電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用

步文智

摘 要：電力能源作為一種重要的可循環(huán)能源，仍然是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中不可或缺的重要組成部分。由于我國是能源消耗大國，因此，考慮將電力電子技術(shù)應(yīng)用于新能源領(lǐng)域。由此，本文首先分析電力電子技術(shù)應(yīng)用于新能源領(lǐng)域的必要性，然后探討電力電子技術(shù)應(yīng)用于新能源領(lǐng)域的措施，以不斷優(yōu)化我國能源使用結(jié)構(gòu)，促進(jìn)新能源領(lǐng)域健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力技術(shù);電子技術(shù);新能源領(lǐng)域

中圖分類號：TM1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）19-0123-02

Abstract： As an important renewable energy， power energy is still an indispensable part of China's economic development process. Since China is still a big energy consuming country， we should consider the application of power electronics technology in the field of new energy. Therefore， this paper first analysed the necessity of applying power electronics technology to the new energy field， and then discussed the measures of applying power electronics technology to the new energy field， in order to continuously optimize the energy use structure of our country and promote the healthy development of the new energy field.

Keywords： power technology;electronic technology;new energy field

隨著我國科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和人們對能源的需求不斷提高，電力電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。目前，我國能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題變得越來越突出，這使得人們對新能源的開發(fā)、利用也變得日益迫切。考慮到電力電子技術(shù)能將非電力能源轉(zhuǎn)化為電力能源，因此，可以將自然資源中的太陽能、風(fēng)能、水能等轉(zhuǎn)化為可以為工業(yè)系統(tǒng)所利用的電能。但是，這一技術(shù)的應(yīng)用需要電力電子處理設(shè)備的大力支持。電力電子技術(shù)的合理利用為新能源的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，并為新能源材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的動力，因此對我國未來能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢會產(chǎn)生重大影響。

1 電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域應(yīng)用的必要性

1.1 促進(jìn)新能源領(lǐng)域的發(fā)展

電力電子技術(shù)主要具有控制電能、轉(zhuǎn)換電能等作用，因此多用于可以轉(zhuǎn)化為電能的新能源開發(fā)中。通常情況下，電力電子技術(shù)由3個部分組成：第一部分是電力電子部分;第二部分是轉(zhuǎn)換電路部分;第三部分則是控制電路部分[1]。這意味著電力電子技術(shù)主要是通過電氣技術(shù)、電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)的。而隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，上述技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)踐工作也不斷深化，電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制理論間的聯(lián)系更加緊密，與材料科學(xué)、電氣工程和微電子技術(shù)之間的聯(lián)系也更加密切，因此，其可以在許多領(lǐng)域發(fā)揮出作用。此外，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，硅整流器和具有高輸出功率的晶閘管變得越來越流行，這些設(shè)備革新也為新能源領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要的推動作用。

1.2 提升新能源利用穩(wěn)定性

風(fēng)能是新能源領(lǐng)域的重要組成部分，提升風(fēng)電機(jī)組的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性對增強(qiáng)能源轉(zhuǎn)化率具有較大作用。目前，我國許多能源企業(yè)都對感應(yīng)風(fēng)機(jī)瞬態(tài)電壓的穩(wěn)定機(jī)制有了更清晰的認(rèn)識，但有關(guān)直接驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙饋穩(wěn)定機(jī)制仍沒有得到成熟的研究結(jié)論。因此，為了提升新能源利用穩(wěn)定性，就需要合理應(yīng)用電力電子技術(shù)。目前，我國有關(guān)光伏發(fā)電對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的研究取得了一定成果，但仍舊缺乏對這一機(jī)制的深入研究，以及對問題的透徹理解與合理的控制措施[2]。因此，新能源領(lǐng)域的工作人員有必要對電力電子技術(shù)在新能源技術(shù)中的應(yīng)用情況進(jìn)行歸納、分類與總結(jié)，以獲得良好的應(yīng)用效果。

1.3 降低新能源轉(zhuǎn)化損耗

許多技術(shù)人員在研究電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用時，忽略了新能源快速動態(tài)功率調(diào)整的事實(shí)，因此，也難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制能源轉(zhuǎn)化的效果。電力電子技術(shù)的發(fā)展也使新能源轉(zhuǎn)化為電能的效率提高，這在事實(shí)上減少了新能源在使用過程中的浪費(fèi)。此外，電力電子技術(shù)可以將新能源如太陽能、風(fēng)能等轉(zhuǎn)化為電能，這在節(jié)約能源的同時，也合理地減少了傳統(tǒng)能源使用過程中對環(huán)境造成的污染。同時，電力電子技術(shù)的合理使用可以減少電網(wǎng)的諧波含量，從而能有效降低線路上的能量損耗。因此，隨著科技的發(fā)展，電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域必將發(fā)揮出更大的作用。

2 電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 做好故障管控工作

工作人員在進(jìn)行故障管控時，為了獲得更加良好的研究效果，可以選擇一個簡單而典型的控制策略。例如，工作人員在經(jīng)過故障檢測后可以排除電壓發(fā)生故障的概率，從而迅速讓電力系統(tǒng)恢復(fù)有功功率，確保新能源可以穩(wěn)定轉(zhuǎn)化為電能。此外，隨著無功功率控制策略趨于多樣化，在許多情況下，用于控制光伏電源和風(fēng)扇（尤其是直接驅(qū)動風(fēng)扇來創(chuàng)造風(fēng)能）的有功功率和無功功率的情況是類似的。考慮到電子電力設(shè)備種類較多，其中有很多設(shè)備是為了控制故障發(fā)生概率并保證電能轉(zhuǎn)化安全的，所以，只有正確使用電力設(shè)備，才能保證新能源轉(zhuǎn)化過程中的安全。

2.2 增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性

太陽能雖然已經(jīng)在生活中投入使用，但太陽能電池轉(zhuǎn)化效率低、價格昂貴，不能大規(guī)模推廣。因此，相關(guān)研究者對太陽能的研究投入了更多研究經(jīng)費(fèi)。其中，光電材料、電子光聲伏打?qū)W為研究領(lǐng)域之一。以Tufts大學(xué)為例，電子系就在該領(lǐng)域引入了新的教授。太陽能專業(yè)的同學(xué)，工作形勢不錯，尤其是美國中西部太陽能豐富的地區(qū)[3]。比如，新墨西哥和亞利桑那州，都有較大的太陽能研究中心。在美國北部，如波士頓，也有很多從事太陽能開發(fā)的公司。傳統(tǒng)電力使用燃煤發(fā)電，這是對空氣造成污染的主要原因之一。而分布式的新能源屬于綠色能源，不會產(chǎn)生排放，不會對空氣產(chǎn)生污染。

2.3 提高能源利用性價比

高頻逆變電源是通過高頻逆變器和大功率晶體管來進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，從而改變電壓的頻率和功率，并達(dá)到節(jié)能的效果。在現(xiàn)代高科技的幫助下，電力電子技術(shù)的強(qiáng)弱功率組合降低了新能源技術(shù)的研發(fā)成本，因此，具有節(jié)能、降低釋放和高性價比的優(yōu)點(diǎn)。此外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，新電源技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)與電子電氣領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對接。從計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用角度來看，綠色電力和綠色能源之間的對接要求很高。例如，綠色能源的使用不僅有效而且整體的能源轉(zhuǎn)化效率較高。也正是由于綠色電源的實(shí)際應(yīng)用效果良好，反過來也可以降低電力電子技術(shù)的功耗和能耗。

3 結(jié)語

本文主要分析了電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用。通過分析可知，電力電子技術(shù)的有效利用可以在新能源領(lǐng)域的發(fā)展過程中提供必要的科學(xué)技術(shù)支持，故具有良好的應(yīng)用前景。

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