淺談電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

史明皓

【摘 要】隨著功率變換技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用更加廣泛，形成了現(xiàn)代電氣工程及其自動化的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。電力電子技術(shù)在電能的生產(chǎn)、儲存等各個環(huán)節(jié)中都有著非常廣泛的應(yīng)用。本文通過對過電流保護(hù)、有源電力濾波器、靜止無功補償裝置、智能配電網(wǎng)等幾個方面的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，分析了電力電子技術(shù)的作用。電力電子技術(shù)在電氣工程中將獲得長遠(yuǎn)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù)；電氣工程；應(yīng)用

1 電子電力技術(shù)概述

電子電力技術(shù)有三個領(lǐng)域，分別為電子、電力和控制，它是利用電子技術(shù)控制電能變化。技術(shù)特點是利用弱電子控制強電。該技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域，對于國防與能源、工業(yè)和農(nóng)業(yè)甚至交通方面都有極大的貢獻(xiàn)，在電氣工程中對于電子電力技術(shù)的應(yīng)用也在不斷深入，對于提高發(fā)電機和電動機對于電能的利用、生產(chǎn)及轉(zhuǎn)換等方面電能效率發(fā)揮著巨大的作用，提高了生產(chǎn)率、節(jié)約能源。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全是電力生產(chǎn)工作中重點關(guān)注因素，電子電力技術(shù)的應(yīng)用可以增強穩(wěn)定性和安全性，使靈活可控的電力系統(tǒng)工作模式成為現(xiàn)實。

1.2 電子電力技術(shù)發(fā)展

電子電力技術(shù)的發(fā)展包括器件制造技術(shù)的發(fā)展與電力電子電路的發(fā)展，這兩個方面共同構(gòu)成了電子電力技術(shù)的發(fā)展軌跡。電力電子器件由最初的半控型部件逐漸發(fā)展為全控型，隨著不斷進(jìn)步最終發(fā)展到復(fù)合型。同時，電子電力技術(shù)的驅(qū)動與控制、防護(hù)電路與功率部件實現(xiàn)了一體化，形成先進(jìn)的功率集成化電力，盡管目前技術(shù)水平還無法使功率達(dá)到很大，但是電子電力技術(shù)仍有超大的發(fā)展空間，功率將不斷增加。

2電力電子技術(shù)的特點

2.1操作的便利性

電力電子技術(shù)是通過技術(shù)的改進(jìn)，并對電力系統(tǒng)的運行進(jìn)行監(jiān)控，提高電力系統(tǒng)工作效率。而且電力技術(shù)的操作比較簡單，為工作人員帶來極大的方便。正是由于這種良性的工作循環(huán)，促進(jìn)了該行業(yè)的迅速發(fā)展，

2.2良好的結(jié)構(gòu)和性能

與傳統(tǒng)電氣工程技術(shù)相比，電力電子技術(shù)更加完善，技術(shù)構(gòu)造更科學(xué)，性能更好，在電氣工程中得到了普遍的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，社會發(fā)展較為迅速，將先進(jìn)的電力電子技術(shù)應(yīng)用到電氣工程中更可以滿足社會發(fā)展需要，推動電氣工程發(fā)展

2.3較強的電力系統(tǒng)適應(yīng)性

電力電子技術(shù)具有較強的適應(yīng)能力，便于操作，并不像傳統(tǒng)電氣技術(shù)一樣操作困難、適應(yīng)范圍狹小，影響工作人員工作進(jìn)程。當(dāng)電力電子技術(shù)應(yīng)用以后，工作效率明顯提高，工作人員壓力顯著減少，很少出現(xiàn)電氣運行故障，也為電力企業(yè)獲得了良好口碑。

3電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

3.1電氣控制系統(tǒng)中過電流保護(hù)技術(shù)

電力電子電路在出現(xiàn)失?；蜻\行故障之后會出現(xiàn)過電流的現(xiàn)象。針對這種問題的解決以往采用快速切斷熔斷器、直流快速斷路器以及電流繼電器的方式來保護(hù)電力電子主要電路。但是現(xiàn)階段的電力電子器件小型化、輕量化，而功率性能越來越大，傳統(tǒng)的保護(hù)方式無法再起到作用。電力電子技術(shù)可以在電路中加入過電流保護(hù)電路，結(jié)合電路檢測裝置反饋的信息，在檢測到電路中存在過電流時可以自動對電子元件進(jìn)行斷電處理，達(dá)到保護(hù)電路和電子元件的作用。

3.2 有源電力濾波器

有源電力濾波器的工作原理是對電路中的補償元件進(jìn)行檢測，從而得到一些等分量的諧波電流，然后再利用補償裝置產(chǎn)生一個與諧波電流分量相等極性相反的電流分量，使其與檢測的諧波分量相抵消，使電網(wǎng)中的電流沒有諧波電流只存在基波電流。有源電力濾波器以其響應(yīng)速度快和補償功能多樣性的特點，可以有效地減少電網(wǎng)阻抗的影響。有源電力濾波器由兩部分組成，分別為補償電路發(fā)生裝置和指令電流運算電路，通過電力電子技術(shù)對電路中的補償電流進(jìn)行檢測，然后得出電路中無功電流和諧波的分量。

3.3靜態(tài)無功補償技術(shù)

SVC技術(shù)即靜態(tài)無功補償器，用于新型固態(tài)開關(guān)，該設(shè)備顯著的特點就是利用晶閥管替代機械開關(guān)，用控制電抗器和電容器的改變無功功率，從而實現(xiàn)頻繁且快速地改變電力系統(tǒng)的無功功率的目的，提高電能質(zhì)量。靜止無功補償器主要的四種形式之一就是可控硅控制空芯電抗器型（SVC），具有反應(yīng)迅速且靈敏、運行可靠、價格便宜、使用范圍廣、等特點，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。一般情況下，SVC是由可變的或固定的電容器支路和系統(tǒng)中可控支路進(jìn)行并聯(lián)而組成的，可分為TCR、TSC和TCT以及SSR這四種類型，TCR型的SVC反應(yīng)速度是最快的，運行可靠。隨著SVR技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)一步的發(fā)展和普及，其在工業(yè)設(shè)備和變配電領(lǐng)域必將得到全面的發(fā)展和推廣。

3.4智能配電網(wǎng)技術(shù)

智能配電網(wǎng)就是以配電網(wǎng)高級自動化技術(shù)為基礎(chǔ)，通過應(yīng)用和融合先進(jìn)的測量和傳感技術(shù)、控制技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息與通信等技術(shù)，利用智能化的開關(guān)設(shè)備、配電終端設(shè)備，在堅強電網(wǎng)架構(gòu)和雙向通信網(wǎng)絡(luò)的物理支持以及各種集成高級應(yīng)用功能的可視化軟件支持下，允許可再生能源和分布式發(fā)電單元的大量接入和微網(wǎng)運行，鼓勵各類不同電力用戶積極參與電網(wǎng)互動，以實現(xiàn)配電網(wǎng)在正常運行狀態(tài)下完善的監(jiān)測、保護(hù)、控制、優(yōu)化和非正常運行狀態(tài)下的自愈控制，最終為電力用戶提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、環(huán)保的電力供應(yīng)和其它附加服務(wù)。與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)相比較，智能配電網(wǎng)具有如下特征在于更優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量：利用先進(jìn)的電力電子技術(shù)、電能質(zhì)量在線監(jiān)測和補償技術(shù)，實現(xiàn)電壓、無功的優(yōu)化控制，保證電壓合格；實現(xiàn)對電能質(zhì)量敏感設(shè)備的不間斷、高質(zhì)量、連續(xù)性供電。

4 結(jié)語

總而言之，為了能夠更好的促進(jìn)電力工程建設(shè)的進(jìn)步與發(fā)展，在社會不斷發(fā)展的今天，就要求電氣工程必須要充分的結(jié)合自身的實際需要，來將更加高效、科學(xué)的電子技術(shù)應(yīng)用到電力設(shè)備控制中。同時，電子技術(shù)也應(yīng)當(dāng)在此技術(shù)上來進(jìn)行不斷地優(yōu)化與完善，來全面的提升其自身的工作效率，為電力工程的建設(shè)發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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（作者單位：天津科技大學(xué)）