電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

馮遠(yuǎn)民

摘? 要：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷地發(fā)展和完善，大量先進(jìn)技術(shù)涌現(xiàn)，使電氣工程逐漸復(fù)雜化。依托于電力電子技術(shù)，電氣工程中應(yīng)用可以改善傳統(tǒng)技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制，提升電氣系統(tǒng)的智能化水平，保證電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。該文就電氣工程中電力電子技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探究，結(jié)合技術(shù)優(yōu)勢(shì)特性，靈活運(yùn)用到實(shí)踐中。

關(guān)鍵詞：電氣工程;電力電子技術(shù);自動(dòng)化;智能化

中圖分類(lèi)號(hào)：TM73? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在社會(huì)主義基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善下，電氣工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力電子技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用其中，可以大大提升電氣工程穩(wěn)定性和安全性。電力電子技術(shù)的應(yīng)用，可以改善傳統(tǒng)電氣工程運(yùn)行中的故障問(wèn)題，促進(jìn)電能轉(zhuǎn)化，提升電氣工程質(zhì)量同時(shí)，帶來(lái)更加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此，通過(guò)電力電子技術(shù)在電氣工程中應(yīng)用，可以更好地滿(mǎn)足社會(huì)需求，推動(dòng)現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展。

1 電力電子技術(shù)

電力電子技術(shù)作為一種現(xiàn)代化技術(shù)，在電氣工程中應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)電力電子元器件的有效控制，大大提升電能轉(zhuǎn)化效率。電力電子器件類(lèi)型多樣，其中包括高斯型軌道和閘管等，電能轉(zhuǎn)換范圍較廣，小則1 W，多則千兆瓦。與此同時(shí)，作為電氣工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，電力電子技術(shù)在高素質(zhì)人才培養(yǎng)方面要求更高，需要學(xué)習(xí)包括自動(dòng)控制學(xué)和電子學(xué)等多學(xué)科內(nèi)容。近些年來(lái)，電力電子技術(shù)不斷發(fā)展和完善，應(yīng)用范圍隨之?dāng)U大，除了應(yīng)用在電氣工程中，在國(guó)防和工業(yè)等領(lǐng)域同樣有所應(yīng)用，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，有效降低電能損耗，保證電氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

2 電力電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)剖析

在電氣工程中應(yīng)用電力電子技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)較為突出，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

其一，推動(dòng)電氣工程發(fā)展。電力電子技術(shù)在不斷發(fā)展和創(chuàng)新過(guò)程中，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在整合資源的同時(shí)，可以有效降低電氣工程的人力、物力和財(cái)力投入，在縮短電氣系統(tǒng)運(yùn)行周期同時(shí)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

其二，應(yīng)用操作便捷。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，電能需求不斷增長(zhǎng)，各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，不可避免地會(huì)產(chǎn)生電能供應(yīng)矛盾。電力系統(tǒng)覆蓋面較廣，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)系較為密切，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都可能影響到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，不利于社會(huì)生產(chǎn)生活正常用電。而在電氣工程中應(yīng)用電力電子技術(shù)，在優(yōu)化操作流程的同時(shí)，為電氣系統(tǒng)營(yíng)造安全穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)境，切實(shí)提升電氣工程運(yùn)行水平。

其三，提升電氣工程性能。在電氣系統(tǒng)運(yùn)行中，通過(guò)電力電子技術(shù)的應(yīng)用，綜合分析影響電氣系統(tǒng)運(yùn)行因素，與其他技術(shù)之間的協(xié)調(diào)控制，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后第一時(shí)間上報(bào)和解決。通過(guò)電力電子技術(shù)應(yīng)用，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在降低電氣工程運(yùn)行故障概率的同時(shí)，提升整體運(yùn)行效率。因此，在電氣工程中應(yīng)充分發(fā)揮電力電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)現(xiàn)有電氣工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化和完善，改善電氣工程運(yùn)行性能，為電氣工程穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

3 電氣工程中電力電子技術(shù)應(yīng)用路徑

3.1 軟開(kāi)關(guān)控制裝置

在電氣工程施工過(guò)程中，施工技術(shù)水平滯后，由于不合理的施工技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用，嚴(yán)重影響到電氣工程運(yùn)行性能。通過(guò)系統(tǒng)開(kāi)關(guān)裝置的應(yīng)用，可以有效降低電容，減少變壓器元件占據(jù)的空間面積，但是高頻開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換會(huì)在一定程度上增加電能損耗，影響電能生產(chǎn)效率。在這個(gè)過(guò)程中，可能產(chǎn)生電磁干擾，影響到電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)軟開(kāi)關(guān)控制裝置的應(yīng)用，可以最大程度地降低系統(tǒng)開(kāi)關(guān)裝置電能損耗，避免噪聲干擾。如果采用串聯(lián)方式將多個(gè)電路聯(lián)系在一起，則可以有效提升電力系統(tǒng)性能，有助于軟開(kāi)關(guān)裝置更大范圍應(yīng)用。

3.2 靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置

社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)下，社會(huì)生產(chǎn)力水平顯著提升，對(duì)于電能需求度不斷增長(zhǎng)，靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用，可以為電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性提供堅(jiān)實(shí)保障，將功率變化控制在合理范圍內(nèi)。靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置具有較強(qiáng)的抗干擾性能，對(duì)沖擊性負(fù)荷無(wú)功補(bǔ)償，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，為電力輸送系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。與此同時(shí)，靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用，有助于提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行性能和功率因數(shù)，最大程度地降低電力系統(tǒng)功率損害，減少不良干擾，保證電網(wǎng)輸電壓安全穩(wěn)定性。當(dāng)前靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置包括晶閘管投切電容器、靜止同步補(bǔ)償器、晶閘管控制電抗器和可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置等。靜止同步補(bǔ)償器與電網(wǎng)并聯(lián)在一起，輸出電壓調(diào)節(jié)來(lái)吸收無(wú)功電流，滿(mǎn)足無(wú)功補(bǔ)償需要。晶閘管投切電容器自身具有無(wú)機(jī)磨損和快速響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，具有良好的無(wú)功補(bǔ)償效果，最大程度地降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊電流。可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置的應(yīng)用，電容器和電控器并聯(lián)在一起，調(diào)節(jié)電抗器電流，可以有效提升補(bǔ)償裝置基頻等效電抗特性。

3.3 有源電力濾波器

有源電力濾波器的應(yīng)用，適用于動(dòng)態(tài)抑制諧波需要，將電力裝置劃分為補(bǔ)償電流發(fā)生電路和指令電流檢測(cè)電路兩部分。根據(jù)相應(yīng)指令電流檢測(cè)電路，可以將諧波電流分量和基波分量電流分離開(kāi)，發(fā)揮反極性作用來(lái)抵消負(fù)載電力，電網(wǎng)最后僅存基波電流。與此同時(shí)，源電力諧波器是由PWM逆變器構(gòu)成的，盡管結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但是具有多樣補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)相應(yīng)特點(diǎn)，改善電網(wǎng)組抗力和功率補(bǔ)償不良影響，最大程度地抑制諧波電流的出現(xiàn)。

3.4 高壓直流輸電技術(shù)

高壓直流輸電技術(shù)是借助電子換流器來(lái)轉(zhuǎn)變輸出電流，轉(zhuǎn)換為直流電，將直流電傳輸?shù)礁鱾€(gè)受電端，并借助電子換流器轉(zhuǎn)化為交流電，輸送到千家萬(wàn)戶(hù)。在高壓直流輸電過(guò)程中，傳輸功率高于直流電，傳輸過(guò)程中具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)于輸電線路的要求不高，受到相關(guān)工作者的高度關(guān)注和重視。需要注意的是，高壓直流輸電技術(shù)輸電過(guò)程在保證線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，最大程度地降低電能損耗，滿(mǎn)足不同額定頻率電網(wǎng)聯(lián)結(jié)需要。從當(dāng)前電氣工程中高壓直流輸電技術(shù)的應(yīng)用情況來(lái)看，多為直流聯(lián)絡(luò)線。

3.5 電路保護(hù)裝置

電路保護(hù)裝置同樣是電力電子技術(shù)中的重要組成部分，在電氣工程中應(yīng)用，可以有效避免電路裝置損壞和電能損耗。如果電路出現(xiàn)故障問(wèn)題，依托于快速熔斷器或電流繼電器等電路保護(hù)裝置，可以為電路裝置起到保護(hù)作用，最大程度地減少故障問(wèn)題和損壞程度。隨著電力工程的發(fā)展，傳統(tǒng)電路保護(hù)裝置暴露出一系列弊端和不足，電路保護(hù)作用缺失。基于此，應(yīng)該充分發(fā)揮電力電子技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)檢測(cè)裝置來(lái)反饋電路運(yùn)行情況，如果出現(xiàn)過(guò)電流、過(guò)電壓故障，可以第一時(shí)間斷電，保護(hù)電子元件安全。此外，在配電系統(tǒng)中應(yīng)用電力電子技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)管和控制，促使工作人員制定規(guī)范化措施，避免由于不必要的失誤影響到配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)論

綜上所述，在電氣工程建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中，為了滿(mǎn)足社會(huì)生產(chǎn)生活的電能需要，靈活運(yùn)用電力電子技術(shù)在各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于電氣工程的進(jìn)步和發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。所以，相關(guān)人員應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)和掌握電力電子技術(shù)，積累經(jīng)驗(yàn)，充分發(fā)揮電力電子技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)解決電氣工程中的故障問(wèn)題，并在未來(lái)電氣工程中更加廣泛地應(yīng)用。

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