電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

王 菲

（江蘇省鹽城技師學(xué)院，江蘇 鹽城 224000）

0 引言

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷完善，電工電子技術(shù)與電子計算機(jī)技術(shù)開始逐漸融合，從而提高兩者的應(yīng)用價值，同時也讓電工電子技術(shù)在電力工程建設(shè)中產(chǎn)生更加重要的作用。電子信息技術(shù)與電子電工技術(shù)充分融合后，可將實際操控能力和電子研發(fā)能力充分結(jié)合，從而在電力系統(tǒng)的輸電、配電、發(fā)電等多個環(huán)節(jié)中產(chǎn)生巨大價值。將完善及發(fā)展后的電工電子技術(shù)融入電力系統(tǒng)中，可有效提高系統(tǒng)的運(yùn)作效率，并推動我國電力工程的建設(shè)，為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┍Ｕ稀?/p>

1 在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

一方面，電工電子技術(shù)中的柔性交流電輸電技術(shù)是現(xiàn)代化綜合科技技術(shù)的結(jié)合體，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)傳輸時的微電子通信、微處理等，這是一種對交流輸電的控制電工電子技術(shù)。在近幾年的試驗、投入、擴(kuò)展中，柔性交流電輸電技術(shù)已經(jīng)成為我國電力系統(tǒng)傳輸環(huán)節(jié)中必不可少的技術(shù)?；谌嵝越涣麟娸旊娂夹g(shù)的裝置主要由可控串聯(lián)補(bǔ)償電容器（TCSC）、靜止無功補(bǔ)償（STACOM）等構(gòu)成，其中晶閘管控制的串聯(lián)投切電容器（TSSC）也與靜止勵磁技術(shù)有一定關(guān)聯(lián)?；陟o止無功補(bǔ)償器（SBC）的調(diào)控裝置可以實現(xiàn)控制電網(wǎng)系統(tǒng)與分布是負(fù)荷的無功交換，將SBC應(yīng)用到控制電網(wǎng)系統(tǒng)之中可以確保電網(wǎng)系統(tǒng)的線路損耗情況和運(yùn)行的穩(wěn)定。統(tǒng)一超流控制器（UPFC）包括了兩個功能單元，在輸電過程中，兩個變換器都能與同一組電容器連接，統(tǒng)一超流控制器（UPFC）的兩個功能單元與一組電容器組合成背靠背的形式，這樣就能有效地實現(xiàn)有關(guān)工人對電網(wǎng)系統(tǒng)的有效監(jiān)控，電網(wǎng)在進(jìn)行接入點操作的時候，能夠及時地反饋其做功情況。隨著世界最高等級電壓、容量最大的500 kV統(tǒng)一超流控制器（UPFC）在我國蘇州投入運(yùn)營，標(biāo)志著我國在柔性交流電輸電技術(shù)上取得了世界的領(lǐng)先[1]。

另一方面，直流輸電技術(shù)常常在長距離大規(guī)模電力系統(tǒng)輸電中運(yùn)用，這種電工電子技術(shù)具有輸電操作簡單、安全性高、電力系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，同時對鋪設(shè)的環(huán)境要求也比較低，即便是在復(fù)雜的地理條件下，也能使用直流輸電技術(shù)進(jìn)行長距離大規(guī)模的輸電，而且能夠保證輸電的性能。在電力系統(tǒng)輸電作業(yè)中運(yùn)用直流輸電技術(shù)，可以大幅度降低支流變壓器的變壓頻率，電流轉(zhuǎn)換設(shè)備的一些性能，也在其頻率的減少中得到提升。目前，電工電子已經(jīng)進(jìn)一步代替了以往的電氣電力開關(guān)控制設(shè)備，為了加強(qiáng)輸電設(shè)備的準(zhǔn)確性，更好地完成輸電工作就需要一套符合科學(xué)規(guī)范的輸電系統(tǒng)。

2 在配電階段的應(yīng)用

智能化的電工電子技術(shù)的配電形式，能夠確保電力系統(tǒng)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，也能確保電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，電工電子技術(shù)在其中起到了保護(hù)配電設(shè)備當(dāng)中電壓與電流的作用，即使在配電設(shè)備電壓與電流當(dāng)中出現(xiàn)了不正常的運(yùn)作現(xiàn)象，電工電子技術(shù)也能夠激活設(shè)備及時進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，有效避免用戶終端的用電設(shè)施不會遭到配電設(shè)備電流、電壓不穩(wěn)定的損傷。配電環(huán)節(jié)是整個電力系統(tǒng)的末端，由于電力系統(tǒng)末端分支復(fù)雜，因此配電階段的工作內(nèi)容也比較繁雜。配電系統(tǒng)直接與用戶中端的電力設(shè)備相連接，在一定程度上與用戶的生命財產(chǎn)安全有著緊密聯(lián)系，因此，電力企業(yè)要加強(qiáng)配電工作的重視程度，將智能化的電工技術(shù)應(yīng)用到配電工作當(dāng)中來。電力設(shè)備種類繁多，而且不同類型的接線方式也各有不同，這樣的差異使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性難以得到保障，會受到各個層面的影響?；陔姽る娮蛹夹g(shù)的配電工作需要做好對供電質(zhì)量的控制，對于阻礙系統(tǒng)的波動要在給予反饋后自行排查，通過這樣預(yù)警加自我調(diào)整的方式確保電力系統(tǒng)能夠在用戶終端正常運(yùn)轉(zhuǎn)?；陔姽る娮蛹夹g(shù)的配電環(huán)節(jié)可以有效地控制電壓等級，因此也能夠用電工電子技術(shù)實現(xiàn)對電力系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)[2]。

采用電工電子技術(shù)與PC機(jī)信息技術(shù)相結(jié)合的模式，能夠采集電工電子設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)會通過電工電子技術(shù)傳輸?shù)街骺仄脚_，實時接受監(jiān)管。電力系統(tǒng)管理人員需要做好電子系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的紀(jì)錄，尤其是那些不穩(wěn)定因素，和與正常參數(shù)不同的數(shù)據(jù)，需要電力系統(tǒng)管理人員的著重關(guān)注。要根據(jù)實際情況，及時調(diào)整電子系統(tǒng)配網(wǎng)結(jié)構(gòu)與電力系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷指標(biāo)?；陔姽る娮蛹夹g(shù)的配電工作能夠更好地優(yōu)化電力配電系統(tǒng)，提高電能質(zhì)量。

3 在發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

設(shè)備是電力系統(tǒng)必不可少的組成部分，設(shè)備是電力系統(tǒng)發(fā)揮自身作用的平臺，而電力系統(tǒng)則是讓設(shè)備正常運(yùn)行到預(yù)定狀態(tài)的不可或缺的因素，電力系統(tǒng)發(fā)電需要使用到的設(shè)備是多種多樣的，因此在發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用中，需要根據(jù)不同設(shè)備的性能來對電力系統(tǒng)加以調(diào)試。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)實現(xiàn)了技術(shù)上的創(chuàng)新，基于PC機(jī)技術(shù)的電工電子技術(shù)能夠打破傳統(tǒng)打工技術(shù)局限，充分發(fā)揮PC機(jī)自動化、電力電子信息化優(yōu)勢。為了確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，電工電子技術(shù)在其中強(qiáng)調(diào)了資源整合與優(yōu)化的作用，可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。廣泛應(yīng)用先進(jìn)的電工電子技術(shù)可以讓電能合理優(yōu)化，為了讓電力系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)統(tǒng)籌規(guī)劃，需要利用電工電子技術(shù)將各環(huán)節(jié)緊密結(jié)合。要科學(xué)合理的應(yīng)用電工電子技術(shù)，提高發(fā)電設(shè)備的工作效率，進(jìn)一步實現(xiàn)節(jié)能減排的效果，并且能夠讓電力系統(tǒng)在競爭日益激烈的市場中占據(jù)主導(dǎo)地位。

傳統(tǒng)火力發(fā)電需要投入大量的風(fēng)機(jī)水泵，維持火力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行需要消耗大量的能源，投入風(fēng)機(jī)水泵的能源占比總的發(fā)電設(shè)備耗能約為60%。傳統(tǒng)火力、水力發(fā)電收到電氣設(shè)備的限制，如果在風(fēng)機(jī)水泵耗能的基礎(chǔ)上在添加合理的設(shè)備基礎(chǔ)損耗，其損耗率將會更大，因此火力、水力發(fā)電要想實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，就要首先解決能源消耗問題。想要實現(xiàn)發(fā)電量的最大化，就必須優(yōu)化發(fā)電設(shè)備的性能，變頻調(diào)速技術(shù)是大部分風(fēng)力發(fā)電與水力發(fā)電的核心電工電子技術(shù)。這種電工電子技術(shù)更常用于水力發(fā)電與電力發(fā)電，通過動態(tài)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、水泵等主要耗能設(shè)備，一方面讓主要耗能設(shè)備能夠滿足發(fā)電箱體對電源、功率消耗的要求，另一方面，全程的自動化調(diào)整也能夠在很大程度上減少了多余能源的消耗。將變頻調(diào)速技術(shù)與水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備結(jié)合后，改造后的設(shè)備相比于原來未經(jīng)改造的設(shè)備的耗能效果降低了35%左右[3]。因此，基于變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)電設(shè)備能夠改善傳統(tǒng)設(shè)備的高負(fù)荷運(yùn)作狀態(tài)，在一定程度上提高了發(fā)電設(shè)備的節(jié)能效果。

綜上所述，將電工電子技術(shù)有效融入電力系統(tǒng)，可提高電力系統(tǒng)負(fù)荷的轉(zhuǎn)動速度，從而提高電能轉(zhuǎn)換的速率和質(zhì)量。電工電子技術(shù)于電力系統(tǒng)而言是非常重要的核心技術(shù)，不管在發(fā)電環(huán)節(jié)，配電環(huán)節(jié)還是在輸電環(huán)節(jié)都產(chǎn)生非常重要的作用。因此電力企業(yè)需重點研究電工電子技術(shù)通過完善該技術(shù)的核心質(zhì)量，整體提高其在未來建設(shè)電力系統(tǒng)中的價值。