研究大功率電力電子技術的應用

李子輝

（廊坊市技師學院，河北 廊坊 065000）

研究大功率電力電子技術的應用

李子輝

（廊坊市技師學院，河北 廊坊 065000）

電力電子技術最開始是一種以充氣管器件以及電真空器件類電子管為基礎的“工業電子學”，隨著電力半導體技術的發展與普及，誕生了“電力電子學”，在電力系統中發揮著極其重要的作用，尤其是大功率電力電子技術發揮著很大的功能。本文主要從新能源發電、電氣節能、電氣牽引、定質電力技術、智能電網等方面具體闡述大功率電力電子技術的應用。

大功率；電力電子技術；應用分析

電力電子技術是一種強電電子技術，主要通過弱電來控制強電，其基本作用原理與控制理論密不可分，其裝置和系統通過控制理論實現弱電和強電的銜接。電力電子的原件制造理論及其工藝與普通應用于電力領域中的電力原件基本一致，集成電路的制造工藝與微電子的制造技術大同小異。其次，在高壓直流輸電、電鍍、電力機牽引、電加熱以及靜止無功補償等領域也廣泛涉及電力電子工程技術，常常認為其與電氣工程學同屬一個專業。

1 電氣節能

目前，在石油、煤炭等不可再生資源幾近枯竭的時候，“節能”已成為我們當下研究的重點。電力電子技術在電力系統的應用中，最常用、最經典的技術設備是反應速度快、控制功率小的同步發電機勵磁系統，被廣泛應用于電壓調節系統中，其次較為常用的就是變頻調速裝置。電氣節能主要通過有緣濾波、變頻調速以及電能質量控制來實現，其中變頻調速主要應用的是大功率電力電子技術。目前，工業節能的主要方式為電機變頻調速，隨著我國高科技技術的不斷發展與完善，變頻器技術及設備會不斷改進和完善，變頻器的應用范圍會越來越廣，變頻器的投資成本也會越來越低。對于企業而言，可有效節約投資成本，創造更好的收益，對于社會而言，正好響應國家的節能號召。

2 新能源發電

隨著我國社會經濟的快速發展，社會的生產以及人們的日常生活中對電的需求急劇升高，我國人多地廣，但是煤油等不可再生資源卻非常少，目前我國已經出現嚴重的能源危機，同時環境污染問題也應引起我們的高度重視。新能源的開發是我們目前亟待解決的問題。近年來，我國正在努力研發一些可重復的綠色發電裝置，像風力、水力、太陽能等，這些自然新能源在應用的過程中，最大的問題是能源供給的不確定性，這會導致發電機隨天氣的變化而轉速不恒定。大功率電力電子變化器是解決這些問題的關鍵設備。

3 電氣牽引中大功率電力電子技術的應用

隨電力電子技術的不斷發展，燃機驅動機均在向以大功率電力電子變頻技術的電力驅動系統發展。電氣牽引的基本原理主要是依靠電力系統提供電源，利用電力電子變頻器以及降壓器處理將變電所的電流轉變為變流電源，從而為軌道列車、艦船、汽車等運行提供動力。目前這種電氣牽引技術已經被廣泛應用于人們的日常生活中，但是在列車、汽車等機車運行時會產生一種信號波，干擾乘客的通信質量，對電力系統也會產生一些影響。同時這種大功率電力電子變頻器通常都需要單獨配置供電系統，導致投資成本較高。

4 定質電力技術

定質電力技術實際上是一種電力供應技術，主要目的是控制電能質量，滿足用戶的特定要求，主要實現途徑是先進的控制技術以及大功率電力電子技術。隨著社會經濟的快速發展，社會生產及人們日常生活中對電能的需求量以及質量都大大提高，比如現代企業生產中，計算機技術網絡信息系統的應用，加工工具的精密要求、變頻調速機器人以及驅動器，自動生產線以及可編程控制器等設備對電路變化的敏感度較高，只要供電質量出現一點小小的波動都有可能影響產品質量，造成嚴重的經濟損失。因此很多企業用戶都自己安裝了UPS（不間斷電源）裝置來確保供電質量，這種解決措施需要付出的代價就是增加投資成本，這是治標不治本的辦法。想要徹底解決優質供電問題的關鍵是供電部門。定質電力技術就是供電部門協調好供電質量的主要措施，目前已經研發出了靜止無功發生器裝置來快速調節電壓，通過變壓器、可關斷晶閘管(GTO)、儲能電路、雙極性絕緣門極三極管(IG)變換電路等設備來抑制電壓閃變，吸收和發生生電網的無功功率進而提高配電網無功調節質量。同時在電網故障時，固態開關可與靜止無功發生器配合可保持電壓恒定。

5 大功率電力電子在智能電網的應用

智能電網是近年來的熱門話題，主要是以高速雙向通信互聯網為基礎，利用先進的管理體系結合現代化先進的傳感技術、測量技術以及控制技術，實現電網的智能化，確保電網系統的安全、可靠、經濟、高效運行。目前我國的電網智能化仍處于發展階段，智能化程度與世界上一些發達國家相比仍存在一定的差距，但是以大功率電力電子技術為核心技術的智能化趨勢已經得到人們的廣泛認可。比如說現在的智能電表，供電企業可以對每個用戶安裝智能電表，通過設備動態追蹤用戶的用電情況，進而為用戶提供更加多樣化與人性化的服務。相信隨著電力電子技術的不斷發展與進步，電網的智能化程度會越來越高。

大功率電力電子技術的發展與應用為我國的電力系統迎來了新的發展格局，為人們提供更優質的服務，但目前我國的大功率器件以及裝置仍然相對落后，未來應積極研發出更加經濟、性能更好的電力電子器件以及裝置。

[1]吳晨濱.電力電子技術在電力系統應用的發展趨勢淺析[J].科技創業月刊，2011(10).

TM72

A

1003-5168(2014)03-0111-01

李子輝（1981.5—），男，漢族，河北省大城縣人，本科學歷，助講，研究方向：機械電子。