電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用探討

陳琦

摘要：隨著時代和技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)在電氣工程中同時也得到了廣泛的運(yùn)用。只有充分了解電力電子技術(shù)的工作原理，才能充分發(fā)揮技術(shù)的作用。本文通過研究電力電子技術(shù)的發(fā)展以及優(yōu)勢，探討了電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；電氣工程；應(yīng)用

一、電力電子技術(shù)概述

（一）電力電子技術(shù)簡介

可以簡單地認(rèn)為，所謂電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，其核心是交流技術(shù)。電力電子技術(shù)作為電力傳輸?shù)妮o助技術(shù)，它是一門新興于電力領(lǐng)域的技術(shù)。從電力電子技術(shù)上看，它主要分為了三個不同的區(qū)域，一是電子與電力，二是控制，三是它的技術(shù)特性。它主要應(yīng)用于工業(yè)，同時在國防，交通能源方面也有所涉及。使用這種特殊的技術(shù)，可以大大地加強(qiáng)發(fā)動機(jī)的使用效率。

隨著時代的發(fā)展，電力電子技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟起來，成為了一門成熟的技術(shù)。它可以將很有效率地轉(zhuǎn)換的電能功率低至一瓦，但是它可以轉(zhuǎn)換的電能功率也高達(dá)兆瓦，不斷擴(kuò)大它的控制范圍。

（二）電力電子技術(shù)發(fā)展

從上世紀(jì)開始，電力電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個不同的階段。每一個階段的電力電子技術(shù)都有不同的主題，但是都在致力于將這個技術(shù)應(yīng)用到極致。

1、晶匣管時代階段

這個時代也稱為整流器時代。電力電子技術(shù)發(fā)展之初，主要集中于上個世紀(jì)六十年代。那時的電力電子技術(shù)主要是為了為工廠提供大功率服務(wù)，由于當(dāng)時技術(shù)的不發(fā)達(dá)，所以對于此技術(shù)的要求并不高。

2、逆變時代階段

十年的晶匣管時代過去，迎來了電力電子技術(shù)的逆變時代。由于全球爆發(fā)的能源危機(jī)，節(jié)約能源成為了一個亟待解決的問題。因?yàn)檫@個急需解決的問題，為電力電子技術(shù)的發(fā)展提供了動力。當(dāng)時有人提出環(huán)保計(jì)劃，提出使用交流電。在交流電重新需要廣泛應(yīng)用的情況下，由此進(jìn)入了全新的電力電子技術(shù)時代——逆變時代。也就是把直流電轉(zhuǎn)化為交流電，以此來節(jié)約能源。

3、變頻時代階段

盡管直流電已經(jīng)轉(zhuǎn)換為交流電，但是此時的效率比較低，有著較大不必要的損耗和成本。此時工業(yè)大發(fā)展，逆變時代也無法滿足生產(chǎn)的工業(yè)需要。上世紀(jì)八十年代，由于集成電路的出現(xiàn)，將各種電子技術(shù)融合起來，由此電力電子技術(shù)進(jìn)入新的變頻時代。電力電子技術(shù)發(fā)展至今，越來越多頻化。

二、電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

第一、應(yīng)用范圍較廣。隨著我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)不斷發(fā)展，我們對電力資源的需求在不斷地提高，尤其是各方面的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致電能供應(yīng)矛盾更加嚴(yán)峻。由于電力工程的涉及面比較廣，一旦哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的癱瘓。這時電力電子技術(shù)的發(fā)展就起到了很大的作用，技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用使得這個工程的安全性和穩(wěn)定性不斷提高。第二、操作簡單。將電力電子技術(shù)應(yīng)用于電力工程也有著操作簡單的優(yōu)勢。由于這個優(yōu)勢，技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高工作的效率，為工業(yè)用電和生活用電提供了很好的基礎(chǔ)。

三、電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

隨著電力電子技術(shù)不斷地發(fā)展，這種技術(shù)也在電氣工程中也有著廣泛的應(yīng)用。將這種技術(shù)應(yīng)用于變電站中，帶來的兩個好處，一是提高工作效率，二是減少工人數(shù)量。這種技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用給企業(yè)帶來了很多便利，保證了變電站的良好運(yùn)行。其中包括的技術(shù)主要是有源電力濾波器、靜止無功補(bǔ)償裝置和高壓直流輸電技術(shù)。

（一）有源電力濾波器

有源電力濾波器本質(zhì)上是一種變頻器，這種電力裝置可以劃分為指令電流檢測電路、補(bǔ)償電流發(fā)生電路兩個部分。第一部分中可以將負(fù)載電流中的兩種分量電流分離出來，這兩種分離電流分別是基波和諧波。基波分離電流的反極性特性可以抵消相應(yīng)的諧波電流，從而使得電網(wǎng)中只剩下基波電流。這種技術(shù)可以有效地減少電網(wǎng)中存在的阻力，為諧波電流的抑制提供了一個很好地條件。

（二）靜止無功補(bǔ)償裝置

由于生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，在這種背景之下，對大功率的需求不斷提高。但是同時大功率面臨著安全性和穩(wěn)定性問題。為了解決這種棘手的問題，就必須利用好靜止無功補(bǔ)償裝置。通過這種裝置的應(yīng)用，可以對沖擊性的電荷進(jìn)行無功補(bǔ)償，使其運(yùn)行的穩(wěn)定性得到有效地保障，電力輸送的安全性以及運(yùn)行效率也在不斷提高。

從目前的形勢來看，靜止無功補(bǔ)償裝置包括了靜止同步補(bǔ)償器等四部分。其中靜止同步補(bǔ)償器的工作原理是利用并聯(lián)形式，將電流聯(lián)接到電網(wǎng)，從而可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的動態(tài)無功補(bǔ)償。其他裝置的原理也與此類似，利用各種優(yōu)勢，對電網(wǎng)中可能出現(xiàn)的沖擊性電流進(jìn)行針對性的抑制。

（三）高壓直流輸電技術(shù)

將這種技術(shù)運(yùn)用于電氣工程中，可以有效地進(jìn)行直流電和交流電之間的轉(zhuǎn)換。通過電子換流器將發(fā)電廠的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，之后再利用電網(wǎng)將交流電轉(zhuǎn)換過來的直流電送到各個需要電氣的電端。在到達(dá)電端之后，再將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供給用戶使用。通過這樣交流電和直流電之間的轉(zhuǎn)換，不斷地提高電氣輸送過程中的安全性和穩(wěn)定性。

運(yùn)用高壓直流輸電技術(shù)，一方面可以降低輸電線路的要求，另一方面可以減少電氣運(yùn)輸過程中的損耗，保證了傳輸電路的安全性和穩(wěn)定性，并且也可以實(shí)現(xiàn)不同頻率電網(wǎng)之間的相互聯(lián)接。

四、結(jié)語

電氣工程的發(fā)展離不開電力電子技術(shù)的更新和迭代。隨著時代的發(fā)展，電氣的使用越來越廣泛。一方面是在保證穩(wěn)定性和安全性的同時可以很好地做到節(jié)約能源，另一方面因?yàn)榧夹g(shù)的運(yùn)用可以減少人力資源的使用。

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