電力電子技術在電氣工程中的應用

張歡

摘要：由于電子技術能夠對電氣控制系統中的電氣元件進行轉換和控制，因此，電氣控制技術的發展主要得益于電子技術和計算機技術的發展。目前，隨著電子技術的不斷發展，它已經被廣泛應用于煤炭、電力、鋼鐵等各大行業，因此，加大對電氣控制技術的研究不僅能提高電氣控制技術，增強電氣控制系統的可靠性，更能提高企業的管理效率，這對促進我國經濟的進步和企業的發展都具有重要的意義。

關鍵詞：電力電子技術;電氣工程;應用要點

中圖分類號：TM73?文獻標識碼：A

引言

電力電子技術應用范圍非常廣泛，在電力系統中的運用又尤為普遍，并且在電力系統中的運用效果也較為良好。在用電力電子器件對電能進行變頻和控制的過程中，不僅提升了電力系統的快速性與穩定性，而且還保障了各個裝置的功能不受損害。極大地實現了電力系統整體能夠有效運行的效果，推動了我國電力系統的高速發展。所以，在電力系統中，電力電子技術的使用就顯得尤為重要。

1 電氣控制中電力電子技術應用的重要性

1.1 提高工作人員工作效率

目前，各個行業對電量的需求不斷加大，依賴性逐漸增強。因此電力企業在各個領域中的作用非常明顯。在電氣控制中采用電力電子技術能夠增強對電力系統的控制，從而有效減少各類安全隱患。與此同時，在人員配備上，相對于傳統的運營模式也有較大改變，采用機械設備代替人工作業，大大提高了工作效率。

1.2 電力電子技術自身性能良好

電力電子技術本身具有一定的優勢，這種優勢在電子計算機技術的推動下，變得十分明顯。將其應用到電氣工程中，可以極大改進社會生產，帶動電氣工程進步。

1.3 能夠提升電子技術系統適應力

電力電子技術以計算機技術為主要載體，在各項系統、設備的應用上具有較強的適應性。對于改善工作效率、降低工作壓力，提升電力企業的發展具有重要作用。

2 電力電子技術在電氣控制中的應用要點

2.1 軟開關控制裝置應用

由于電氣系統本身對電磁的兼容性以及工作效率的要求較高，因此，電力裝置系統必須要做到小型和簡便，只有這樣，才能促進電氣系統的進一步發展和完善。通常，在傳統的電氣系統中，人們會利用開關控制來節省電容器等原件的占用空間，但這種方法會給電氣系統帶來很大的損耗，降低了電路的工作效率。隨著電子技術的快速發展，為了更好的解決開關控制帶來的問題，一種新型的軟開關控制裝置在一定程度上滿足了現代電氣系統的新需求，這種控制裝置在開關頻率高于1Mhz 的狀態下，也能得到比較理想的狀態。因此，正是基于軟開關控制裝置具有低損耗、低噪音以及高性能等多種有點而被廣泛應用到電氣控制系統以及其他系統中。

2.2 電力電子技術在輸電環節的運用

直流輸電技術與輕型直流輸電技術。直流輸電有著大輸電容量、穩定性強、調節靈活的特征，在遠距離輸電方面，高壓直流輸電展現出了巨大的應用優勢，可以在同樣的技術條件下，最大化的降低電能在輸電過程中的損耗。隨著電力電子技術的應用，加快了我國直流輸電技術的發展。在出現了輕型直流輸電技術后，把直流輸電中所遇到的問題有效的進行了解決。確保直流電可以把電輸送到無交流電源負荷點處。通過把脈寬調制技術應用到輕型輸電環節中，從而實現無源逆變的目的。研究得知，在高壓直流輸電技術中，電力電子技術也得到了廣泛的應用，它的基本功能是，將直流輸電線路的兩端接上晶閘管、逆變器和控制器件等來構成一個基本的電路單元，此技術成本低，保證了系統運行的穩定性。在應用了此技術后，在技術條件相等的情況下，與交流所帶來的損耗相比，輸送電能的損耗會更低。以技術層面入手進行分析，這是因為在直流的情況下，會具有穩定的電流，變化較少，這樣一定的額電抗壓降也會隨之降低，從而也就降低了整個輸送過程中的整體壓降。在具體的應用時，需要在三相全控橋電流基礎上，把有源逆變器、大功率的晶閘管以及半控型器件接入到直流輸電線路首位兩端。通過這種設計安裝，構成了三相橋并聯形式的變換器。基于此，在串聯了眾多晶閘管后，構成了三相上下的橋臂，而且是三相橋變換器。輸電環節是電力系統中的重點內容，在實際輸電過程中帶那里系統會受到外在因素的干擾導致電力系統輸電不穩定。那么此時將電力電子變流技術應用其中，能夠改善新興發電形式環境，提升電力系統運行效率。

2.3 高壓直流輸電技術

以晶閘管技術為奠基，使得高壓直流輸電技術能夠在輸電系統中實現運用，電子電力技術的重要發展歷程就是發明產生了晶閘管，晶閘管之前一直被適用在輸電系統的直流電輸之中，但在之后研發出的電力輸送控制器，例如GTO 等，在晶閘管的基礎上實現了電流在轉換的過程中很少需要到交直轉換變壓器，不僅節約了電能的生產成本投資，還影響了電流交換設備在電力系統中的競爭力，使競爭力加強。

2.4 電力電子技術在電力系統配電環節的應用

電能質量好壞取決于對電壓等的要求控制，及對干擾和瞬間性波動的控制能力。為滿足配電系統高質量電力需求，需要解決在配電過程中出現的配電頻率、諧波等問題。由于電壓不穩定，不同線路配電中，會產生電能波動及不穩定傳送。為滿足整個配電環節配電需求，需要采用電力電子技術以及FACTS 技術。新型控制技術DFACTS 技術的設備與FACTS 設備基本一樣，只是其體積更小，質量更輕。

2.5 電力電子技術在發電環節中的運用

電力電子技術如整流、逆變等大范圍運用于發電機組，電力電子技術的應用目的主要是為了保證在發電環節中設備的穩定運行的同時減小設備損耗，提高設備效率就大型發電機的靜止勵磁控制而言，靜止勵磁使用了晶閘管的電力電子交流技術中的整流技術，具有使用方便、技術成熟、價格低廉等優點，在各大電力領域中發揮著積極作用。因為省去了勵磁機這個中間慣性環節，所以使其快速性性能得到了大幅提升，在保障了穩定性的前提下，給控制律提供了既穩定又快速運行的有利條件。在水力、風力發電機的變流技術調節環節中，電力電子技術也發揮著重要作用。在這里不進行詳細的展開說明。

2.6 在PWM 控制技術中的應用

電力電子技術在電氣控制中的應用還體現在PWM 控制技術上。具體PWM 控制技術指的是通過對待脈沖寬度的調節來獲得相應波形的控制技術。面積等效原理是PWM 技術應用的主要原理，具體指的是通過一定的控制作用，保證面積相等、不同形狀的窄脈沖在相關環節上，可以保證與最終的響應波一致。通過分析發現，造成這一現象的具體原因在于PWM 逆變器中的電流和電壓諧波分量產生的轉矩脈沖會作用于固定的轉子上，從而降低震動造成的噪音，從而降低逆變器的工作頻率。由于該技術具有一定的優點，因此在變流電路中具有重要應用，并且在逆變電路中的應用非常常見。

結束語

在電力系統的快速發展應用中，電子電力技術的研發創新在其中起到了非常巨大的推進作用我國的電力技術伴隨著計算機技術一同快速的前進發展，但是，過于快速的創新前進也導致了一個問題出現，就是電子電力技術在電力系統中的應用的穩定性還處于不夠平穩的狀態中，還遠遠足夠電子電力技術的對電力系統的支持要求。所以，我們要不斷的創新、研發電子電力技術，不斷前進，創造出更先進的技術能量，來提高我國現在電力的質量，能減少我們的研發成本，減少配送中的各種損失，研發出環保、高效、節能的新技術，實現電力系統更高的經濟效益。

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（作者身份證號碼：130621199011207563）