關(guān)于電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

摘要：電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是確保人們用電正常的前提，所以電力系統(tǒng)應(yīng)該要不斷地發(fā)展，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而保證可以滿足人們的用電需求。電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中受到多方面的因素的影響，所以提高電力系統(tǒng)的工作效率就要從不同角度進(jìn)行研究，本文就探究了電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電力電子裝置；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

電力電子裝置是由不同的電子電路構(gòu)成的電子裝置，在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常地廣泛，從發(fā)電環(huán)節(jié)開始，到儲(chǔ)能環(huán)節(jié)、到輸電環(huán)節(jié)，都起到非常重要的作用。所以，本文就對(duì)電力電子裝置在不同的電力系統(tǒng)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

一、電力電子裝置在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

（一）勵(lì)磁的應(yīng)用。所謂的勵(lì)磁就是當(dāng)發(fā)電機(jī)在工作的時(shí)候，為其提供磁場(chǎng)，勵(lì)磁的主要作用是可以穩(wěn)定電力系統(tǒng)的運(yùn)行，勵(lì)磁通過穩(wěn)定發(fā)電機(jī)的電壓和合理分配運(yùn)行機(jī)組的無功分配來穩(wěn)定電力系統(tǒng)的運(yùn)行。勵(lì)磁技術(shù)在大型的發(fā)電機(jī)和水力發(fā)電中也都有應(yīng)用，在大型發(fā)電機(jī)中，使用的是靜止勵(lì)磁技術(shù)，靜止勵(lì)磁技術(shù)的控制比較簡(jiǎn)單而且調(diào)節(jié)速度也比勵(lì)磁機(jī)快，所以勵(lì)磁技術(shù)可以提高大型發(fā)電機(jī)的工作效率。在水力發(fā)電中，主要是應(yīng)用交流勵(lì)磁技術(shù)，交流勵(lì)磁技術(shù)通過改變電流的頻率，迅速地改變水頭壓力和水流量，從而提升水力發(fā)電機(jī)的工作效率。

（二）變流器的的應(yīng)用。變流器是可以讓電力系統(tǒng)當(dāng)中的各種電量發(fā)生變化的設(shè)備，變流器包括整流器、逆變器、交流變流器和直流變流器，在風(fēng)力發(fā)電中就是應(yīng)用了變流器的技術(shù)。變流器是風(fēng)力發(fā)電過程中至關(guān)重要的一部分，在風(fēng)力發(fā)電過程中，最重要的事情就是如何將不穩(wěn)定的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電能，供人們使用呢？變流器就有這個(gè)功能，整流器和逆變器可以將不穩(wěn)定的風(fēng)能變成穩(wěn)定的電能，從而更好地供人們使用。隨著變流器的不斷發(fā)展升級(jí)，風(fēng)力發(fā)電的效率也在不斷地提高，所以，要發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，就要提高變流器的性能。

（三）逆變器的應(yīng)用。除了可以利用水能、風(fēng)能來進(jìn)行發(fā)電，還可以借助太陽能來進(jìn)行發(fā)電，借助太陽能來進(jìn)行發(fā)電是一種環(huán)保的方式。光伏電站就是利用太陽能來進(jìn)行發(fā)電的，逆變器是光伏發(fā)電中重要的組成部分，逆變器可以通過并聯(lián)的方式提高光伏發(fā)電的工作效率，主要體現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償?shù)鹊取Ｓ捎谖覈鴮?duì)于太陽能的研究還處于發(fā)展階段，所以光伏發(fā)電技術(shù)在我國的還處于起步階段，所以，在進(jìn)行光伏發(fā)電的提升研究過程中一定要考慮變流器的組合形式。

二、電力電子裝置在儲(chǔ)能環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

（一）壓縮空氣儲(chǔ)能。壓縮空氣儲(chǔ)能，顧名思義，就是借助空氣的幫助來進(jìn)行電能儲(chǔ)存。當(dāng)人們的用電需求比較小的時(shí)候，例如在晚上的時(shí)候，人們的用電需求就會(huì)相對(duì)地下降，這時(shí)候，電力的供應(yīng)就會(huì)大于電力的需求，所以在這個(gè)時(shí)候就可以借助空氣的幫助，來將富余的電力儲(chǔ)存起來。通過空氣壓縮機(jī)來將富余的電能變成高壓空氣的形式，將這些高壓空氣儲(chǔ)存在報(bào)廢的礦井中或者是山洞中，從而將電能保存起來。當(dāng)人們的用電需求上升的時(shí)候，例如中午煮飯時(shí)間，就將存儲(chǔ)的高壓空氣釋放，重新變成電能，從而滿足人們的用電需求。所以，通過壓縮空氣的方法來進(jìn)行電能的儲(chǔ)能不僅可以避免電能的浪費(fèi)，還可以更好滿足人們?cè)诓煌瑫r(shí)間段的用電需求。可是這個(gè)儲(chǔ)能方法也有其中的不足，就是壓縮效率不高。故此，電力公司可以使用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)來改變電網(wǎng)的負(fù)荷，從而提高壓縮效率。

（二）電池儲(chǔ)能。除了可以使用壓縮空氣的方式來儲(chǔ)存電能，也可以通過電池來儲(chǔ)存電能。電池儲(chǔ)能主要包括兩個(gè)方面，一是電池的選擇，二是變換器功率的調(diào)節(jié)。在利用電池進(jìn)行電能的儲(chǔ)存，電池的選擇是非常重要的，一般我們會(huì)選用鋰離子電池、全釩液流電池和鈉硫電池。不同功率的變換器的使用方式不同，例如，大功率的變換器首先壓迫擊沉管道電池模塊里面，才能進(jìn)行工作，而小功率的變換器是不需要這樣做的。

三、電力電子裝置在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

（一）進(jìn)行直流輸電。直流輸電可以分為兩種形式，一是常規(guī)的直流輸電，二是柔性的直流輸電。常規(guī)的直流輸電與柔性的直流輸電的區(qū)別就是所使用的換流器不同，常規(guī)的直流輸電器使用的換流器是基于晶閘管的，而柔性的直流輸電所使用的換流器是基于全控器件的。由于柔性的直流輸電可以實(shí)現(xiàn)有功功率和無功功率之間的獨(dú)立并且是可以控制，而且柔性的直流輸電是不需要濾波和無功補(bǔ)償裝置的，所以，對(duì)比起常規(guī)的直流輸電，柔性的直流輸電顯得更有優(yōu)勢(shì)，所以在實(shí)際中更多地是使用柔性的直流輸電。故此，在實(shí)際的工作中，柔性的直流輸電的使用比較廣泛，比如，可以應(yīng)用在城市的供電、孤島供電等等。

（二）分頻輸電。分頻輸電，是指在輸電的過程中使用頻率較低的電壓。早在1994年，分頻輸電的方式就在國際上被提出了，根據(jù)有關(guān)研究表明，在輸電的過程中使用較低的電壓頻率是可以實(shí)現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)利益的，所以許多發(fā)達(dá)國家都非常注重對(duì)分頻輸電方式的使用。在輸電的過程中，使用較低的電壓頻率，降低輸電過程中的電阻，減少電能的損耗，從而提高電能的輸送容量。分頻輸電可以實(shí)現(xiàn)低頻輸電，高頻用電的形式，特別適合轉(zhuǎn)速較低的發(fā)電機(jī)的輸電，例如水力發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

四、電力電子裝置在提高電能質(zhì)量中的應(yīng)用

（一）實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償。無功補(bǔ)償，就是提高電力系統(tǒng)的功率因素，降低輸電過程中的電能損耗，提高供電量，所以，無功補(bǔ)償是提高電力系統(tǒng)的工作效率的途徑之一。無功補(bǔ)償主要是通過能量間的交換來實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，將容性負(fù)荷的裝置與感性負(fù)荷的裝置并聯(lián)接在同一個(gè)電路中，如果感性負(fù)荷釋放出能量，那么容性負(fù)荷就可以吸收感性負(fù)荷所釋放出的能量，同理，當(dāng)容性負(fù)荷釋放了能量，感性負(fù)荷就可以吸收容性負(fù)荷釋放的能量，這樣就實(shí)現(xiàn)了能量間的交換。在無功補(bǔ)償中主要使用了動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償器和鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器。在電力系統(tǒng)中使用動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償器可以保持電壓的穩(wěn)定，減少電力系統(tǒng)功率改變的幅度。而鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器則可以連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率和迅速地相應(yīng)系統(tǒng)，所以鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的可靠性比較高。

（二）減少電壓暫降的發(fā)生。電壓暫降，顧名思義，是指電壓在短時(shí)間內(nèi)容的變動(dòng)，電壓暫降會(huì)給電力系統(tǒng)中的設(shè)備帶來嚴(yán)重的損害。比如說，當(dāng)電壓降低到百分之八十的時(shí)候，PLC會(huì)停止工作，控制器會(huì)將冷電機(jī)切除，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以電力公司要減少電壓暫降情況的出現(xiàn)，減少由于電壓暫降而帶來的各種各樣的損失。在電力系統(tǒng)中使用動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器可以減少電壓暫降的情況，動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器是兼?zhèn)錈o功功率和有功功率的補(bǔ)償裝置，在電力系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器具有抑制電壓暫降和電壓補(bǔ)償?shù)墓δ埽裕瑧?yīng)將動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器廣泛地應(yīng)用在電力系統(tǒng)中。動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器可以安裝計(jì)算中心，以串聯(lián)的方式安裝在服務(wù)器和電源之間，從而更好地保護(hù)計(jì)算機(jī)。

通過將電力電子裝置應(yīng)用到電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，可以提高電力系統(tǒng)的工作效率，從而促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展，所以，如果加強(qiáng)對(duì)電力電子裝置的研究和應(yīng)用，是可以促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展的，從而更好地服務(wù)人們。

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