fā)揮。（2）柔性交流輸電技術(shù)：利用電力電子調(diào)控設(shè)備對輸電系統(tǒng)中部分參數(shù)做適當修改或調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對電壓、相位角、功率、潮流等的全面控制和科學分配，從而降低輸電環(huán)節(jié)的電能損耗和輸送成本，提高輸電線路的輸送能力，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。（3）靜止無功補償器：代表元件有晶閘管控制電抗器、可控串聯(lián)補償、電容器晶閘管等，被廣泛應(yīng)用于負荷補償和輸電線補償。通過對供用電系統(tǒng)和負載功率因素的無功功率補償，可以減少輸電過程中的能量損耗，降低設(shè)備容量，使有功負載和無功負載得到平衡傳輸，從而提高電壓的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量。

3.3 電力電子技術(shù)在配電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

提高供電可靠性和電能質(zhì)量是配電系統(tǒng)迫在眉睫的難題。良好的電能質(zhì)量指的是滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，同時還能對各種瞬態(tài)的波動和干擾進行抑制。電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電環(huán)節(jié)的應(yīng)用是指在柔性交流輸電技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電能質(zhì)量控制技術(shù)。由于電力電子元器件的價格持續(xù)走低，使得該技術(shù)的開發(fā)投入和生產(chǎn)成本變低，同時該技術(shù)的市場潛力巨大，在不久的將來會很快進入高速發(fā)展階段。

3.4 節(jié)能環(huán)節(jié)的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在節(jié)能環(huán)節(jié)的應(yīng)用，作用是避免電能資源不良消耗，提高電網(wǎng)公司經(jīng)濟效益。（1）提高電能使用效率：電力設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中常常出現(xiàn)無功功率浪費等問題，這是由于發(fā)電機組中各模塊與不斷變化的電能源配合不佳導(dǎo)致的。當無用功率較低時，就需要通過相應(yīng)的設(shè)備進行無用功率補充，以減少輸送過程中的電能損耗，確保電力質(zhì)量，提高設(shè)備的功率因素。（2）變負荷電動機調(diào)速技術(shù)：通過對變負荷電動機運行速率的合理調(diào)控，實現(xiàn)節(jié)能的目的，從而促進電力系統(tǒng)的整體運行質(zhì)量。但由于我國對變負荷電動機的應(yīng)用處于探索階段，很多技術(shù)還不是很成熟，需要在今后的應(yīng)用實踐中不斷總結(jié)和完善，以實現(xiàn)對其更有效的控制操作。需要注意的是只有將這兩個方面相互結(jié)合起來，才能使電力設(shè)備在節(jié)能的同時實現(xiàn)電力系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，以獲得更好的經(jīng)濟效益。

3.5 電力電子技術(shù)在電信通訊中的應(yīng)用

現(xiàn)今電力通信技術(shù)已經(jīng)非常的廣泛，它已經(jīng)涵蓋了人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，電力通信技術(shù)讓數(shù)據(jù)傳輸、寬帶、辦公自動化等電信服務(wù)得以正常運行，還與設(shè)備運行效率以及一些自動設(shè)備的功能性能又密切的關(guān)系，因此電力系統(tǒng)的自動化程度與電信通信方面的應(yīng)用有著直接的關(guān)系，電力系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的應(yīng)用也是由電信通信表現(xiàn)的?，F(xiàn)今社會中越來越復(fù)雜的通訊要求，讓電力電子技術(shù)的作用得到更為有效的展現(xiàn)。

4 結(jié)語

綜上所述，電力電子技術(shù)能夠保證可再生能源的分布式、大規(guī)模的接入以及長遠距離的傳輸，同時可以治理電網(wǎng)提高電能質(zhì)量等問題，同時也是未來建設(shè)智能電網(wǎng)的重要技術(shù)支持和策略。隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，電力電子技術(shù)也取得了非常豐碩的發(fā)展成果，為電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。