電力電子技術的發展及應用分析

呂鵬飛 曹騰

摘 要 隨著科學技術水平的不斷創新發展，各種先進的技術逐漸被發明和廣泛應用，其中，具有強大生機和無限活力的電力電子技術，不僅極大的改善了人們的生活條件，而且有效的推動了我國經濟的增長。本文通過簡要介紹電力電子技術，指出電力電子技術的積極作用，并且提出應用電力電子技術的具體方法，以期為推動電力電子技術的發展，提供有用的參考。

【關鍵詞】電力電子技術 發展 作用 方法

電力電子技術是一門新興的、應用于電力領域的電子技術，具體來說就是使用電力電子器件，控制和變換電能的技術，而且，電力電子技術可以變換出小到數W甚至1W及以下，大到數百MW甚至GW以上的“電力”，由此可以看出，其具體的用途就是電力變換。而且，近年來，電力電子技術被廣泛應用于實際生活中，極大的提高了人們的生活質量，例如，電力電子技術中的新能源發電技術，不僅為廣大居民提供了更加優質的電能，而且有效緩解了我國的能源危機、環境危機。

1 簡要介紹電力電子技術

電力電子技術分電力電子器件技術、變流技術兩個分支，是現代電氣化與自動化專業的專業基礎課。一般認為，1957年美國通用電氣公司研制出的第一個晶閘管是電力電子技術產生的標志，此后，電力電子技術逐漸成熟和發展。而今的電力電子技術是建立在電工原理、電子學、自動化控制三大學科上的一門新興學科，屬于電工類范疇，其內容主要包括電力電子電路、電力電子器件、電力電子裝置及其系統，并且在一般工業、電力系統、電子裝置電源、交通運輸和家用電器等領域得到了廣泛的運用，極大的推動了我國經濟的進步與發展。

2 電力電子技術的積極作用

2.1 改善電力輸送的現狀

電力是現代文明社會中的主要動力源之一，電廠發出電力，輸送給電網的交流電，然后傳送給用戶，一般在電壓、頻率較為穩定的時候，電力呈現出波形正弦的形式，但是，在實際情況中，由于不同用戶使用的電力設備有著差異，在無形中增加了電網的無功損耗，如果再受到一些自然因素或者人為因素的干擾，電力輸送可能會出現瞬間停電、電壓跌落閃變等現象，而且，非線性故障的大量使用，會使電網中出現有害的諧波波形，不僅降低了電能的質量，而且造成電網嚴重畸變，影響電網的正常運行。然而，使用由電力電子器件構成的各種控制器、補償器，則可以在提高電能質量的同時，維護電網的正常運行。近年來，我國研究并且使用的柔性交流輸電系統，有效的解決了電力輸送中存在的問題，極大的改善了電力輸送的現狀。

2.2 優化電能的使用結構

電力電子技術，能夠不斷的優化電能的處理裝置結構，實現高效、合理、節約的電能使用目的，進而促使電能利用朝著最佳化的方向發展。例如，在節能節電方面，通過調查、分析風機水泵、化工電焊、軋機冶煉、輕工造紙、電力牽引、工業窯爐和感應加熱等方面的資料，可以看出，一般情況下，電力電子技術可以達到10%-40%的節能效果，因此，國家已經大力推廣和試用節能節電項目。而且，電力電子技術可以有效緩解能源危機、環境危機和資源危機，促進人與自然環境的和諧發展。

2.3 轉變產業結構

隨著電力電子變頻技術以及高頻化技術的不斷進步與快速發展，機電設備不再受傳統工頻技術的限制，轉而向高頻化方向發展，因為，電力電子技術，縮小了機電設備的體積，提高了機電設備的響應速度，在提供全新的功能和用途的同時，提高了工作效率，實現了無噪音化的發展目標。

3 應用電力電子技術的具體方法

3.1 應用于可再生能源的發電

當前，雖然污染嚴重、儲量有限的化石燃料依然是主要的電力能源，是世界能源結構的主要組成部分，但是，像風能、地熱能、海洋能、太陽能、水能、生物質能等干凈清潔、污染少、可再生的新能源的開發利用工作，也開始進入快速發展的階段，這些清潔干凈、可再生、不受地域資源限制的新興綠色能源，正在被迅速的推廣和使用。

3.2 應用于節約電能

目前，電力是現代工業的主要能源，利用電能不僅可以節約成本，而且能夠提高工作效率。在現代工業中，電力以其穩定、利用率高、清潔、適用范圍廣等優點，逐漸廣泛應用于現代工業中的各個領域，極大的推動了現代工業的發展。然而，從世界各國工業領域運用電力電子技術的情況來看，許多發展中國家的工業用電還不太合理，存在著用電效率較低、浪費嚴重等問題。在面臨著資源危機、能源危機和環境危機的今天，提高用電效率，降低電能的消耗，是解決能源問題的有效手段之一。因此，利用電力電子技術，提高電源效率，降低電能消耗，節約能源資源，可以極大的推動社會的發展和進步。

3.3 應用于改造傳統產業

電力電子技術是連接弱電和強電之間的紐帶，使得傳統產業和新興產業能夠更加便捷的利用微電子技術。在應用電力電子技術時，傳統產業中的勞動環境惡劣、勞動強度大等問題得到解決，而通過工業控制系統，把電能轉化為勞動力，改變工人的工作環境，可以極大的提高勞動效率，節省人力資源，解決企業的安全隱患和環境問題。

3.4 應用于家用電器之中

現代工業制成品中廣泛使用電力電子技術，給讓人們的日常生活帶來了極大的便利，例如，利用電力電子變頻技術，可以使家用電器做到方便、節能，節省使用成本，提高電能的利用率。

4 總結

總而言之，電力電子技術是一門新興的電子技術，是信息、智力和知識密集型的技術，能夠有效的解決社會發展中所面臨的諸多問題，具有廣闊的發展前景，因此，在知識經濟的時代，充分發揮電力電子技術的優勢，解決能源問題、環境問題、資源問題，提高電能的利用率，是電力電子技術發展和進步的前提和基礎。

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作者簡介

呂鵬飛（1993-），內蒙古自治區豐鎮人。現為中國人民解放軍石家莊機械化步兵學院學員。研究方向為電氣工程。

作者單位

中國人民解放軍石家莊機械化步兵學院 河北省石家莊市 050200