電力電子系統(tǒng)在控制技術(shù)中的應(yīng)用策略研究

張磊

摘要：隨著現(xiàn)代控制技術(shù)在實(shí)際生活和生產(chǎn)中的逐漸應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)為其提供了較為有力的支持，而新的材料和結(jié)構(gòu)器件也為電力電子技術(shù)的發(fā)展起到了推動(dòng)的作用，并且電力電子技術(shù)在各行各業(yè)都逐漸得到了較為廣泛的應(yīng)用。在電子技術(shù)迅猛發(fā)展的框架下，電力電子技術(shù)已經(jīng)被普遍應(yīng)用于電力行業(yè)。電力電子技術(shù)即為利用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)，給電力領(lǐng)域帶來了新的發(fā)展，提高了電力技術(shù)的應(yīng)用效率，促進(jìn)了電力行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力電子系統(tǒng);控制技術(shù);應(yīng)用策略

引言

近些年來，電力電子技術(shù)迎來了蓬勃的發(fā)展，從以電路技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、功率半導(dǎo)體器件以及計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐轉(zhuǎn)變?yōu)樵陔娔苜|(zhì)量控制、新能開發(fā)、民用產(chǎn)品等更多的行業(yè)應(yīng)用，有了很大的進(jìn)步，其中，最成功的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)就是直流輸電。加之柔性交流輸電在20世紀(jì)80年代被提出之后，電力電子技術(shù)更是在電力系統(tǒng)中廣受關(guān)注，并且相繼出現(xiàn)了許多種類的設(shè)備。在電力的各個(gè)環(huán)節(jié)，電力電子技術(shù)都是發(fā)揮出十分關(guān)鍵的作用，因此要注重對(duì)電力電子技術(shù)的革新以及突破，促進(jìn)整個(gè)電力的發(fā)展和進(jìn)步。

1電力電子技術(shù)

電力電子技術(shù)涵蓋了電力電子元件的制造與變流技術(shù)，制造技術(shù)是基礎(chǔ)構(gòu)成，變流技術(shù)是核心構(gòu)成。電力電子技術(shù)并不是單純的電子技術(shù)，而是結(jié)合了電子學(xué)、電力學(xué)、控制理論3個(gè)方面的知識(shí)，推動(dòng)電力系統(tǒng)的發(fā)展。就理論基礎(chǔ)而言，電力電子器件的制造技術(shù)和電子信息化的電子器件制造技術(shù)是一樣的，工藝也非常類似，在電力學(xué)中有著十分廣泛的運(yùn)用，電力學(xué)與電力電子技術(shù)關(guān)系密切?？刂评碚撛陔娏﹄娮蛹夹g(shù)中的應(yīng)用，使得電力電子技術(shù)更進(jìn)一步地滿足了人們的生活需求。

2新時(shí)代電力電子技術(shù)的特點(diǎn)

2.1全控化

傳統(tǒng)的電力電子器件主要是半控型普通晶閘管，現(xiàn)在的電力電子主要采用的是各類自關(guān)斷器件，能夠有效實(shí)現(xiàn)電力電子技術(shù)的全控化。同時(shí)，各類自關(guān)斷器件還能夠使得相對(duì)復(fù)雜的電路簡單化，提高電力電子的實(shí)用性，改變了整個(gè)電力系統(tǒng)的控制模式，增強(qiáng)了電力電子技術(shù)在電力領(lǐng)域的實(shí)用性和方便性。各種控制器并不是獨(dú)立存在，而是并聯(lián)在一起的，集成在一個(gè)基片上，實(shí)現(xiàn)了電力電子技術(shù)的集成化。

2.2高頻化

以集成化為基礎(chǔ)，主要是指電力電子技術(shù)的工作速度和工作強(qiáng)度。高效率化與高速度之間是相互聯(lián)系的，只有電力電子技術(shù)高速度化，才能實(shí)現(xiàn)電力電子技術(shù)的高效率化，也體現(xiàn)在能量的損耗上，由于傳統(tǒng)的電力器件相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致電能量在運(yùn)輸過程中具有損耗。電力電子器件開關(guān)的上升和下降都非常快，明顯地減少了開關(guān)損耗。

2.3變換器小型化

使元件朝著高頻率化發(fā)展，控制電路的高度集成化與微型化導(dǎo)致濾波電路與控制器的體積顯著減少。電力電子的元件構(gòu)成也實(shí)現(xiàn)了主電路體積的大幅縮減，使得變換器小型化。電力電子技術(shù)的特點(diǎn)也是電力電子技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。

3電力電子技術(shù)的作用

3.1增強(qiáng)電力控制系統(tǒng)的安全性能

近年來，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，各企事業(yè)單位對(duì)電氣的需求量逐年增高，這給電力企業(yè)造成了巨大壓力，相關(guān)工作人員的工作壓力也隨之而來，很多電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)了超負(fù)荷工作現(xiàn)象，由此引發(fā)了許多電力事故，反過來這些電力事故影響了電力控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重的還造成了電力系統(tǒng)的癱瘓和威脅了相關(guān)工作人員的人身安全，這嚴(yán)重影響了社會(huì)秩序，不利于社會(huì)的穩(wěn)定。而電力電子技術(shù)在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠有效增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性能，提高系統(tǒng)的工作效率，降低系統(tǒng)發(fā)生事故的概率。

3.2提升優(yōu)化效果

電力電子技術(shù)在電氣控制中應(yīng)用相比于傳統(tǒng)的落后技術(shù)而言能夠?qū)崿F(xiàn)效果優(yōu)化，且傳統(tǒng)技術(shù)不僅落后，穩(wěn)定性較差，而且應(yīng)用較少，很難滿足現(xiàn)代化設(shè)備的應(yīng)用要求，此時(shí)就突出了電力電子技術(shù)的技術(shù)性和穩(wěn)定性優(yōu)勢，在電氣控制中應(yīng)用能夠有效促進(jìn)電氣工程行業(yè)的發(fā)展。

3.3拓寬電氣控制行業(yè)的發(fā)展空間

在電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用電力電子技術(shù)能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供技術(shù)優(yōu)化，如此便有利于電氣控制系統(tǒng)朝著智能化、自動(dòng)化方向推進(jìn)，通過不斷提高技術(shù)水平拓寬整個(gè)電氣控制行業(yè)的發(fā)展空間。

4電力電子系統(tǒng)在控制技術(shù)中的應(yīng)用策略

4.1有源電力濾波器

有源電力濾波器是電力電子技術(shù)在電氣控制中的一項(xiàng)重要應(yīng)用，只有了解其工作原理，才能將該項(xiàng)技術(shù)的效用發(fā)揮到最大。有源電力濾波器是一種具有補(bǔ)償元件檢測功能的裝置，它能夠產(chǎn)生一些具有共同分量的諧波電流，此時(shí)利用補(bǔ)償裝置產(chǎn)生另一種電流分量，讓這些諧波電流與另一種電流分量相互作用能夠?qū)崿F(xiàn)互相抵消，但這要求兩種電流極性相異，分量也要相同，這樣通過利用有源電力濾波器即可消滅電網(wǎng)中的諧波電流，使得電網(wǎng)中只剩下基波電流。由于有源電力濾波器具有補(bǔ)償性能強(qiáng)、速度快等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效降低阻抗對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響，它能夠?qū)﹄娐分械难a(bǔ)償電流進(jìn)行科學(xué)檢測，使其轉(zhuǎn)化為無功電流，還能通過諧波電流與電流分量的相互抵消使其具備更加適用電網(wǎng)運(yùn)行的電流。

4.2電力配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

當(dāng)前的配電環(huán)節(jié)中，配電系統(tǒng)仍然存在很多技術(shù)問題。一方面，電能損耗較大，無法滿足企業(yè)對(duì)高效率配電的需求，致使電力系統(tǒng)的輸電效率低下，另一方面，配電系統(tǒng)提供的電能質(zhì)量不高，經(jīng)常出現(xiàn)不規(guī)則波動(dòng)與干擾，無法實(shí)現(xiàn)企業(yè)需要的特定的頻率、電壓的電能。因此，實(shí)現(xiàn)配電過程的高穩(wěn)定性與低損耗性是電力系統(tǒng)中的配電環(huán)節(jié)急需解決的問題。面對(duì)這一問題，電力電子技術(shù)提供了有效的解決思路。設(shè)計(jì)者往往利用變換技術(shù)與變壓設(shè)備，提高配電系統(tǒng)實(shí)效性，電力電子變壓器在傳送分配電能過程中，可以對(duì)電能實(shí)施及時(shí)的轉(zhuǎn)化與控制以及對(duì)電網(wǎng)諧波的動(dòng)態(tài)控制，調(diào)節(jié)過程是依據(jù)電力需求進(jìn)行自我調(diào)節(jié)的，抑制了輸電效率的降低，有效解決了配電系統(tǒng)電能質(zhì)量不高、傳輸不穩(wěn)定、輸電功率低下的問題。

4.3航天和發(fā)電站

航天的飛行器中包含大量的電子儀器，其開啟需要應(yīng)用到各種電源，從而也需要電力電子技術(shù)。航天飛行器對(duì)于我國的航天事業(yè)來說具有重要的作用，將會(huì)決定航天事業(yè)的高度。發(fā)電站中也需要應(yīng)用電力電子技術(shù)來起動(dòng)和調(diào)速，特別是新能源的開發(fā)中，都需要應(yīng)用電力電子系統(tǒng)。在電量需求大的地方或者經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)都需要以各種各樣不同的電力電子系統(tǒng)作為支撐。

4.4家用電器

電力電子系統(tǒng)在家用電器中的應(yīng)用主要是在照明、空調(diào)等方面。電力電子器件的發(fā)光效率高，能夠節(jié)省大量的電能資源，電力電子照明系統(tǒng)也在逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈照明裝置。在空調(diào)和電冰箱中也具有重要的應(yīng)用，可以提高功率節(jié)省電能。電力電子的裝置相對(duì)簡單，能夠幫助簡化家電體積和居家電線的布局，節(jié)省空間，降低功耗。因此，在家用電器中應(yīng)用電力電子系統(tǒng)可以幫助用戶節(jié)省開支，為社會(huì)節(jié)約能源。

結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電子控制中的應(yīng)用仍然是一項(xiàng)十分漫長和較為復(fù)雜的工程，隨著社會(huì)和時(shí)代的進(jìn)步，新環(huán)境的出現(xiàn)必然會(huì)導(dǎo)致新的問題出現(xiàn)，這也需要我們不斷的思考、不斷的探索、不懈的實(shí)踐，從而更新和改進(jìn)新的技術(shù)，保證技術(shù)的時(shí)效性和先進(jìn)性，推動(dòng)我國電力電子技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]吳展遙.電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2019，9（11）：84-85.

[2]劉懷蓮，祝大焦，祝成東.淺析電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（25）：93.

[3]陳亞麗，楊偉兵.電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用分析[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（06）：153-154.