電力電子技術在電力系統中的應用探討

常樂

摘 要：隨著我國經濟的快速發展和科學技術的進步，電力電子技術有了更好的發展，并在電力系統中有著廣泛應用。由于人們對電力系統的運行質量和效率有著更高的要求，所以電力電子技術在電力系統中的應用更為重要。文章主要從四個方面論述了電力電子技術在電力系統中的應用。

關鍵詞：電力電子技術；電力系統；應用探討

前言

隨著電力電子技術的不斷發展，在電力系統中的應用越來廣泛，并對現代電網發展有著積極的促進作用。伴隨計算機等技術水平的不斷提升和電力系統的不斷完善，電力電子技術在電力系統中的應用空間將更為廣闊，并對電力系統的運行效率和質量發揮著積極影響。為此，加強對電力電子技術在電力系統中的應用問題具有重要意義。

1 電力電子技術在電力系統中發電環節的應用

目前，電力電力技術在電力系統中的應用十分普遍，其目的是促進發電環節中設備的更好運行。我國電力系統中發電環節涉及到的機械設備主要有四種，即：發電廠風機水泵、太陽能控制系統、水力和風力發電機和大型發電機等。電力電子技術在發電環節的各類型機械設備中都有廣泛應用，對電力系統的安全穩定運行充分發揮積極的作用[1]。

1.1 對發電廠風機水泵進行變頻調速

目前，在我國電力系統中，發電廠風機水泵的耗電量較大，約占發電設備總耗電量的50%以上。不僅如此，發電廠風機水泵的運行效率較低，對電力系統運行有著不利影響。為此，電力部門有必要加強電力電子技術在發電廠風機水泵應用問題的研究，以實現變頻調速，降低電力系統的耗電量，達到節能的目的。利用電力電子技術，對發電廠風機水泵進行變頻調速，通常采用高壓變頻器或低壓變頻器，我國電力企業采用低壓變頻器居多，相對于高壓變頻器而言，低壓變頻器的發展和應用更為成熟。

1.2 應用于太陽能控制系統

隨著科學技術水平的不斷提高，太陽能作為一種新能源被深度開發和廣泛利用。在電力系統中，太陽能的應用較為普遍，促使電力部門實現了太陽能發電的目的。大功率太陽能發電，無論對于并網，還是對于獨立系統，都需經過直流電向交流電的轉化過程，所以逆變器是太陽能控制系統的核心。由于新能源太陽能具有環保、安全、天然資源等優勢，必將成為我國乃至世界未來的能源結構調整方向。由此，加強電力電子技術在電力系統中太陽能控制系統的應用，具有重要意義[2]。

1.3 應用于水力和風力發電機

水頭流量和壓力對水力發電機的有效功率有著決定性作用，機組轉速隨著水頭變化而變化。風力發電在電力系統中發揮著重要的作用，其風速和有效功率之間呈現三次方正比的關系。由此，對機組進行變速恒頻勵磁具有重要性，不僅能夠使風力發電獲得最大的有效功率，而且有利于電力系統的發電環節的安全運行。變頻電源是水力和風力發電機的變速恒頻勵磁技術的核心所在對勵磁電流進行頻率調整，能夠確保恒定的輸出頻率。

1.4 有效控制大型發電機的靜止勵磁

靜止勵磁在電力系統中具有許多特點，包括低造價、結構簡單、較強可靠性等，由于采用晶閘管整流自并勵方式而被世界電力系統所廣泛應用。電力電子技術在大型發電機中的應用，對大型發電機進行了合理改善，節省了勵磁機的工作過程，以達到快速調節的目的，為有關人員有效控制大型發電機靜止勵磁奠定了堅實的基礎條件。由此可見，電力電子技術在大型發電機機械設備中的應用，對電力系統發揮著重要作用[3]。

2 電力電子技術在電力系統中輸電環節的應用

2.1 應用于直流輸電

直流輸電在電力系統中具有靈活性、穩定性等特點，尤其表現在控制調節的靈活和輸電穩定方面。目前，我國電力系統中的直流輸電主要有兩種類型，即高壓直流輸電和輕型直流輸電。隨著我國科學技術水平的提高，直流輸電技術有著廣闊的發展空間，輕型直流輸電為電力部門有效解決了直流輸電中的眾多問題，使直流電可以向無交流電源的負荷點輸電。由此可見，電力電子技術在電力系統中直流輸電環節的應用，及時對直流輸電技術的創新，又是對電力系統更好運行的直接推動。

2.2 應用于柔性交流輸電中

柔性交流輸電也稱FACTS技術，在電力系統運行中具有較大的優勢，即能夠有效控制交流輸電功率，提升電力系統運行的安全穩定性。隨著我國科學技術水平的提升和電力系統的不斷完善，柔性交流輸電技術也在不斷完善中，并充分發揮對電力系統的保駕護航作用。將電力電子技術應用于柔性交流輸電中，可以更好發揮其優越性，維護電力系統穩定，促進電力企業發展[4]。

3 電力電子技術在電力系統中配電環節的應用

提高電能質量和確保供電的可靠性，是電力系統配電環節中最為重要的問題。為此，在電力系統配電環節中應用電力電子技術具有必要性。控制電能質量需要滿足兩個要求：一是抑制多樣化的瞬態干擾和波動；二是滿足頻率、電壓、諧波的要求。電力電子技術在電力系統中配電環節的應用，被稱之為DFACTS技術，能夠更好滿足電能質量控制的要求，從而確保電力系統安全穩定運行，提高電網運行效率，對推動我國電力企業發展進程具有重要的積極意義。

4 電力電子技術在電力系統中節能環節的應用

4.1 減少無功損耗

變電器等電器設備在運行過程中，不僅消耗有功功率，而且消耗無功功率，導致電力系統具有不必要的電力消耗。無功電源和有功電源是確保電能質量的重要組成部分，且在電力系統運行過程中，必須確保無功的平衡。倘若無功未能達到平衡，則會降低電力系統的電壓和功率因數，致使設備受損，甚至出現大規模的停電事故，對電力系統運行的安全與穩定存在著較大威脅。利用電力電子技術，能夠有效減少無功損耗，確保無功平衡，從而確保電力系統的安全穩定運行[5]。

4.2 對電動機進行調速

目前，相對于國外發達國家而言，我國利用交流變速在水泵和變負荷風機中的范圍相對較小。所以，我國電力部門有必要加強對電力電子技術在水泵和變負荷風機中應用問題的研究。交流調速在水泵和風機等機械設備中的應用具有良好成效，具有高效、高精度、調速范圍廣等優點，從而充分發揮節能作用，為電力系統的運行節約經濟成本，避免不必要的經濟浪費。盡管電力電子技術中交流調速在電力系統中應用范圍小，但是在礦山、冶金等社會活動中的應用比較廣泛。

5 結束語

總而言之，隨著國家經濟的發展和社會的進步，人們對電力系統運行質量和效率有著更高的要求。在科學技術水平不斷提升過程中，電力電子技術在電力系統中有著廣泛應用，為電力系統的安全運行和電力企業的發展提供了技術保障。所以，供電企業部門人員有必要對電力電子技術在電力系統中的應用問題進行深入研究，以開拓電力電子技術在電力系統中的應用空間，促進電力系統不斷完善和電力部門的更好發展。

參考文獻

[1]吳俊勇.“智能電網綜述”技術講座第四講：電力電子技術在智能電網中的應用[J].電力電子，2010，4：67-70.

[2]何湘寧，宗升，吳建德，等.配電網電力電子裝備的互聯與網絡化技術[J].中國電機工程學報，2014，29：5162-5170.

[3]饒宏.南方電網大功率電力電子技術的研究和應用[J].南方電網技術，2013，1：1-5.

[4]柳建峰.我國電力電子技術應用系統發展現狀探究[J].數字技術與應用，2013，5：230+232.

[5]方舒燕.電力電子技術及在電力系統中的應用現狀及前景[J].高電壓技術，2010，5：64-66.