電力電子技術在農業電氣化中的應用分析

□李瑞華

（深圳市久泰安全技術咨詢有限公司 廣東 深圳 518000）

近年來，科學技術不斷發展，促使農業現代化發展步伐加快。現代農業的發展進步離不開電氣化，農業電氣化水平與現代農業的發展息息相關。與過去相比，由于融入了更為先進的科學技術，現代農業在用電概率及數量上都有了明顯提高，并且在技術層面也有了十分顯著的提升。為了更有效地將資源合理利用起來，提升我國農業電氣化的整體水平，不僅需要提高電力電子技術的應用率，而且還要將該技術向信息化、智能化、數字化的方向發展，推動農業電氣化發展。

1 電力電子技術應用在農業電氣化中的優勢

電力電子技術主要通過操控相關器件實現功率轉換、控制及電能變換[1-2]。作為電力研究領域中的一項新技術，電力電子技術將最具使用價值的電能激發出來，實現了更為優化地應用與處理電能，最終使電能應用更科學、高效與節約。

在現代農業中，電能應用越來越廣泛，農業電氣化進入一個更為科技化、現代化的階段，逐漸成為促進現代農業發展的源動力。電能在使用過程中具有靈活性高、效率高且花費相對較少等優點，作為農業機械推動力來說，可以在控溫、照明、運輸等相對傳統的作業上發揮作用，為現代農業生產管理相關活動的順利開展添磚加瓦。因此，加快農業電氣化進程，可以更為有效地推動現代農業向著自動化、機械化的方向發展。

過去農業活動生產中的電能供給主要來自于國家電網，此種方式消費較高且存在不穩定性。此外由于電能不足而出現斷電的情況，在很大程度影響著農業活動的開展，降低了農業生產效率[3]。電力電子技術可以很好地解決以上問題。我國農村有大量可利用的可再生資源，可以就地取材，將農村的水資源、光資源等轉換為電能。比如水資源較為充沛的地區可以采取用水發電的形式，風能資源較為豐富的區域可以推廣小風車發電，光照充足的地區可以推廣光伏發電，此外還有風光互補發電等。通過有效利用現有資源為農業生產活動提供保障，具有費用花費少、效率高的優點。

2 電力電子技術在農業電氣化應用中存在的問題

我國現代化進程中最為關鍵的任務就是加快現代農業發展速度，農業電氣化發展水平的高低對現代農業發展起著決定作用。農業電氣化主要涵蓋農業生產及農民生活中對電能的應用，農業生產中通過應用電能使農業生產更為自動機械化，農民生活涉及電能供給、分配及合理應用。相比早已實現農業電氣化的發達國家來說，我國農業電氣化水平相對落后，而且我國地域遼闊，各地區的發展情況也各不相同。電力電子技術實際應用水平的高低直接影響著我國農業電氣化的發展水平。

2.1 農民欠缺對技術的應用意識

首先，農民受陳舊思想的影響，即使電力電子技術已經展現出其優勢，但是少數農民仍然秉持懷疑和誤解的態度看待現代電力電子技術，沒有認識到電力電子技術的功能和優勢。

其次，對于大部分農村特別是一些偏遠地區來說，農業生產中應用相關技術缺乏專業人員的指導，即使農民已經接觸到了新興電氣技術而且也抱有積極接受的態度，但由于對新技術沒有足夠的認識，不了解正確的使用方法，反而給農業生產來了一定影響，制約了新興電氣技術的發展。

綜上，農民缺乏對新技術的應用意識，使用方式不規范，影響著農業電氣化的發展。

2.2 農業生產設備不能及時更新

電力電子技術發展十分迅猛，技術不斷推陳出新，極大提升了農業生產效率。從目前部分農村地區現實情況來看，人員、地域、成本、資金都對農業生產過程產生影響，設備功能較少、設備配備少等導致生產效率無法得到提升[4]。

與此同時，國家缺少針對農業電氣化的扶持政策，已有的扶持政策存在落實不到位等情況，嚴重阻礙了農業電氣化的發展。

2.3 偏遠地區先進技術引入受限

我國地域廣闊，農業扶持力度、先進農業技術使用、資金投入力度在不同地區各不相同，甚至存在很大差異。部分農業生產區域受交通不方便、人員素質低及技術落后等因素的影響，導致電力電子技術無法順利引入。這些地區的農業勞作依靠人力，農民缺少接觸先進電力電子技術的機會，阻礙了農業電氣化的發展。

3 電力電子技術在農業電氣化中的實際應用

3.1 在農業電氣化中推動電力電能的轉化

電力電子技術為農業電氣化的應用提供了基礎的電能供給，為使用電氣設備提供了可能。

首先，電力電子技術不斷發展，提升了電能產量。大部分農業生產地區還是采用從國家電網購電的單一模式來滿足用電需求。隨著電力電子技術不斷推進，已逐漸轉化為利用更多的電力電子技術、自然資源，因地制宜地轉換為電能。比如部分家庭利用太陽能板將太陽能轉變為電能，在滿足家庭實際用電需求的同時，還能將剩余電能應用在其他方面。另外，還可根據實際情況合理應用電力電子技術，比如利用風力、沼氣及水力發電等。通過電力電子技術實現電能轉換，不僅可以避免因為斷電、缺電而給農業生產帶來影響，還可以為農業電氣化發展提供基礎保障[5]。

其次，還可以利用電力電子相關技術對現存電力資源進行有效轉換。就農業電力轉換技術來看，主要包括整流變換、直流變換、逆變變化技術。以上電力轉換技術有著不同的優缺點，應用時要根據實際所需科學有效地進行改良及調整，使電力電能作用最大限度地被激發出來，促進農業電氣化的進一步發展。具體來說，利用直流變換技術轉換的包括太陽能發電、風能發電等。這些方式發出的電能屬于等級略低的直流電壓，如果想轉換為更為適合、更加標準的電能，就需要采用直流轉換電力的相關技術，升級其電壓等級后，再采用逆變技術將其最終轉換為交流電壓。此外，利用整流變換的相關技術，可以將不穩固的電能變為直流電，再通過逆變技術轉換為標準的交流電，保障農業生產過程中的實際用電需求。

3.2 推廣并應用標準化的施肥機

過去主要依靠農民施肥、追肥，而施肥量的數量及頻率則是農民根據經驗及勞動意愿來進行，極有可能出現肥料不足或過剩、土壤層遭到破壞、污染土地資源等情況。運用電力電子技術的標準化施肥機具備先進的導航技術及科學的采樣技術，可以結合農業生產具體情況，自動調節肥料用量，達到精準施肥的目的。采用這種施肥機，不僅提升了肥料使用效率，同時有效避免施肥所引發的環境污染，降低了農業資金成本，使農業生產效益得到明顯提升[6-7]。

3.3 推廣并應用變頻水泵

過去的農業灌溉基本使用大水灌溉，此種方式主要由拖拉機等農業機器完成，不僅浪費了水資源，而且柴油燃燒會造成環境污染。采用電動機灌溉方式的缺點是調節速度的功能不足，電動機高速運轉雖然提供了較為充沛的水量，但同樣也會浪費較多能源。通過推廣應用變頻水泵，使用變頻器對水速進行科學合理的調節，根據灌溉所需控制水量大小，不僅實現了有效節約水資源及電力資源，而且起到了保護環境和提高生產效益的目標，實現多贏[8-9]。

3.4 推行節能開關電源

計算機帶來的種種便利有目共睹，在農業電氣化中融入計算機相關技術成為發展趨勢。一些發達國家早已利用計算機技術逐步替代人力對農田進行滴灌、施肥等相關管理，真正實現了農業現代化管理的目標。因為計算機需要相關的控制指令才能工作，為了避免長時間處在運行模式而損耗大量電能的情況，應推行節能開關電源[10-11]。

4 結束語

農業現代化是我國現階段最為關鍵的任務之一，是提升農民生活水平的重要方式。電力電子技術可以更好地促進農業電氣化的發展，為現代農業發展起到支撐作用。研發并推廣新型電力相關器件、電子計算機技術及控制技術，在不斷完善性能的同時，也應用在越來越多的領域。電力電子技術的不斷研發及應用，勢必給農業電氣化帶來更為廣闊的發展，所以應該加強對于電力電子技術的重視程度。