電力系統(tǒng)電力電子技術(shù)應(yīng)用

河北師范大學(xué) 馮 韻

電力系統(tǒng)電力電子技術(shù)應(yīng)用

河北師范大學(xué) 馮 韻

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，我國科學(xué)技術(shù)的水平也越來越高，電力系統(tǒng)也不僅僅局限于強(qiáng)電領(lǐng)域，電力電子技術(shù)也早已在電力系統(tǒng)建設(shè)中普及開來，并且為現(xiàn)代化的電力發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。近年來，新型材料及各種電子結(jié)構(gòu)元件的不斷問世，更大大促進(jìn)了電子技術(shù)的飛躍，也為電力系統(tǒng)的技術(shù)革新創(chuàng)造了平臺(tái)。本文通過對(duì)電力電子技術(shù)的闡釋，對(duì)其在電力系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討與研究。

電力系統(tǒng)；電力電子技術(shù)；應(yīng)用

引言

電力系統(tǒng)的發(fā)展離不開電力電子技術(shù)的支持。電力電子技術(shù)通常可以分為制造技術(shù)和變流技術(shù)這兩大分支，電子器件作為電力電子技術(shù)核心組成，其發(fā)展經(jīng)歷了半控型、全控型、復(fù)合型三個(gè)發(fā)展時(shí)期，向著可承受超大功率的新型材料元件邁進(jìn)。電力電子技術(shù)的高頻化和變頻技術(shù)發(fā)展，將會(huì)使機(jī)電設(shè)備突破工頻傳統(tǒng)，朝著高頻化的方向發(fā)展，也使得電力系統(tǒng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)、高效、合理，從而優(yōu)化電能使用。下面就電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

一、電力電子技術(shù)在電力發(fā)電環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用

我國電力電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了非常長的一段時(shí)期，在經(jīng)過了數(shù)代人的努力后，其發(fā)展才進(jìn)入了正常的軌道，而發(fā)電環(huán)節(jié)在整個(gè)電力系統(tǒng)中屬于比較復(fù)雜的一個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)殡娏ιa(chǎn)與傳輸中所涉及到的設(shè)備都是電力系統(tǒng)的一次設(shè)備，即直接生產(chǎn)電能的設(shè)備，其承受電壓等級(jí)一般較高，也正因如此，才使電力電子技術(shù)在其中的應(yīng)用顯得更加的重要。具體的來講，電力電子技術(shù)就是弱電控制強(qiáng)電的媒界，是機(jī)電設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的重要樞紐，在發(fā)電環(huán)節(jié)中應(yīng)用電力電子技術(shù)就是為了提高其運(yùn)行特性，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化。

1.對(duì)發(fā)電機(jī)靜止勵(lì)磁的控制

電力電子技術(shù)進(jìn)行發(fā)電機(jī)靜止勵(lì)磁控制的主要方法就是通過晶閘管整流的方式來達(dá)到其弱電控制強(qiáng)電的目的。這種方式的運(yùn)用簡單又易操作，且成本造價(jià)低，使發(fā)電機(jī)整個(gè)運(yùn)行的過程更具有安全性、可靠性，所以電力電子技術(shù)在強(qiáng)電領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。在提高了生產(chǎn)安全性的基礎(chǔ)上，晶閘管整流環(huán)節(jié)也省去了勵(lì)磁機(jī)中間慣性環(huán)節(jié)，使其調(diào)節(jié)速度更快，控制效果更為明顯，為發(fā)電機(jī)的高效運(yùn)行提供了有利的條件。

2.對(duì)水力、風(fēng)力發(fā)電的控制

眾所周知，在水力發(fā)電中，水頭的壓力及流量是最為關(guān)鍵的因素，水頭直接影響了發(fā)電的有效率，所以對(duì)水頭壓力進(jìn)行有效的控制，就成為電子技術(shù)中所要研究的重要課題。雖然風(fēng)力發(fā)電與水力發(fā)電不同，但因環(huán)境與自然的制約，兩者具有相近的特性，因?yàn)轱L(fēng)速的大小與風(fēng)力發(fā)電的有效功率是成正比關(guān)系的，也就是說，為了獲取最大發(fā)電功率，我們只有通過改變機(jī)組的轉(zhuǎn)速來完成。結(jié)合電力電子技術(shù)的理念，運(yùn)用到水力及風(fēng)力發(fā)電過程當(dāng)中，可以對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，能量輸出低時(shí)控制能量的輸出，能量輸出高時(shí)，限制最大輸出功率，只有保證其輸出頻率的恒定，才能保證電網(wǎng)電能的質(zhì)量。

3.對(duì)變頻調(diào)速的控制

實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)整的主要器件是變頻器，所以在發(fā)電過程當(dāng)中，要想使水泵變頻實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的調(diào)速，以達(dá)到節(jié)約成本，提高效率的目的，需要配合符合系統(tǒng)要求的變頻器來進(jìn)行操作。從我國電力電子技術(shù)的現(xiàn)狀來看，低壓變頻技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但對(duì)高壓大容量的變頻器的研究還有些許空白需要填補(bǔ)，需要科研工作者加大力度，進(jìn)行深入的研究及探索，以現(xiàn)實(shí)其節(jié)能提效的目的。

二、電力電子技術(shù)在電力傳輸中的具體應(yīng)用

我國的高壓輸電系統(tǒng)在經(jīng)過二次革命以后，在很大程度上改善了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。眾所周知，在電力輸電過中，對(duì)于高電壓等級(jí)的輸電線路,在距離遠(yuǎn),容量大的情況下，交流電輸電線路的對(duì)地電容，消耗無功功率，從而大量損耗電能,有時(shí)一條線路電能損耗可能超過10%。在輸電過程中，安裝整流設(shè)備整流，將交流轉(zhuǎn)換為直流進(jìn)行輸送，因?yàn)橹绷鬏旊姳冉涣鬏旊姼哂蟹€(wěn)定性，而且操作簡單易控制，還能承受更大的輸電容量，所以直流輸電以其本身極大的優(yōu)勢(shì)成為輸電環(huán)節(jié)中的不可替代的一項(xiàng)技術(shù)，而后隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的電力輸送環(huán)節(jié)已經(jīng)由七十年代的晶閘管換流器直流輸電環(huán)節(jié)發(fā)展到了八十年代的FACTS 技術(shù)，這標(biāo)志著我國的輸電技術(shù)又邁上了一個(gè)新的臺(tái)階，使輸電系統(tǒng)變得更具有穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

三、電力電子技術(shù)在電力配電環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用

電能的質(zhì)量以及供電的可靠性能成為我國電力配電系統(tǒng)工作中的關(guān)鍵要素，但從我國的電力發(fā)展現(xiàn)狀來看，對(duì)于這兩個(gè)環(huán)節(jié)的處理還沒有達(dá)到十分完美的程度，尤其是對(duì)于電能質(zhì)量的控制環(huán)節(jié)，更是難以把控的。電能質(zhì)量的優(yōu)劣不僅關(guān)系到電壓、頻率以及波形等等，而且還會(huì)受到外界的各種干擾，哪怕是瞬息的動(dòng)態(tài)波動(dòng)，也會(huì)使電能質(zhì)量受到影響，因此，要想實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的穩(wěn)定性就必須把現(xiàn)代化的電子技術(shù)融入到配電管理系統(tǒng)當(dāng)中，比如說DFACTS 技術(shù)的應(yīng)用，就使配電系統(tǒng)的運(yùn)行得到了很大的改觀，更是我國電力電子技術(shù)的一大進(jìn)步。

四、電力電子技術(shù)在電力節(jié)能環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用

1.實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平也在不斷提高，電能作為主要能源隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?cè)絹碓綇V泛的運(yùn)用，所以節(jié)能技術(shù)成為當(dāng)前需要解決的一項(xiàng)重要問題。面對(duì)不斷增長的人民生活用電，電力系統(tǒng)的負(fù)荷也在增長，運(yùn)用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電動(dòng)機(jī)變負(fù)荷功能，使得電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行變頻調(diào)速以后，節(jié)電率達(dá)到百分之三十五左右。這項(xiàng)技術(shù)在進(jìn)行調(diào)速過程中也體現(xiàn)了許多優(yōu)點(diǎn)，比如說調(diào)速范圍大、能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)調(diào)速，而且準(zhǔn)確率高等等。

2.減少電能損耗

大多數(shù)的電氣設(shè)備在工作過程中，都是會(huì)消耗一定量的功率，比如變壓器鐵損和輸電線路對(duì)地充電電容等等，輸供電的過程中不僅會(huì)對(duì)有功功率進(jìn)行損耗，而且還會(huì)消耗無功功率的一部分能量。但電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求有功與無功必須要達(dá)到平衡的狀態(tài)，所以就要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償，采用電力電子開關(guān)技術(shù),通過調(diào)節(jié)電路中電力電子開關(guān)的占空比,達(dá)到調(diào)節(jié)電容器在每個(gè)工頻周期內(nèi)分擔(dān)電壓的目的,從而改變無功的補(bǔ)償量，從而取得有效的提高其功率因數(shù)。

五、電力電子技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

電能的使用及發(fā)展離不開電力電子技術(shù)，電力電子技術(shù)與我國現(xiàn)代化建設(shè)有著不可分割的關(guān)系，所以發(fā)展電力電子技術(shù)的新興產(chǎn)業(yè)，使之與各種機(jī)電設(shè)備進(jìn)行對(duì)接，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的強(qiáng)大功效，實(shí)現(xiàn)微電子技術(shù)的創(chuàng)新與改革，為我國電子技術(shù)再創(chuàng)輝煌奠定基礎(chǔ)。

總而言之，電力電子技術(shù)其實(shí)就是一個(gè)用弱電來控制強(qiáng)電的過程，是通過對(duì)各項(xiàng)機(jī)電設(shè)備及元件的控制，來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及高效性。我國的電力系統(tǒng)正處于高速發(fā)展的階段，只有不斷的提高電力系統(tǒng)工作人員的綜合素質(zhì)，加強(qiáng)對(duì)電子技術(shù)的研究與創(chuàng)新，并進(jìn)行不斷的應(yīng)用與探索，才能在更大程度上提高電力系統(tǒng)的有效性，使其為社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)產(chǎn)生更加巨大的效益。

[1]李偉,林麗,向超.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),2015(03):119-120.

[2]黃宗建,魏宏飛,吳會(huì)敏.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].電子測試,2014(13):91-92+134.

[3]柳建峰.我國電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀探究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2013(05):230+232.

[4]韋林,廖慧昕,易干洪.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2012(10):97-98.

[5]萬鑫.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及發(fā)展[J].電子世界, 2012(03):69-71.