電力電子變壓器及其在電力系統中的應用

王 劍

華東送變電工程有限公司 湖南 長沙 710000

引言：電力變壓器電系統中最基本的能量傳輸和轉換設備。主要功能是增壓絕緣和系統絕緣。傳統的電力變壓器存在部分缺陷，增加了電力系統的危險性。傳統的電子變壓器無法滿足現在的電力系統要求，需要做創新改革。電子技術的出現解決了這個問題，也是未來發展的趨勢。本文簡單討論了電子變壓器的實際應用，說明電子變壓器更適合現代電力系統的應用。

1、電子電力變壓器的實際應用

如今社會經濟高速的發展，電力系統也發生了巨大的變化。龐大的能源網絡和電力系統的加入更加充實了電力系統，消除了區域間的障礙，可以跨區域發展。從而對電力系統的穩定性有著更高的要求：除了潮汐、風能、太陽能和其他可再生能源外，能源生產也在迅速發展。電力生生產的各種模式需要能源系統能快速融合和轉換，這需要高技術的保障，在這一發展的過程總而出現 各種問題，電力系統的發展面臨著更大的困難。傳統的電力變壓器在這方面存在不足。電力變壓器的創新可以解決這個問題。

2、電子電力變壓器概述

電子功率轉換技術和電磁感應是電子電力變壓器的基本原理，將一種供電裝置的能量特性(電流頻率、振幅、電壓等)轉換為另一種供電裝置。

相對于傳統電力變壓器電子電力變壓器與在于引入了電子電力轉換技術。因此，電力電子變壓器可以實現一次側和二次側電壓的實時監測，使供電系統的電流、功率和電壓監測更加方便。功率電子變壓器不光具備相同功能的傳統，在這一基礎上他們又增添新功能，滿足了現代電力系統的穩定性，如改進、優化配置各種電源、控制飲食的質量改進和能量流。

3、電力系統中的電子電力變壓器

雖然電力變壓器的沒有被廣泛應用，由于其固有的特點，在解決如今供電系統問題上取得了顯著效果。

3.1 電子功率級變壓器在提高配電網能源質量中的應用

配電線路上經常發生過電壓、電壓下降、閃爍、波動等現象。由于內部結構問題，傳統的動態張力恢復器體積大，成本高。輸出級獨立于三相輸出電壓進行控制，主元件為逆變器電壓源單相頻率。動態電壓恢復器采用控制方式，電壓主要由精加工模塊的內部電阻和泄漏電抗決定。該方法可提高電壓補償效果。

3.2 改進電力系統動態特性在電力電子變壓器中的應用

中國幅員遼闊，將供電點與充電區分隔開來，中國輸電網絡有著長距離、高電壓、大容量的特點。為了實現長距離的輸電，輸電系統需要有很高的穩定性。在遠距離傳輸系統中，電子電力變壓器可以協調發電機和電子電力變壓器的激勵，以確保遠距離傳輸系統的穩定性。

電子電力變壓器可以調節電網電壓、電流和功率。根據供電系統的實際需要，電力電子變壓器可以根據實際需求調整與供電系統的能量交換和流動，消除了供電系統的阻尼，讓電壓擾動引起的振蕩恢復到穩定狀態，極大提高了供電系統的穩定性。

3.3 電子電力變壓器在分布式并網供電中的應用

隨著石油等資源的減少，可再生資源發揮的作用越來越大。其中風能和光伏運用的越來越多，這些發電技術讓供電系統獲得了大量分布式能源。這些能源容量小，電壓或頻率波動較大。電源直接連接到電源系統，影響電源系統的穩定運行。等分布式能源，風力發電、小水電、燃燒和太陽能電池在不同階段需要輸入電子變壓器的功率輸出，而中間絕緣及各階段的電子結合大功率電力電子變壓器一般配電系統中的能量。為了實現分布式電源與供電系統的并聯，可以將能量與供電系統并聯，并將能量以高功率因數反饋給電網。這就要求電子電力變壓器輸出級的并網電流與并網電壓的頻率和相位相同。正弦波。

3.4 柔性交流傳輸技術中的應用

電力電子變壓器在柔性替代傳輸技術主要應用是將其與高壓運動限制技術和傳輸網絡不間斷供電技術相結合。

在線應急電源能夠連續供電，為電子電力變壓器上的電池組安裝提供直流連接。當電網正常運行時，由電子電力變壓器供電。當電網發生故障，配電網無法供電時，電子電力變壓器內的電池組將取代配電網。負荷由應急電源提供，直至配電網恢復。

3.5 電力電子變壓器的應用可以有效降低故障率

在常規配電網中，經常會出現電壓頻繁變化、電壓波動等故障。在配電側安裝動態能量回收裝置，可以在一定程度上保持電壓的穩定。動態功率恢復器通過在系統中增加補償電壓來消除干擾。雖然能夠穩定電壓，但由于動態電壓恢復器的電壓調節是間歇性的，因此動態電壓恢復器的響應速度降低。此外，由于其內部結構，傳統的動態張力恢復器不僅具有重要的形式，而且具有很高的經濟成本。我們一般認為動態電壓恢復器輸入、絕緣和輸出階段是其的主要組成部分。恢復器的輸入級允許控制直流輸入電壓，主要功能是工業頻率的三相PWM整流器。在絕緣階段，不僅可以轉換絕緣，還可以轉換直流電壓。

3.6 電子電力變壓器的應用可以提高供電系統的穩定性

由于中國國土范圍和電氣系統的配置和建設，區供電負荷點都非常遙遠，這意味著中國運輸網絡必須呈交長距離和高容量的特性。目前，中國正在實施西電。為了確保安全有效的能源傳輸，有必要確保供應系統的穩定性。電子功率變壓器在電力系統中的應用，有效地實現了電機勵磁的協調工作，這對遠距離傳輸具有重要意義。

在電力系統中，電子電力變壓器用于調節電壓、電流和功率。因為供電系統的運行不是恒定的，因此電子電力變壓器和供電系統需要根據實際情況分配，確保了供電系統的穩定運行。

3.7 實現分布式電網與供電系統的并行連接

隨著能源危機的加重，風能和光能等可再生資源應用越來越廣泛。并通過風能和光伏發電獲得能源。無論使用何種能源生產技術，分布式電源都必須連接到電源系統。由于分散電源容量小，交流特性好，電壓和頻率波動較大。直接供電對供電系統的穩定性有重要影響。在風能和太陽能發電中，分布式電源通常對應于各種電子電力變壓器的輸入級。為了有效地將分布式電源與供電系統并聯，有必要保證電子電力變壓器輸出級的電源連接。正弦波，頻率和相位與網絡電壓相同。

結語：多虧了功率電子變壓器的應用及其對電力系統中的應用，強調的是，除了電壓轉換功能轉移和傳統變壓器，變壓器容量的電子系統的許多功能，滿足了現代供電的需求，將在未來廣泛應用于電力系統，為電力系統做出應有的貢獻。