電力系統的電力電子技術應用分析

肇慶市恒電電力工程有限公司 龔文清

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電力系統的電力電子技術應用分析

肇慶市恒電電力工程有限公司 龔文清

【摘要】在電力系統內，電力電子技術正被廣泛采納，新式技術融匯了多學科。電力電子技術注重電力變換，系統調配電能更加便捷。在智能電網內，電力電子新式技術可提升智能性，電力系統采納的這類技術整合了無功補償、濾波電力的技術、直流輸電的高壓技術。針對電力系統，有必要解析電力電子技術現存的應用狀態；結合電力運轉的真實情況，采納最合適的應用方式。

【關鍵詞】電力系統；電力電子技術；具體應用

電力系統配備了電力電子裝置，采納新式的調配技術。現代化改造中，各類電網都不可缺失這類技術。從直流輸電看，電力電子技術更適宜用作容量較大及距離較長的實時輸電，同時增設了晶閘管及整流閥門［1］。此外，交流的柔性輸電、諧波抑制及無功補償都包含了電力電子特定的技術，采納了配套性的各類裝置。日常的應用中，電力系統配備了各類的電源，電力電子技術表現出獨有的優越性。

一、解析技術內涵

電力系統配備的電力電子技術采納了微機調控，搜集各階段內的電力信息。最近幾年，信息化水準快速在提升，與之伴隨的電力電子技術凸顯了更高的價值。從技術內容看，電力電子特定的新技術整合了強弱電，采納了電路及電子兩類的技術。在微機調控下，電力系統設定了一體控制。電力電子技術包含了變流及制造器件的技術。從發展階段看，電力電子各類的構件從原先的半控制型變為全控制型，直到現今的復合型。現今新穎的這類技術還包含了控制性、電路保護及驅動，整合了多樣的功率器件。在這種基礎上，構建了集成電路。構件的功率變得更小，這種趨向表征了系統總的進步趨向［2］。

在電子電路中，廣泛采納了整流電路。到了上世紀末，普及采納了逆變電路。然而不應忽視，主導性的仍為整流電路。最近幾年，高頻性的電子電路被制作出來，伴有自關斷的構件。新近增設的電路類型含有逆變及矩陣類的電路、諧振的電路等。電力電子可選取PWM予以調控，這就從根本上推進了持久性的進步。除此以外，控制技術還涵蓋了矢量控制、變換旋轉坐標、無功功率瞬時性的技術、模糊及自適應性的控制、神經元的狀態控制。從目前來看，電力電子更新后的配套技術日益替代了常規控制，這是新近的趨勢。

二、現有技術應用

（一）輸電的直流技術

直流的高壓輸電采納了如下途徑：交流電從電廠發出，經過換流器后，整流可得輸出的直流電。在這之后，受電端接納了輸入進來的直流電，逆變器可變換原先的直流電而后輸送交流電。相比來看，直流性的高壓送電可減低電路造價，并且擁有較大功率及更優的控制性。針對于較大容量、異步聯網及距離較長的用戶送電，都可選取如上的輸電途徑。架空輸電借助于直流電路，這類電路減低了總成本，縮減損耗且確保了穩定。在額定頻率下，電纜輸電采納了互聯性的新式電網，更能便于海底及地下特定的輸電。在擴建及增容時，分級構建的電力體系也更便利了潮流控制。

從聯絡線來看，直流輸電可配備雙極的、單極及同級多類的線路。此外，還可采納背靠背的新式輸電。例如：新近增設了HVDC新式的雙極系統，轉換電流可借助換流器。HVDC包含了切換器、整流性的變壓器、其余的構件等。在這之中，高壓閥及閥橋銜接了逆變器、整流器及脈波。換流器在各階段內都會帶有諧波，濾波器可用作諧波的濾除。在直流線路內，電流電壓都可通過平波電抗器，由此限制了偏高的峰值電流并且防控了不夠連續的負荷電流。系統必備換流器及閥門，還需配備晶閘管用作直流輸電［3］。

（二）電機發電技術

在水力發電中，發電機可發出足夠的電能，流量及水壓關系到總電量。這種狀態下，機組將會頻繁變更原先的電量。風力發電的進程中，應能隨時調控風速及電量。機組變速運轉，若要獲取有效的最佳功率，則必須調控轉子在各階段內的頻率。唯有如此，輸出頻率及勵磁電流才會維持恒定。針對于風力發電、水力的發電等，電力電子裝置都有著必要的價值。

最近幾年，勵磁系統增設了靜止類型，新式的靜止系統包含著晶閘管半導體。靜止性的勵磁系統擁有更優的穩定性，構架也更簡易；同時，勵磁系統減低了總造價。相比于常規系統，勵磁機省掉了中間附帶的各發電步驟，加快調節速度［4］。

（三）濾波器的技術

現今新式的濾波器設定為有源的電力裝置，可用作測定分量的諧波電流。針對于選定的補償對象，補償裝置會增添某一反向且相等的分量電流。在這種狀態下，補償電流可用作抵消原先的諧波電流，濾除了網內諧波因而保留了基波分量。根本的原理為：采納無功功率的瞬時補償，加快響應速率且增添了多樣的補償方式。無功功率采納的這類補償優勢為：擺脫了阻抗影響，抑制了網內較多的諧波。詳細來看，有源濾波器可分成補償性的發生電路、運算的指令電路。針對于補償電路，可用作測定電流及隱含的諧波；對于指令電路，可產生各階段內的指令信息，產生補償電流。

圖1　濾波器的構架

（四）無功補償的靜止裝置

從現今狀態看，靜止性的無功補償擁有了更優的輸電質量，可改善穩定性。在輸電領域內，無功補償可用作抑制閃變、抵抗負荷的沖擊。交流輸電配備的靈活系統借助于FACTS方式，摒除了交流電網隱含的各類缺陷，例如精準性低、間接性及緩慢的電網控制。這樣做，提升了電力系統總的穩定性，更能便于控制潮流。現有這類裝置包含了同步性的靜止補償器、無功補償裝置、串聯的可調控裝置、潮流控制器、統一調配電能的裝置。此外，電源也設定為不間斷的。現今的應用為：換流站可用于抑制較大負荷的沖擊，阻止了突然的電壓波動及閃變。

三、在節能中的應用

在節能領域內，電子技術包含現有的兩類運用：提升電能效率、調控電動機變換的負荷。電廠日常調配電能時，經常增添了額外損耗的電能。這是由于，發電時頻繁變換了能源，機組很難密切配合。在這時，無功功率將被過多浪費。若能有序調控運轉中的電動機速率，將會創設最優的控制實效。最近幾年，域外歸納得出的這一節能方式趨向于成熟，但我們仍在摸索中［5］。真實的運用中，不可忽視轉速調控的潛在缺陷。應能提升電動機在運轉中的總體效能，采納電力電子的調控方式。

現有電力設備耗費了配送中的較高電能，產生電能損耗。增設了調控的節能系統后，強化了可控性的輸電進程，從長效入手改進了現有傳輸方式。在配電系統內，應能確保更穩定及安全的日常輸電，提升了可傳輸的電能質量。為了改進節能，配送過程中還可隨時調控電能。唯有及時調控，才能確保各區域優質及穩定的供電。

四、結語

技術在快速進步，與之相伴的電力系統也拓展了固有的規模，覆蓋了更廣區域。作為控制性的新式技術，電力電子技術從現狀看仍沒能予以完善，有待持久的改進。在電力系統內，若要有序調控各步驟的輸電，應當改進相應性的電力電子技術。唯有如此，才能提升根本的系統控制價值，縮減了配送電能時的額外損耗。未來的實踐中，還需改進技術應用，創設最優的電力系統實效。

參考文獻

［1］姜建國，喬樹通，郜登科.電力電子裝置在電力系統中的應用［J］.電力系統自動化，2014（38）：2-6+18.

［2］盛況，郭清，張軍明等.碳化硅電力電子器件在電力系統的應用展望［J］.中國電機工程學報，2012（32）：1-7+3.

［3］韋林，廖慧昕，易干洪.電力電子技術在電力系統中的應用研究［J］.數字技術與應用，2012（10）：97-98.

［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（05）：230+232.

［5］李偉，林麗，向超.電力電子技術在電力系統中應用［J］.中小企業管理與科技（中旬刊），2015（03）：119-120.