淺談電力電子技術(shù)在新能源方面的應(yīng)用

董武松 王欣瑜 慕月清

摘 要：隨著科技的發(fā)展和人們要求的不斷提高，電力電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。如今我國的能源供應(yīng)和環(huán)境污染問題越來越突出，推動了再生新能源的發(fā)展與應(yīng)用。應(yīng)用電力電子技術(shù)是一種能實(shí)現(xiàn)非電能與電能之間的轉(zhuǎn)換的技術(shù)，約75%以上的電能都需要經(jīng)過電力電子處理后才能使用。電力電子技術(shù)為新能源的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，為新能源材料行業(yè)的發(fā)展帶來活力，對未來能源發(fā)展有著舉足重要的影響。

關(guān)鍵詞：新能源行業(yè);運(yùn)用;電力電子技術(shù)

一、電力電子技術(shù)的綜述分析

能借助電力電子器件對電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換及操控的現(xiàn)代技術(shù)，被稱為電力電子技術(shù)。廣義上認(rèn)為，1957年美國通用電氣公司研制出的第一個(gè)晶閘管代表著電力電子技術(shù)的誕生。電力電子技術(shù)的基本功能包括：整流、逆變、斬波、變頻、變相等。電力電子技術(shù)為了能夠滿足不同用電裝置的不同需求，它通過電網(wǎng)的工頻電能，轉(zhuǎn)換出不同性質(zhì)、不同用途的電能。隨著電力電子技術(shù)的誕生和發(fā)展，人類對電能利用的方式和利用電能的觀念發(fā)生巨大的變化。電力電子技術(shù)對一個(gè)國家的工業(yè)發(fā)達(dá)程度有著重要影響，衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志其中之一就包括電力電子裝置變換和調(diào)節(jié)的控制。近年來，電力電子技術(shù)的作用不斷上升，在國家的經(jīng)濟(jì)、科技、工業(yè)等領(lǐng)域都有著重要地位。

二、新能源行業(yè)在我國的發(fā)展背景分析

根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局相關(guān)資料分析，2008-2017我國煤炭消費(fèi)占比持續(xù)下降，2017年我國天然氣、水電、核電、風(fēng)電等清潔能源占比首次突破20%，占能源消費(fèi)總量的20.8%。傳統(tǒng)能源占主導(dǎo)地位的一次能源消費(fèi)模式已經(jīng)走到了盡頭，進(jìn)行新能源，新材料的探索與開發(fā)已經(jīng)成為我們迫切的需要。我國領(lǐng)土面積遼闊，經(jīng)緯度跨度廣，風(fēng)能、太陽能、水能，地?zé)崮艿乳_發(fā)潛力巨大，已經(jīng)在新疆，內(nèi)蒙古等風(fēng)能豐富的地區(qū)建立了風(fēng)能發(fā)電廠，在地?zé)崮茏钬S富的西藏地區(qū)建立了多座地?zé)崮馨l(fā)電廠。太陽光的輻射能量叫做太陽能，太陽能可利用性高，清潔無污染，在我國具有廣闊的發(fā)展前景。核電具有供應(yīng)能力強(qiáng)，資源消耗少的優(yōu)點(diǎn)，目前我國在運(yùn)核電機(jī)組數(shù)量持續(xù)增長，已經(jīng)擁有成熟的第三代核電技術(shù)。我國新能源產(chǎn)業(yè)從整體上看，發(fā)展穩(wěn)中有進(jìn)，各種新能源的利用日趨成熟。與發(fā)達(dá)國家相比，我國雖然在新能源的開發(fā)利用規(guī)模上更勝一籌，但是能源利用效率較低，缺乏核心技術(shù)。我們應(yīng)加強(qiáng)自主創(chuàng)新，抓住產(chǎn)業(yè)機(jī)遇，做大做強(qiáng)我國新能源產(chǎn)業(yè)。

三、新能源行業(yè)中電力電子的運(yùn)用分析

電力電子技術(shù)在新能源行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景，解決了新能源材料研發(fā)過程中的許多問題。進(jìn)行新能源的探索開發(fā)不僅有利節(jié)能減排，還能解決當(dāng)下嚴(yán)重的霧霾污染問題。

第一，在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用。電力電子技術(shù)可與應(yīng)用于高壓直流輸送電能技術(shù)、柔性交流送電技術(shù)以及電子信息裝置、綠色節(jié)能照明和家電產(chǎn)業(yè)中。促進(jìn)了新能源電能的遠(yuǎn)距離傳輸，確保了電能的充分利用。

第二，在光伏產(chǎn)業(yè)中的運(yùn)用。光伏產(chǎn)業(yè)中的核心技術(shù)是光伏電池技術(shù)。上個(gè)世紀(jì)五十年代單晶硅電池被美國科學(xué)家研制成功，經(jīng)過六十余載的發(fā)展，光伏電池技術(shù)得到了很大的改進(jìn)，但是仍有大量提升空間。電力電子技術(shù)在光伏電池中有著重要的作用，可以將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。

第三，在風(fēng)力發(fā)電中的運(yùn)用。為了解決風(fēng)力發(fā)電過程中不穩(wěn)定的問題，可以利用電力電力技術(shù)組織整合物理元器件，并以交流電的形式，把風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能。風(fēng)電系統(tǒng)中的蓄電池也整合了多種電力電子技術(shù)，用來儲存風(fēng)力轉(zhuǎn)化來的電能。風(fēng)力發(fā)電的另一難題是電能的遠(yuǎn)距離傳輸問題，在降低電流遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪茉磽p耗上，同樣需要采用電力電子技術(shù)來解決。

第四，在水力發(fā)電中的運(yùn)用。以著名的三峽水電站為標(biāo)志的大批水電站的建立推進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。電力電子技術(shù)可應(yīng)用于發(fā)電機(jī)組的變速恒頻勵(lì)磁器件上，從而調(diào)節(jié)水流量對水力發(fā)電效率的影響。

四、新能源行業(yè)中電力電子的運(yùn)用優(yōu)勢

第一，節(jié)能效率高。電力電子技術(shù)能將各種能源高效率的變換為高質(zhì)量的電能，減少了資源浪費(fèi)。現(xiàn)階段我國主要能源消耗仍以煤炭為主，利用電力電子技術(shù)對風(fēng)能，潮汐能進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換，發(fā)展清潔能源，能有效節(jié)約能源，優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)。

第二，綠色環(huán)保。伴隨著電力電子技術(shù)智能化，數(shù)字化的發(fā)展，采用新的電力電子裝置，可以得到接近0的諧波含量和接近1的功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)對外界的零污染排放。

第三，控制精確度靈活化。傳統(tǒng)的模擬控制電路具有接線復(fù)雜、系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍、調(diào)試過程繁瑣等缺點(diǎn)，因此適合控制較簡單的線路控制。新型電力電子系統(tǒng)與傳統(tǒng)相比有了很大的提升，通過運(yùn)用數(shù)字控制技術(shù)，在保證靈活性和精確度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)控制和人機(jī)界面和通訊等功能。電子器件和電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和編碼系統(tǒng)等領(lǐng)域的內(nèi)容不斷地相互碰撞和融合，使得現(xiàn)有設(shè)備的電子系統(tǒng)增加了許多功能，例如糾正、控制、調(diào)控等功能，設(shè)備變得更加簡潔化，遠(yuǎn)程操控等操作變得更加便捷化，極大地滿足了人們對控制準(zhǔn)確性的要求。

第四，安全可靠。無觸點(diǎn)開關(guān)的研發(fā)與使用，既降低用電設(shè)備的起停消耗，還大大地延長設(shè)備的使用時(shí)間，提高了用電的安全性。

五、結(jié)語

電力電子技術(shù)和新能源發(fā)電系統(tǒng)相互推動。一方面，電力電子技術(shù)對推動新能源經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著功不可沒地作用;另一方面，新能源發(fā)電系統(tǒng)給電力電子技術(shù)提供幫助。為了推動經(jīng)濟(jì)又好又快的發(fā)展，發(fā)展新能源經(jīng)濟(jì)必不可少。我們要融合多方面技術(shù)，努力發(fā)展新能源電力，奪取未來能源領(lǐng)域的新勝利。

參考文獻(xiàn)：

[1]張挺.電子技術(shù)在新能源材料行業(yè)的應(yīng)用探究[J].科技論壇，2013（15）.

[2]李偉偉，張俊峰.電力電子技術(shù)在新能源中的應(yīng)用[J].大陸橋視野，2012（22）.

[3]王立志.電子技術(shù)在新能源材料方面的應(yīng)用探討[J].電子制作，2017（11）.