電力系統電力電子技術應用探討

(貴陽職業技術學院，貴州 貴陽 550081)

0 引言

電力電子技術作為電力系統中的重要支撐技術，在電力系統不同領域中都有所應用， 比如電力系統的發電環節、輸電環節和電力調節環節等方面。因此，應當認識到電力電子技術的特點及電力電子技術的技術優勢，在實際應用過程中發揮其技術特征，為電力系統的發電輸電和電力調節環節提供更多的技術支持，解決電力系統運行中存在的諸多問題。

1 電力電子技術在發電環節中的應用

1.1 大型發電機的靜止勵磁控制

靜止勵磁結構簡單，可靠性高，造價相對較低，采用晶閘管整流自并勵方式，在世界各大電力系統被廣泛采用。從目前電力電子技術的應用來看，在發電環節電力電子技術的應用較多，其中在大型發電機的靜止勵磁控制中，電力電子技術的應用取得了積極效果。在發電中，大型發電機需要通過靜止勵磁控制的方式提高發電機的運行穩定性和發電機的工作效率，而靜止勵磁控制需要電力電子技術提供最基本的支持，在京閘管的整流和并勵過程中需要電力電子技術提供控制方法和控制技術，在實際應用中也取得了積極的效果。因此，電力電子技術對大型發電機靜止勵磁控制的實施有著重要作用。

1.2 水力、風力發電機的變速恒頻勵磁

水頭壓力和流量決定了水力發電的有效功率，抽水蓄能機組最佳轉速變會隨著水頭的變化幅度變化。風速的三次方與風力發電的有效功率成正比。機組變速運行，即調整轉子勵磁電流的頻率，使其與轉子轉速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。除了大型發電機之外，在水力風力發電機的變速恒頻勵磁中，電力電子技術也提供了最基本的技術支持，水力風力發電機在運行過程當中，通過變速橫頻勵磁能夠解決發電機的轉速穩定問題，同時也能夠有效調整轉子的勵磁頻率，使整個發電過程的穩定性更強，在發電效率上更高，能夠解決水力風力發電機的轉子調速問題。

1.3 發電廠風機水泵的變頻調速

發電廠的廠用電率平均8%，風機水泵耗電量約是火電設備總耗電量的65%，為了節能，在低壓或高壓變頻器使用時，可以使風機水泵變頻調速。從發電廠風機水泵的變頻調速來看，風機水泵的變頻調速需要有專門的技術作為支撐，在具體調速過程中，電力電子技術的應用有效解決了這一問題，通過對風機水泵的運行速度的調整以及頻率的調整，能夠保證風機水泵在實際應用中根據運轉的實際需要采取對應的頻率。在使用頻次較低的情況下，風機和水泵的運行頻率進行下調，達到節能降耗的目標。在這一過程中，電力電子技術對整個頻率的調整起到了關鍵作用。

2 電力電子技術在輸電環節中的應用

2.1 直流輸電技術和輕型直流輸電技術

直流輸電相對遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統的聯網，高壓直流輸電優勢獨特。直流輸電技術和輕型直流輸電技術是目前輸電環節中的重要方式，也是降低輸電損耗和提高輸電效率的關鍵手段。在實際經營過程中得到了廣泛的應用并取得了積極的效果。結合直流輸電技術和輕型直流輸電技術的特點來看，電力電子技術在其中發揮了重要的支撐作用，電力電子技術是構成直流輸電技術和輕型直流輸電技術的關鍵，也是保證直流輸電技術和輕型直流輸電技術能夠得以正常運轉的基礎，在實際應用過程中，為直流輸電技術和輕型直流輸電技術提供了必要的技術支持。

2.2 柔性交流輸電技術

柔性交流輸電技術是基于電力電子技術與現代控制技術，對交流輸電系統的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調節的輸電技術。在輸電過程中如何提高輸電效率并降低輸電的損耗，是電力傳輸的重點，也是電力傳輸需要控制的重要環節。在輸電過程中，柔性交流輸電技術是和直流輸電技術具有同等優勢的輸電方式，在實際應用過程中解決了電能的損耗問題，使輸電效率更高，在整個輸電過程中，對輸電過程進行了優化，對輸電損耗的損耗功率進行了補償，通過對柔性交流輸電技術的了解，柔性交流輸電技術中應用了大量的電力電子技術，對整個技術的形成和技術的使用提供了有力的支持。

3 電力電子技術在在配電環節中的應用

在配電環節中，電力電子技術主要對配電的過程進行了優化，在傳統的配電過程中，電能的損耗問題無法得到有效的解決，電能損耗大、輸電功率低，以及配件難度大的問題長期存在。基于這一現狀，在配電環節中依靠電力電子技術，構建了有效的配電系統，實現對電力傳輸過程中傳輸方式進行有效調節，在調節中能夠根據電力的需求進行合理調整，使得整個配電環節功率得到了補償，輸電環節中功率的損失有效降低并在功率的傳輸方面達到了預期目標。

4 電力電子技術在節能環節中的應用

4.1 變負荷電動機調速運行

風機、泵類等變負荷機械中采用調速控制代替擋風板或節流閥控制風流量和水流量收到了良好的效果。對于電力傳輸過程而言，如何有效節能是電力傳輸的關鍵。在節能環節中，電力電子技術主要應用在變負荷電動機的調速運行上，通過對風機泵類等負荷機械的有效調整，使其在運行中能夠根據不同的需求，采取不同的頻率，通過變頻調速的方式保障風機和泵類正常運行，同時在能源消耗上盡可能降到最低。這種方式對于解決風機和泵類的能耗問題和降低風機和泵類的額外能源消耗具有重要作用。

4.2 減少無功損耗，提高功率因數

在電氣設備中，屬于感性負載的變壓器和交流異步電動機，在運行過程中是有功功率和無功功率均消耗的設備，在電力系統中應保持無功平衡，不然會使系統電壓降低、功率因數下降。在電氣設備運行中，無功損耗是影響設備運行效率的重要因素，如何有效降低無功損耗并提高功率因素，是電機運行中必須關注的問題。在目前的運行中，應用了電力電子技術形成了對整個電氣設備無功損耗的調整，使發電過程中和電力傳輸過程中所用到的設備能夠在功率因素上得到提高，在無功損耗上得到降低。通過優化和調整設備運行方式以及變頻調速的方式實現了這一目標。由此可以發現，電力電子技術對整個電力調節過程中的設備和運行方式產生了重要的影響，在運行過程中解決了關鍵的技術問題。

5 結語

通過本文的分析可知，在發電系統中，電力電子技術對整個發電系統的安全穩定運行有著重要的影響。通過電力電子技術的應用不但解決了發電效率問題，同時還保證了電力傳輸在可靠的范圍內進行，降低了電力傳輸的過程損耗，同時通過電力調節的方式，降低了風機泵類的電能損耗，使整個設備的功率因素得到有效提高，保證了電力系統能夠在低功耗的狀態下穩定運行，滿足了電力系統的運行需要，使電力系統能夠在發電傳輸和配件調整過程中得到有效的優化。