電力系統(tǒng)中的電力電子技術(shù)

丁晨虹 屈鵬

【摘 ?要】在國民經(jīng)濟的快速發(fā)展過程中，電力成為最為重要的二次能源。近幾年來，新能源發(fā)電的大量出現(xiàn)，如水力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，核能發(fā)電，地?zé)崮馨l(fā)電等等，使得電力系統(tǒng)中的綠色能源比例正在逐步增加。同時，在新能源發(fā)電的過程中不乏電力電子的影子，甚至可以說：電力電子技術(shù)的發(fā)展推動了電力系統(tǒng)的改革?？梢栽陔娏ο到y(tǒng)中應(yīng)用電力電子技術(shù)，從而有效地解決電力系統(tǒng)在發(fā)電環(huán)節(jié)，輸電環(huán)節(jié)，配電環(huán)節(jié)等各部分存在的一些問題。然而由于國家電網(wǎng)體量較大，改革進程相對較緩，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用還正在探索階段。但可以肯定的是電力系統(tǒng)中電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用的浪潮已勢不可擋。本文就主要針對電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來發(fā)展形勢作出簡要分析，希望能夠為相關(guān)方面的研究提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);電力電子技術(shù)

1電子技術(shù)在應(yīng)用中的特征

關(guān)于電子技術(shù)在電氣工程中應(yīng)用的主要特征，表現(xiàn)在五個方面，即可實現(xiàn)全天候全方位監(jiān)測、可對輸出指令進行有效控制、可實現(xiàn)無人操控、結(jié)構(gòu)性能更加科學(xué)及操作簡單。

1.1可實現(xiàn)全天候全方位監(jiān)測

眾所周知，電氣工程的開展具有一定的復(fù)雜性和不確定性。而在實際中，因受到各方面因素的影響，使電氣工程的復(fù)雜性越發(fā)明顯，從而造安全事故發(fā)生率逐年上升。針對這種情況，相關(guān)工作人員則可在電氣工程作業(yè)中應(yīng)用電子技術(shù)。這樣能夠?qū)φ麄€工程工作情況進行較為全面的監(jiān)控，同時還可以保證所獲信息的及時性，進而有效地提高電力工程工作效率和工作質(zhì)量。由此可見，電子技術(shù)在電氣工程的應(yīng)用十分有必要，需要企業(yè)對此予以足夠的重視，在電氣工程中合理地應(yīng)用此技術(shù)。

1.2可對輸出指令進行有效控制

在具體作業(yè)中，通過對電子技術(shù)的合理應(yīng)用，可幫助相關(guān)工作人員電氣工程指令的輸出進行控制，以此在一定程度上避免指令輸出錯誤現(xiàn)象的出現(xiàn)，有效提高電氣工程的運行效率。為了能夠較好地發(fā)揮出此效果，相關(guān)企業(yè)在對其進行設(shè)計中，首先要注重對電氣工程各項功能的考量。按照相關(guān)要求，將智能化理念融入其中。

1.3可實現(xiàn)無人操控

以前電氣工程作業(yè)中，主要是以人工形式進行操作。而這種方式，很容易受到人為因素的影響，造成事故的發(fā)生。為了能夠有效地避免這種情況，企業(yè)則可在電氣工程中應(yīng)用電子技術(shù)。實踐證明，電子技術(shù)在具體操作中，可代替人工操作，進行無人操作。在此過程中，此技術(shù)能夠?qū)σ恍┯绊戨姎夤こ踢\行質(zhì)量的因素進行有效地控制，進而幫助企業(yè)實現(xiàn)電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運行的目的。

1.4結(jié)構(gòu)性能更加科學(xué)

傳統(tǒng)電氣工程技術(shù)在實際應(yīng)用中存在的問題比較多，不進行有效處理則很容易引發(fā)安全事故的發(fā)生。而對于電子技術(shù)，是通過對傳統(tǒng)電氣技術(shù)不斷改進的過程中所發(fā)展的。因而，電子技術(shù)在應(yīng)用上要具有更多的優(yōu)勢，特別是在其構(gòu)造上充分體現(xiàn)先進化，所以在多個領(lǐng)域中發(fā)揮重要的作用。

1.5操作簡單

隨著近幾年我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的提升，使得其對電氣需求也越來越大。在整個電氣工程中，電子技術(shù)發(fā)揮了重要作用。具體來說，電子技術(shù)的有效使用，既能夠保障電氣工程的工作質(zhì)量和工作效果，同時在實際操作上也十分簡單，進而在一定程度上減少工作人員需要承擔(dān)的工作量，為推動企業(yè)電氣工程發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)，滿足當(dāng)前社會經(jīng)濟發(fā)展對這方面的需求。

2電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1新能源發(fā)電

我國目前的新能源發(fā)電主要包括水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、核能發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電、潮汐能發(fā)電。其中由于核能技術(shù)保密，地?zé)崮馨l(fā)電和潮汐能發(fā)電在電網(wǎng)中占的比重很小，本文將不進行討論。在水力，風(fēng)力發(fā)電的過程中，電力電子技術(shù)的應(yīng)用使得發(fā)電環(huán)節(jié)中的設(shè)備更加穩(wěn)定可靠的運行。就早期使用的水輪機來說，它采用的是機械液壓調(diào)速，機械液壓調(diào)速具有簡易可靠，能完成基本的調(diào)速等優(yōu)點。在 19世紀受到了大力推捧，同時，離心擺技術(shù)是機械液壓調(diào)節(jié)的核心技術(shù)，但這項技術(shù)耗電量較大，且效率低下，若將調(diào)頻變速技術(shù)應(yīng)用其中，就可以有效地降低耗電量，提高運行效率，極大地提高電能的轉(zhuǎn)化比。調(diào)頻技術(shù)離不開調(diào)頻器，從調(diào)節(jié)效果而言，機調(diào)過渡過程較長，超調(diào)量較大，指令信號執(zhí)行緩慢，穩(wěn)定域窄。電氣調(diào)速相較于機調(diào)就幾乎不存在這樣的問題，在今天低壓調(diào)頻技術(shù)已經(jīng)愈發(fā)成熟，大量的調(diào)頻產(chǎn)品出現(xiàn)在人們的視野中，水力發(fā)電中的水泵運行效率低下的問題得到解決。太陽能發(fā)電又稱光伏發(fā)電，但其實還存在太陽能熱力發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電等等。太陽能電池板所發(fā)出的電力為直流電，電壓大約在 20 伏左右，這時候就需要通過電力電子中的 BOOST 電路進行升壓，在通過逆變電路逆變成交流電。并且可以用微機跟蹤電網(wǎng)相位變化，同時可以調(diào)整輸出電流的幅值大小，來減小電網(wǎng)的波動。

2.2電子技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用分析

電子技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為社會發(fā)展提供更多的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。特別是在電子工程中，發(fā)揮了巨大的作用。相關(guān)企業(yè)在電力工程中應(yīng)用電子技術(shù)時，要想實現(xiàn)自動化控制的目的，必須要對電氣工程中所涉及的多個設(shè)備進行精確定位。在完成定位后，有關(guān)工作人員則需按照要求，把收集到的信息傳輸?shù)脚c之相對應(yīng)的控制系統(tǒng)中。這樣做主要是為了讓信息進行共享。對于其中所進行的信息傳遞，一般是以傳感器技術(shù)實現(xiàn)的。計算機控制系統(tǒng)獲取到所傳遞的信息時，能夠?qū)κ占玫臄?shù)據(jù)進行自動分析。而在此過程中，相關(guān)人員則需要將分析出的結(jié)果與工程原先設(shè)計系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行深入比較和觀察。最后，其可將具體運行的相關(guān)數(shù)據(jù)在自動化的形式下予以有效控制。

2.3在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的應(yīng)用，有提高電能使用率和變負荷電動機調(diào)速運行兩個方面。電廠產(chǎn)生能源損耗的現(xiàn)象是由于發(fā)電機組不能配合能源變化時產(chǎn)生的，通過變負荷電動機對運行轉(zhuǎn)速的調(diào)整，能夠達到節(jié)能的目的。但是該項技術(shù)在我國處于研究和摸索階段，因此也存在一部分缺點：成本高，適用于中大型電廠。而對于其它的一些電廠，可以采用電力電子技術(shù)，在配電輸送電力系統(tǒng)中增加可控設(shè)備，對電能進行實時調(diào)控，確保電力的質(zhì)量和安全。

2.4電網(wǎng)間的直流輸電

在電網(wǎng)之間進行輸電時總是有相位差異，電壓波動的困擾，由此就發(fā)展出來了直流輸電技術(shù)。在電網(wǎng)之間進行輸電時，可以通過背靠背的直流輸電解決交流輸電的困擾。背靠背交流輸電的意思是：先將交流電變換成直流電，再將直流電轉(zhuǎn)換成交流電并到另一個電網(wǎng)中，可以通過微機對電網(wǎng)相位和電壓進行跟蹤，進而解決相位和電壓問題。其中交流變換成直流是電力電子技術(shù)中的整流，直流變交流是電力電子技術(shù)中的逆變技術(shù)。直流輸電還可以提高輸送電能的速度和功率，正因為有如此多的優(yōu)點，該項技術(shù)在我國迅速普及。

結(jié)束語

總而言之，電力電子技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，增強了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，改善了電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量，加快了電力系統(tǒng)的改革步伐。目前電力電子針對電力系統(tǒng)中遇到的問題正在積極的探索解決辦法，為電力系統(tǒng)長期可靠運行貢獻出巨大貢獻。

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