電力電子設(shè)備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

林佳昕　陳杰　汪洋

中圖分類號(hào)：F241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2018）10-390-01

摘要 在科技的不斷發(fā)展中，電力電子技術(shù)也在不斷深化，成為建設(shè)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)。通過(guò)電力電子的發(fā)展，將靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置和高壓直流和高壓直流輸電技術(shù)應(yīng)用于電力電子中，研究電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，希望通過(guò)探索，電力電子設(shè)備能夠廣泛應(yīng)用于整個(gè)電力系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 電力電子 電力系統(tǒng) 應(yīng)用研究

電力電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。根據(jù)相關(guān)調(diào)查報(bào)告，70%的電能是在電力電子轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)上處理的。如果不使用電力電子設(shè)備，整個(gè)電力系統(tǒng)就會(huì)脫離實(shí)際情況，后果非常嚴(yán)重。因此，分析電力電子設(shè)備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要價(jià)值。

一、電力電子設(shè)備技術(shù)概述

（一）靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置

在電力系統(tǒng)中，提供的負(fù)載功率因數(shù)補(bǔ)償無(wú)功功率，同時(shí)，減少設(shè)備的容量和三相活躍無(wú)功負(fù)載平衡，減少損失，提高供電質(zhì)量和壓力結(jié)束之間的電壓和更穩(wěn)定的電網(wǎng)被廣泛使用。靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器的使用范圍是晶閘管電抗器和串聯(lián)補(bǔ)償裝置，甚至是開(kāi)關(guān)電容器。TCR的單相結(jié)構(gòu)也是反向并聯(lián)電抗器和晶閘管，兩者往往串聯(lián)在一起，這對(duì)長(zhǎng)時(shí)間調(diào)節(jié)反應(yīng)堆功率也很有效，這樣晶閘管就能觸發(fā)延遲角的變化，從而控制電流強(qiáng)度。同時(shí)，TSC優(yōu)勢(shì)不存在嚴(yán)重的磨損，相應(yīng)的時(shí)間較短，這些也可以是光滑透明的，也可以是全面的補(bǔ)償。小的內(nèi)部電感也可以減少電容輸入電網(wǎng)時(shí)的涌流，采用靜態(tài)同步補(bǔ)償器對(duì)電力導(dǎo)體橋式變換器進(jìn)行補(bǔ)償。這比SVC快，而且補(bǔ)償電流產(chǎn)生的諧波量也減少了。實(shí)現(xiàn)該功能的原理是電網(wǎng)中并聯(lián)的自整聯(lián)橋路。電壓和電路交流被調(diào)整為相位輸出電壓的相位和振幅。在可控系列補(bǔ)償裝置中，TCSC還具有可控硅控制電抗器和電容器。我們通過(guò)平行形成系統(tǒng)，晶閘管的導(dǎo)通角度也可以調(diào)整以改變反應(yīng)器的電流。這也保證了補(bǔ)償?shù)幕l不斷變化，改變了系統(tǒng)的阻尼條件，有效抑制了低頻振蕩，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

（二）高壓直流的輸電技術(shù)

根據(jù)直流接觸，高壓直流傳輸技術(shù)可分為單極接觸或?qū)Φ韧ㄐ诺碾p極接觸。該轉(zhuǎn)換器可實(shí)現(xiàn)交一直流、直流一交流轉(zhuǎn)換。他的主要部件是閥橋和負(fù)載抽頭開(kāi)關(guān)。閥橋?yàn)楦邏洪y，由7個(gè)脈沖波和13個(gè)脈沖波逆變器組成?；蛘咭粋€(gè)脈沖整流器，一個(gè)整流器變壓器。該濾波器既能產(chǎn)生諧波，又能消除變換器中的諧波。平滑電抗器的主要功能是減少直流線路的諧波，同時(shí)減少直流線路中開(kāi)路產(chǎn)生的大電流，限制峰值電流通過(guò)，從而減少逆變器。在相位過(guò)程中沒(méi)有成功，甚至沒(méi)有當(dāng)前的中斷。

（三）有源的電力濾波器

具體使用有源電力濾波器的原理是，第一個(gè)對(duì)象，需要補(bǔ)償是通過(guò)補(bǔ)償諧波電流檢測(cè)組件的對(duì)象，因?yàn)榻M件的當(dāng)前補(bǔ)償裝置是肯定的，和當(dāng)前組件是相反的極性，這個(gè)問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的基波分量，基于瞬時(shí)無(wú)功功率的機(jī)制。有源電力濾波器在使用過(guò)程中具有響應(yīng)速度快、分集補(bǔ)償快的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能減少電網(wǎng)阻抗，抑制諧波的產(chǎn)生。有源電力濾波器主要分為兩種類型，一種是補(bǔ)償電流，它主要在檢測(cè)命令信號(hào)時(shí)產(chǎn)生補(bǔ)償電流，二是命令電流中的算術(shù)電路，其主要功能是檢測(cè)補(bǔ)償無(wú)功電流分量和諧波。

二、電力電子設(shè)備在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用分析

（一）在發(fā)電中的使用

在發(fā)電過(guò)程中使用電力電子可以增加發(fā)電系統(tǒng)的工作功率。勵(lì)磁控制也是一種廣泛應(yīng)用的發(fā)電控制方法。主要采用晶閘管對(duì)電路進(jìn)行整流，實(shí)現(xiàn)器件之間的連接。相對(duì)而言，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，成本可控。在范圍內(nèi)，整體運(yùn)行條件較好，符合技術(shù)要求。靜態(tài)勵(lì)磁控制的方法是對(duì)勵(lì)磁機(jī)進(jìn)行改造，然后消除慣性，只有這樣才能提高整體的穩(wěn)定性和運(yùn)行效果?？茖W(xué)的方法結(jié)合電力系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律，保證電力工作效率，達(dá)到控制目的。變速激勵(lì)主要采用變頻設(shè)備實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的控制和調(diào)節(jié)速度，從而提高運(yùn)營(yíng)效率，單位是在自動(dòng)控制結(jié)合勵(lì)磁設(shè)備，和權(quán)力也有效和穩(wěn)定的輸出。這種技術(shù)也被直接使用于水力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電。在電廠設(shè)備中，發(fā)電設(shè)備的功耗一直是同時(shí)存在的，設(shè)備功耗的比例很高。變頻器是一種有效的控制手段。變頻器獨(dú)立調(diào)節(jié)機(jī)組運(yùn)行頻率，節(jié)約能源。因此，在電力電子的不斷發(fā)展中，各種設(shè)備和技術(shù)也在不斷發(fā)展，為系統(tǒng)的高效運(yùn)行提供了很多幫助。

（二）在電力系統(tǒng)的輸送跟配電環(huán)節(jié)上的使用

用于柔性傳動(dòng)交流，可采用控制技術(shù)與電子功率技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)輸配電線路阻抗、電壓、相位角的不間斷控制。這些技術(shù)可以統(tǒng)稱為柔性交流傳動(dòng)技術(shù)。同時(shí)，我們也必須看到，這項(xiàng)技術(shù)的重要作用是在運(yùn)輸過(guò)程中大大減少電力的能量損失。通過(guò)這些可以看出，這些技術(shù)也直接提高了電力使用的效率，而柔性電力傳輸也可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該技術(shù)也是電力系統(tǒng)應(yīng)用該技術(shù)的重要嘗試。

使用配電時(shí)，在配電過(guò)程中實(shí)施有效的控制是保證電能安全的關(guān)鍵。在控制電能質(zhì)量時(shí)，必須有效地滿足配電中的頻率、電壓、諧波，避免瞬時(shí)移動(dòng)波問(wèn)題和干擾?，F(xiàn)階段主要是基于DFACTS等電能質(zhì)量調(diào)節(jié)設(shè)備的使用，可以保證電能質(zhì)量。同時(shí)，柔性交流傳動(dòng)的成熟也豐富了電能質(zhì)量的控制方法。如今，DFACTS技術(shù)逐漸被稱為FACTS技術(shù)，其工作方式與性能和結(jié)構(gòu)相同。在電力電子市場(chǎng)的不斷發(fā)展中，必須不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備，繼續(xù)使用低成本、技術(shù)簡(jiǎn)單的技術(shù)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電力電子技術(shù)可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和配置，充分保證能源的充分使用和節(jié)約，同時(shí)提高電網(wǎng)的整體質(zhì)量。這也是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要手段，可以在電力電子的不斷發(fā)展中持續(xù)推進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)。