電力系統(tǒng)的電力電子技術(shù)應(yīng)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(tǒng)的電力電子技術(shù)應(yīng)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(tǒng)內(nèi)，電力電子技術(shù)正被廣泛采納，新式技術(shù)融匯了多學(xué)科。電力電子技術(shù)注重電力變換，系統(tǒng)調(diào)配電能更加便捷。在智能電網(wǎng)內(nèi)，電力電子新式技術(shù)可提升智能性，電力系統(tǒng)采納的這類技術(shù)整合了無功補(bǔ)償、濾波電力的技術(shù)、直流輸電的高壓技術(shù)。針對電力系統(tǒng)，有必要解析電力電子技術(shù)現(xiàn)存的應(yīng)用狀態(tài)；結(jié)合電力運(yùn)轉(zhuǎn)的真實(shí)情況，采納最合適的應(yīng)用方式。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；電力電子技術(shù)；具體應(yīng)用

電力系統(tǒng)配備了電力電子裝置，采納新式的調(diào)配技術(shù)。現(xiàn)代化改造中，各類電網(wǎng)都不可缺失這類技術(shù)。從直流輸電看，電力電子技術(shù)更適宜用作容量較大及距離較長的實(shí)時(shí)輸電，同時(shí)增設(shè)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(bǔ)償都包含了電力電子特定的技術(shù)，采納了配套性的各類裝置。日常的應(yīng)用中，電力系統(tǒng)配備了各類的電源，電力電子技術(shù)表現(xiàn)出獨(dú)有的優(yōu)越性。

一、解析技術(shù)內(nèi)涵

電力系統(tǒng)配備的電力電子技術(shù)采納了微機(jī)調(diào)控，搜集各階段內(nèi)的電力信息。最近幾年，信息化水準(zhǔn)快速在提升，與之伴隨的電力電子技術(shù)凸顯了更高的價(jià)值。從技術(shù)內(nèi)容看，電力電子特定的新技術(shù)整合了強(qiáng)弱電，采納了電路及電子兩類的技術(shù)。在微機(jī)調(diào)控下，電力系統(tǒng)設(shè)定了一體控制。電力電子技術(shù)包含了變流及制造器件的技術(shù)。從發(fā)展階段看，電力電子各類的構(gòu)件從原先的半控制型變?yōu)槿刂菩停钡浆F(xiàn)今的復(fù)合型。現(xiàn)今新穎的這類技術(shù)還包含了控制性、電路保護(hù)及驅(qū)動(dòng)，整合了多樣的功率器件。在這種基礎(chǔ)上，構(gòu)建了集成電路。構(gòu)件的功率變得更小，這種趨向表征了系統(tǒng)總的進(jìn)步趨向［2］。

在電子電路中，廣泛采納了整流電路。到了上世紀(jì)末，普及采納了逆變電路。然而不應(yīng)忽視，主導(dǎo)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(guān)斷的構(gòu)件。新近增設(shè)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(diào)控，這就從根本上推進(jìn)了持久性的進(jìn)步。除此以外，控制技術(shù)還涵蓋了矢量控制、變換旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)、無功功率瞬時(shí)性的技術(shù)、模糊及自適應(yīng)性的控制、神經(jīng)元的狀態(tài)控制。從目前來看，電力電子更新后的配套技術(shù)日益替代了常規(guī)控制，這是新近的趨勢。

二、現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用

（一）輸電的直流技術(shù)

直流的高壓輸電采納了如下途徑：交流電從電廠發(fā)出，經(jīng)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(jìn)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(jià)，并且擁有較大功率及更優(yōu)的控制性。針對于較大容量、異步聯(lián)網(wǎng)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(wěn)定。在額定頻率下，電纜輸電采納了互聯(lián)性的新式電網(wǎng)，更能便于海底及地下特定的輸電。在擴(kuò)建及增容時(shí)，分級構(gòu)建的電力體系也更便利了潮流控制。

從聯(lián)絡(luò)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(shè)了HVDC新式的雙極系統(tǒng)，轉(zhuǎn)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(gòu)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(nèi)都會(huì)帶有諧波，濾波器可用作諧波的濾除。在直流線路內(nèi)，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(xù)的負(fù)荷電流。系統(tǒng)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(jī)發(fā)電技術(shù)

在水力發(fā)電中，發(fā)電機(jī)可發(fā)出足夠的電能，流量及水壓關(guān)系到總電量。這種狀態(tài)下，機(jī)組將會(huì)頻繁變更原先的電量。風(fēng)力發(fā)電的進(jìn)程中，應(yīng)能隨時(shí)調(diào)控風(fēng)速及電量。機(jī)組變速運(yùn)轉(zhuǎn)，若要獲取有效的最佳功率，則必須調(diào)控轉(zhuǎn)子在各階段內(nèi)的頻率。唯有如此，輸出頻率及勵(lì)磁電流才會(huì)維持恒定。針對于風(fēng)力發(fā)電、水力的發(fā)電等，電力電子裝置都有著必要的價(jià)值。

最近幾年，勵(lì)磁系統(tǒng)增設(shè)了靜止類型，新式的靜止系統(tǒng)包含著晶閘管半導(dǎo)體。靜止性的勵(lì)磁系統(tǒng)擁有更優(yōu)的穩(wěn)定性，構(gòu)架也更簡易；同時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)減低了總造價(jià)。相比于常規(guī)系統(tǒng)，勵(lì)磁機(jī)省掉了中間附帶的各發(fā)電步驟，加快調(diào)節(jié)速度［4］。

（三）濾波器的技術(shù)

現(xiàn)今新式的濾波器設(shè)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(bǔ)償對象，補(bǔ)償裝置會(huì)增添某一反向且相等的分量電流。在這種狀態(tài)下，補(bǔ)償電流可用作抵消原先的諧波電流，濾除了網(wǎng)內(nèi)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(shí)補(bǔ)償，加快響應(yīng)速率且增添了多樣的補(bǔ)償方式。無功功率采納的這類補(bǔ)償優(yōu)勢為：擺脫了阻抗影響，抑制了網(wǎng)內(nèi)較多的諧波。詳細(xì)來看，有源濾波器可分成補(bǔ)償性的發(fā)生電路、運(yùn)算的指令電路。針對于補(bǔ)償電路，可用作測定電流及隱含的諧波；對于指令電路，可產(chǎn)生各階段內(nèi)的指令信息，產(chǎn)生補(bǔ)償電流。

圖1　濾波器的構(gòu)架

（四）無功補(bǔ)償?shù)撵o止裝置

從現(xiàn)今狀態(tài)看，靜止性的無功補(bǔ)償擁有了更優(yōu)的輸電質(zhì)量，可改善穩(wěn)定性。在輸電領(lǐng)域內(nèi)，無功補(bǔ)償可用作抑制閃變、抵抗負(fù)荷的沖擊。交流輸電配備的靈活系統(tǒng)借助于FACTS方式，摒除了交流電網(wǎng)隱含的各類缺陷，例如精準(zhǔn)性低、間接性及緩慢的電網(wǎng)控制。這樣做，提升了電力系統(tǒng)總的穩(wěn)定性，更能便于控制潮流。現(xiàn)有這類裝置包含了同步性的靜止補(bǔ)償器、無功補(bǔ)償裝置、串聯(lián)的可調(diào)控裝置、潮流控制器、統(tǒng)一調(diào)配電能的裝置。此外，電源也設(shè)定為不間斷的。現(xiàn)今的應(yīng)用為：換流站可用于抑制較大負(fù)荷的沖擊，阻止了突然的電壓波動(dòng)及閃變。

三、在節(jié)能中的應(yīng)用

在節(jié)能領(lǐng)域內(nèi)，電子技術(shù)包含現(xiàn)有的兩類運(yùn)用：提升電能效率、調(diào)控電動(dòng)機(jī)變換的負(fù)荷。電廠日常調(diào)配電能時(shí)，經(jīng)常增添了額外損耗的電能。這是由于，發(fā)電時(shí)頻繁變換了能源，機(jī)組很難密切配合。在這時(shí)，無功功率將被過多浪費(fèi)。若能有序調(diào)控運(yùn)轉(zhuǎn)中的電動(dòng)機(jī)速率，將會(huì)創(chuàng)設(shè)最優(yōu)的控制實(shí)效。最近幾年，域外歸納得出的這一節(jié)能方式趨向于成熟，但我們?nèi)栽诿髦校?］。真實(shí)的運(yùn)用中，不可忽視轉(zhuǎn)速調(diào)控的潛在缺陷。應(yīng)能提升電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的總體效能，采納電力電子的調(diào)控方式。

現(xiàn)有電力設(shè)備耗費(fèi)了配送中的較高電能，產(chǎn)生電能損耗。增設(shè)了調(diào)控的節(jié)能系統(tǒng)后，強(qiáng)化了可控性的輸電進(jìn)程，從長效入手改進(jìn)了現(xiàn)有傳輸方式。在配電系統(tǒng)內(nèi)，應(yīng)能確保更穩(wěn)定及安全的日常輸電，提升了可傳輸?shù)碾娔苜|(zhì)量。為了改進(jìn)節(jié)能，配送過程中還可隨時(shí)調(diào)控電能。唯有及時(shí)調(diào)控，才能確保各區(qū)域優(yōu)質(zhì)及穩(wěn)定的供電。

四、結(jié)語

技術(shù)在快速進(jìn)步，與之相伴的電力系統(tǒng)也拓展了固有的規(guī)模，覆蓋了更廣區(qū)域。作為控制性的新式技術(shù)，電力電子技術(shù)從現(xiàn)狀看仍沒能予以完善，有待持久的改進(jìn)。在電力系統(tǒng)內(nèi)，若要有序調(diào)控各步驟的輸電，應(yīng)當(dāng)改進(jìn)相應(yīng)性的電力電子技術(shù)。唯有如此，才能提升根本的系統(tǒng)控制價(jià)值，縮減了配送電能時(shí)的額外損耗。未來的實(shí)踐中，還需改進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，創(chuàng)設(shè)最優(yōu)的電力系統(tǒng)實(shí)效。

參考文獻(xiàn)

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［3］韋林，廖慧昕，易干洪.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012（10）：97-98.

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