國(guó)內(nèi)電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用和發(fā)展淺析

花文俊

【摘要】電力能源是一種重要的二次能源，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的影響。近年來(lái)，隨著我國(guó)新能源電力的大量出現(xiàn)，電力電子技術(shù)也獲得了飛速的發(fā)展，有效地解決電力系統(tǒng)在發(fā)電、輸電、配電和節(jié)電等方面存在的一些問(wèn)題。本文就對(duì)國(guó)內(nèi)電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用和發(fā)展進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù)? 電力系統(tǒng)? 運(yùn)用? 發(fā)展

前言：

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電子技術(shù)在許多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在電力系統(tǒng)中，電力電子技術(shù)作為一種新研發(fā)的技術(shù)，直接關(guān)系到電力領(lǐng)域新能源與新技術(shù)的變革，為電力系統(tǒng)的改革發(fā)展夯實(shí)了基礎(chǔ)，極大地推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，并提高了人們生活的質(zhì)量。

一、電力電子技術(shù)概述

電力電子技術(shù)是以計(jì)算機(jī)作為基礎(chǔ)，由半導(dǎo)體器件以及控制系統(tǒng)等組合而成的一種技術(shù)平臺(tái)，是借助半導(dǎo)體電子器件實(shí)現(xiàn)電功率的轉(zhuǎn)換，并控制電路的通斷。在實(shí)際運(yùn)用中，電力電子技術(shù)進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換時(shí)，主要有四種表現(xiàn)形式，一是整流電路AC-DC;二是斬波電路DC—DC;三是逆變電路DC-AC：四是交流變換電路ACAC。在實(shí)際運(yùn)用中，電力電子技術(shù)變換的電功率最大可達(dá)到數(shù)百M(fèi)W，甚至GW，最小還能達(dá)到數(shù)W，甚至是1W以下。而在控制電路通斷時(shí)，則分為相控方式、頻控方式、斬控方式、相頻控制方式以及斬頻控制方式這五種。而且，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，只有選用有效的控制形式，才能促使變換電路的工作效率達(dá)到最大。

二、電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)分析

電力系統(tǒng)是由發(fā)電站、電力網(wǎng)與用電設(shè)備共同組合成的供用電聯(lián)合體，而電力電子技術(shù)作為一種強(qiáng)電電子技術(shù)，通過(guò)與弱電控制的結(jié)合，對(duì)電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)都具有極大的提升效果，能促進(jìn)電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展。近年來(lái)，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，科學(xué)技術(shù)也獲得了快速的發(fā)展，呈現(xiàn)出井噴的趨勢(shì)，很多高端的電子產(chǎn)品不斷被研發(fā)出來(lái)，并被廣泛運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。特別是電力電子技術(shù)，是一項(xiàng)具有極強(qiáng)綜合性的技術(shù)，將其運(yùn)用在電力系統(tǒng)中，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。在具體的運(yùn)用中，電力電子技術(shù)能對(duì)電力系統(tǒng)中各項(xiàng)資源進(jìn)行科學(xué)的整合，同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化資源的配置，這樣不但能提高電能的質(zhì)量，還能促使電能的使用變得更加合理與安全。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)逐漸向著小型化的方向發(fā)展，同時(shí)運(yùn)行的效率越來(lái)越強(qiáng)大，將其運(yùn)用到電力系統(tǒng)當(dāng)中，還能使電力系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、節(jié)材的效果，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化和機(jī)電一體化。

三、電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用和發(fā)展分析

長(zhǎng)期以來(lái)，電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中因受到諸多因素的影響，導(dǎo)致其運(yùn)行的性能逐漸降低，影響到了人們的工作和生活。而將電力電子技術(shù)運(yùn)用到店里系統(tǒng)當(dāng)中，能有效提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

（一）在發(fā)電環(huán)節(jié)的運(yùn)用。電力電子技術(shù)在我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)中的運(yùn)用，主要體現(xiàn)在如下三個(gè)方面：第一，運(yùn)用電力電子技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)速控制。在具體運(yùn)用中，操作人員通過(guò)高壓或者低壓變頻器對(duì)發(fā)電設(shè)備的工頻進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，最高可以達(dá)到數(shù)百M(fèi)W，甚至GW，而最低能達(dá)到數(shù)W，甚至是1W以下。通過(guò)這樣的變頻調(diào)節(jié)，能有效提高發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的性能，同時(shí)還能有效降低電能的損耗;第二，運(yùn)用核心逆變器提高直流電與交流電之間轉(zhuǎn)換的效率。例如，在太陽(yáng)能發(fā)電中運(yùn)用電力電子技術(shù)，能顯著提高太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備的發(fā)電效率;第三，在水力發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電設(shè)施中運(yùn)用電力電子設(shè)備，還能有效調(diào)節(jié)水能流量或者風(fēng)速壓力與發(fā)電有小功率之間的關(guān)系，從而提高設(shè)備發(fā)電的效率。

（二）在輸電環(huán)節(jié)的運(yùn)用。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中不僅在發(fā)電環(huán)節(jié)具有廣泛的運(yùn)用，在輸電環(huán)節(jié)也具有十分廣泛的運(yùn)用。在輸電環(huán)節(jié)的運(yùn)用中，主要是通過(guò)高壓直流電輸電與柔性交流電輸電這兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電流的傳輸?shù)?，同時(shí)還可以借助靜止無(wú)功補(bǔ)償器來(lái)實(shí)現(xiàn)電流的輸出。通過(guò)這樣的方式，不但能實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與機(jī)械控制之間的一體化結(jié)合，還能確保電能傳輸?shù)姆€(wěn)定性，并降低輸電過(guò)程中電量的損耗。在具體的運(yùn)用中，需要使用交流閥、晶閥管以及變換器，以提高輸電轉(zhuǎn)化設(shè)備運(yùn)行的性能，同時(shí)，運(yùn)用靜止補(bǔ)償器代替原有的電器開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)成本的控制與節(jié)約。

（三）在配電環(huán)節(jié)的運(yùn)用。當(dāng)前，我國(guó)電力系統(tǒng)中的配電系統(tǒng)存在著較多的缺陷，如，供電不穩(wěn)定問(wèn)題以及電能質(zhì)量較差問(wèn)題。而在供配電環(huán)節(jié)運(yùn)用電力電子技術(shù)，能有效解決這些方面的問(wèn)題，使供配電更加穩(wěn)定，同時(shí)還能提高電力系統(tǒng)供電的質(zhì)量。在實(shí)際操作中，將電力電子技術(shù)與控制技術(shù)相結(jié)合，即當(dāng)前業(yè)界被稱為DFACTS技術(shù)。DFACTS技術(shù)是在FACTS技術(shù)體系完善之后才得以推廣的，與FACTS技術(shù)相比較，DFACTS技術(shù)在原理、結(jié)構(gòu)以及性能等方面都與FACTS技術(shù)極為相似，但其功能更加豐富，且成本也較為低廉，技術(shù)難度較低，成為供配電市場(chǎng)的主流技術(shù)。

（四）在節(jié)電方面的運(yùn)用。電力電子技術(shù)不僅在發(fā)電、輸電和配電方面具有廣泛的運(yùn)用，在節(jié)電方面也具有很好的運(yùn)用效果。在電力系統(tǒng)節(jié)能方面運(yùn)用電力電子技術(shù)，能夠顯著降低電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程的無(wú)功損耗情況，同時(shí)大幅度提升功率因素。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行中，因?yàn)殡姎庠O(shè)備并不完整，這就導(dǎo)致電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)同時(shí)消耗有功功率和無(wú)功功率，從而致使大量的電力能源被浪費(fèi)。而通過(guò)運(yùn)用電力電子技術(shù)，可以借助靜止補(bǔ)償器針對(duì)電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償，從而有效平衡無(wú)功功率和有功功率，這樣就能有效提高電力系統(tǒng)的電壓及功率，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的提升。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，當(dāng)前，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，是電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的重要保證，并能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益的最大化。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，電力電子技術(shù)將更加廣泛地運(yùn)用于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，并發(fā)揮著重要的作用。

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