電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用

楊洋

摘 要：隨著計算機應用技術(shù)在電力系統(tǒng)中不斷發(fā)展和普及化，對于電力電子技術(shù)的重視程度也越發(fā)增加。面對我國電力系統(tǒng)的不斷建設和龐大的用電量，電力電子技術(shù)為我國當代電力生產(chǎn)供應系統(tǒng)提供了良好的技術(shù)平臺，為電力系統(tǒng)的發(fā)電、配電、輸電功能給予了支持。本文對電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用進行分析。

關鍵詞：電子技術(shù)；電力系統(tǒng)；應用

電力電子技術(shù)依托計算機技術(shù)，是計算技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體實現(xiàn)。隨我我國科技發(fā)展，計算機信息技術(shù)的發(fā)展水平也日漸提高，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用也更加明顯。簡而言之，電力電子技術(shù)就是將強電與弱點進行了有機整合，這是一種融合了電子技術(shù)與電路技術(shù)、電力控制技術(shù)的多元化技術(shù)種類。研究其在電力系統(tǒng)中的應用，能夠有效提高電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

1電力電子技術(shù)的概述

1.1電力電子技術(shù)的內(nèi)容

在當前我國電力電子技術(shù)發(fā)展的過程中，人們也已經(jīng)將電力電子技術(shù)作為一門新興的科學技術(shù)廣泛的應用在我國電力行業(yè)當中，它主要是通過電力電子器件來對電能進行有效的控制，從而使得電力系統(tǒng)功率增大，提高其運行效果。目前人們根據(jù)其功能的不同將電力電子技術(shù)分成電力電子器件制造技術(shù)和變流技術(shù)這兩種，而且隨著社會的不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)也已經(jīng)成為了當代電氣工程和自動化專業(yè)技術(shù)中的基礎課程。

1.2電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用優(yōu)勢

第一，優(yōu)化電能配制及使用。電力電子技術(shù)的第一大優(yōu)勢就是其能夠?qū)嶒瀸τ陔娔艿膬?yōu)化配置，在促進電能的高效利用方面也發(fā)揮著積極作用，將電子技術(shù)應用到電力系統(tǒng)中，還能夠?qū)崿F(xiàn)電能的節(jié)約和低碳發(fā)展目標，可謂是受益良多。第二，促進產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級。現(xiàn)階段，我國大多數(shù)地區(qū)的電力系統(tǒng)中都使用了電子技術(shù)和相關設備，所生產(chǎn)的電能一般需要運用電子技術(shù)加以處理再投入使用，相應的計算機接口也多采用機電設備，這對于傳統(tǒng)行業(yè)的優(yōu)化升級和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型起著一定的促進作用。

2電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用

2.1電力電子技術(shù)在發(fā)電中的應用

電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中最重要的就是保證發(fā)電環(huán)節(jié)中設備運行的穩(wěn)定。現(xiàn)在的許多發(fā)電廠機水泵的運行過程耗電量很大，運行的效率也不高，假如將機水泵的調(diào)頻變速就能夠讓耗電量有所降低，這樣工作效率也能夠因此升高，節(jié)能環(huán)保的目的也能夠?qū)崿F(xiàn)。電力電子技術(shù)就是對發(fā)電機組的控制以及變頻調(diào)速進行調(diào)整。在調(diào)頻的過程中最為主要的就是調(diào)頻器，現(xiàn)階段市面上的調(diào)頻產(chǎn)品已經(jīng)解決很多問題，利用相應的調(diào)頻產(chǎn)品就能夠?qū)C水泵效率低小的問題進行調(diào)整。我國許多地區(qū)使用的是靜止勵磁系統(tǒng)，但是現(xiàn)在靜止勵磁系統(tǒng)中的勵磁環(huán)節(jié)已經(jīng)被電力電子技術(shù)取代，這是因為電力電子技術(shù)操作更加簡單，讓綠色生產(chǎn)的理念更為嚴格的貫徹到電力系統(tǒng)中。電力電子技術(shù)也讓勵磁機能夠?qū)ψ陨磉M行調(diào)節(jié)，通過對自身高效的調(diào)節(jié)，就能夠讓工作效率提高。電力電子技術(shù)除了在勵磁控制系統(tǒng)中有重要的作用外還能夠?qū)Πl(fā)電機組的勵磁電流進行調(diào)整，這樣就能夠減少許多不可控因素對發(fā)電過程的影響。比如在水力發(fā)電過程中，單位時間內(nèi)的流水量以及水壓等都會對發(fā)電產(chǎn)生影響，風力發(fā)電以及火力發(fā)電也同樣有許多類似的不可控影響，通過電力電子技術(shù)在發(fā)電過程中的應用，就能夠讓發(fā)電正常進行

2.2電力電子技術(shù)在輸電中的應用

柔性交流輸電技術(shù)在電力電子技術(shù)中有十分廣泛的應用，不僅在國外有十分廣泛的應用，我國國內(nèi)現(xiàn)今也已經(jīng)有相應的控制器，這些控制器都能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中輸電的運行性能進行控制。柔性交流輸電技術(shù)通過電力電子技術(shù)與控制技術(shù)的聯(lián)合能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的電壓、相位角等影響因素進行調(diào)節(jié)，這樣就能夠在一定程度上降低電力在輸送過程中耗損。直流的輸電系統(tǒng)能夠讓電流流暢的運行，這樣電流運行的穩(wěn)定性就有了保障，電流運行中會受到的阻力也就有所減小，整個運輸過程的壓力也會因此減少。這一技術(shù)所花費的成本低，還能夠讓系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到很好的保證，因此發(fā)展前景非常好。直流輸電技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，而輕型直流輸電技術(shù)的出現(xiàn)更是進一步簡化設備、降低成本，讓企業(yè)能夠通過輕型直流輸電技術(shù)獲得更多的經(jīng)濟效益。

2.3電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用

電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用，主要體現(xiàn)在發(fā)電機組勵磁機控制和變頻調(diào)速兩個方面。首先，目前應用較為普遍的發(fā)電機靜止勵磁系統(tǒng)，便是通過晶閘管等電力電子器件取代勵磁機控制環(huán)節(jié)，極大程度上的簡化了發(fā)電機的勵磁控制和調(diào)節(jié)，同時降低了制造成本，提高了電力系統(tǒng)的運行效率；其次，電力電子技術(shù)在發(fā)電廠風機水泵變頻調(diào)速中的實踐與運用，便是通過電力電子設備替代風機水泵中原有的變頻器，進一步實現(xiàn)風機水泵高壓電與低壓電轉(zhuǎn)換過程中的電能消耗控制，從而有效緩解發(fā)電廠電能轉(zhuǎn)換過程中的耗能問題，提高了電力系統(tǒng)的運行效率。

2.4高壓直流輸電技術(shù)

高壓直流輸電以晶閘管技術(shù)為奠基，使高壓直流輸電技術(shù)能夠在輸電系統(tǒng)中實現(xiàn)運用，電子電力技術(shù)的重要發(fā)展歷程就是發(fā)明了晶閘管，晶閘管之前一直被適用在輸電系統(tǒng)的直流電輸之中，但在之后研發(fā)出的電力輸送控制器，例如GTO等，在晶閘管的基礎上實現(xiàn)了電流在轉(zhuǎn)換的過程中很少需要到交直轉(zhuǎn)換變壓器，不僅節(jié)約了電能的生產(chǎn)成本投資，還影響了電流交換設備在電力系統(tǒng)中的競爭力，使競爭力加強。直流聯(lián)絡線可以把直流輸電工程分為單級聯(lián)絡線、雙極聯(lián)絡線、同極聯(lián)絡線和背靠背直四個流輸電系統(tǒng)。

3電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)分為器件的制造技術(shù)和電力電子電路的應用電路（變流技術(shù)）。電力電子器件經(jīng)歷了半控型（第一代電力電子器件）、全控型（第二代電力電子器件）和復合型（第三代電力電子器件）的發(fā)展過程，把驅(qū)動、控制、保護電路和功率器件集成在一起，構(gòu)成功率集成電路（PIC），目前其功率較小，但其代表了電力電子技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。整流電路在電力電子電路中應用最廣，20世紀80年代后逆變電路的應用日益廣泛，但整流電路仍占重要地位。隨著自關斷器件的普遍應用，電力電子電路向高頻化反向發(fā)展，一些新的電路拓撲形式比如諧振型逆變電路、矩陣式逆變電路等不斷涌現(xiàn)。PWM控制對推動電力電子技術(shù)的發(fā)展起了歷史性作用，其它控制方式比如應用靜止/旋轉(zhuǎn)坐標變換的矢量控制、瞬時無功功率控制、自適應控制、采用狀態(tài)觀測器的控制、模糊控制、神經(jīng)元控制等，這使得電力電子系統(tǒng)的控制技術(shù)發(fā)展到一個嶄新的階段。目前應用越來越廣的基于微處理器的數(shù)字控制技術(shù)在很多方面取代了模擬控制，是控制技術(shù)的一個新的發(fā)展方向。

結(jié)束語：

電力電子技術(shù)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的運用范圍十分廣泛。近年來，隨著現(xiàn)代計算機信息技術(shù)的快速普及發(fā)展，使得電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)現(xiàn)代化建設發(fā)展進程中的優(yōu)勢作用日益被突顯出來。目前，電力電子技術(shù)正朝著節(jié)能環(huán)保化、自動自能化的方向不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的實踐應用，對于我國電力事業(yè)的改革建設與現(xiàn)代化發(fā)展意義重大。

參考文獻：

[1]劉旭東.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（03）.

[2]張娜.電力電子技術(shù)的發(fā)展及應用探究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（03）.

[3]黃宗建，魏宏飛，吳會敏.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用探討[J].電子測試，2014（13）.

[4]姜建國，喬樹通，郜登科.電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應用[J].電力系統(tǒng)自動化，2014（03）.