電力電子裝置在電力系統中的應用

吳云龍大唐七臺河發電有限責任公司

電力電子裝置在電力系統中的應用

吳云龍
大唐七臺河發電有限責任公司

近年來，我國電力技術應用越加廣泛，它已經成為人們生產生活中不可或缺的能源之一。隨著社會經濟的快速發展，電力資源需求也呈現逐年增長的趨勢，電力系統發展逐漸自動化、智能化。作為電力系統中的核心設備，電力電子裝置技術水平決定了電力系統智能化發展趨勢。因此，本文筆者對電力電子裝置的應用情況進行了深入的分析和研究，并提出了有效的解決意見和建議。

電子裝置；電力技術；社會經濟

前言

電力資源是社會經濟發展的重要依托，是人們生產和生活的重要資源。電力電子裝置應用到配電、發電、變電、輸電等各個電力系統應用過程，只有實現電力電子裝置的高度自動化和智能化，才能夠提升電力系統的高高效性、高穩定性和高可靠性。傳統電力系統發電使用的是不可再生能源，環境污染嚴重，能源利用率低，其早已不能滿足不斷增長的社會需求。

1.電力電子裝置與電力系統發展現狀

為了不斷完善電力系統建設，提升電力資源利用率，更好的滿足社會經濟發展需求，提高電力電子裝置技術水平，下面我們就電力電子裝置及電力系統發展狀況進行簡要敘述，深入了解電力電子裝置應用于電力系統中的現實意義。

由于近年來我國社會經濟水平的不斷提高，人們對于生活品質的要求也隨之提高，電力資源傳輸由小容量、短距離逐漸向大容量、遠距離轉變，電力系統逐漸向自動化、智能化發展。社會的進步、科技的發展無疑是推動電力系統發展的重要影響因素，電力系統智能化實現了全國各地電能使用，我國電力系統現今規模在世界也是位居前列。我國電力電子裝置在電力系統中應用時間雖短、起步較晚，但其發展迅速。同時電力電子裝置的應用也極大的改善了我國電能輸送質量，促進了電網發展。傳統電纜傳輸已經逐漸被光纖傳輸所取代，這是我國電力網絡的突出改進，它打破了傳統的技術壁壘，實現了電力系統硬件設計到軟件設計的轉變，電力電子裝置也由傳統半控型裝置轉變為全控型裝置，并逐漸發展為復合型裝置，數字控制也逐漸取代了傳統的模擬控制等等，雖然我國電力系統發展較快、規模較大，但與世界先進電力系統仍有著一定的差距，具體表現在科技含量較低、智能化程度不高、創新性技術應用少等方面。因此，我國電力系統工作人員應當充分自身行業發展狀況，全身心的投入到電力電子裝置的科學研究當中去，不斷完善我國電力系統現代化建設，提高電力系統智能化、自動化水平，推動電力系統發展建設，加快我國電力行業發展步伐，實現社會經濟的穩步增長。

2.電力電子裝置在電力系統中的實際應用

2.1電力電子裝置在發電階段的應用

在傳統的電力系統中，均是采用不可再生能源來發電的，可利用資源有限且易造成重大環境污染，并不利于電力系統的長期發展。因此，新型電力系統應當因地制宜，從環境保護的角度不斷開發可再生能源如：勢能、風能、太陽能等，充分發揮當地資源優勢，不斷提高能源的利用率，下面我們就從可再生能源的開發和利用加以敘述，簡要介紹電力電子裝置在風力發電、水力發電、太陽能發電幾方面的具體應用。

首先，風力發電。由于風是一種自然現象，其變化較快，想要利用風力發電就必須對當地風能變化有一個全面的了解，我們需要通過電力電子裝置實現對風能的逆變和整流，將其變化為可供使用的、電壓穩定、頻率可控的電能資源，這也就是我們較為常見、應用普遍的電力變流器。變流器拓撲結構分層極大的提升了電能容量和電壓，提升了風力發電效率。

其次，水力發電。相較于風力發電而言，水力發電穩定性較高，但整體建設規模較大，它利用調節水庫水位線的高低變化實現對水力勢能的運用，進而達到發電的目的。水力發電采用了交流勵磁技術，不僅有效的提升了水力發電速度，實現了快速準確發電，還極大的提升了水力發電站工作效率。交流發電機組勵磁是水力發電的核心電力電子裝置，其原理較為簡單，它就是通過改變交流頻率來實現對水壓和流量大小的控制。

再者，太陽能發電。毋庸置疑，就是利用太陽散發熱能來發電的，它所使用的電力電子裝置就是能夠將太陽能轉變為電能的變壓器、濾波器、變壓器等裝置。我國太陽能發電的應用水平不高，在某些方面的應用仍存在一定的不足之處，許多太陽能發電問題仍有待我們繼續研究并加以解決。

2.2電力電子裝置在儲能階段的應用

由于可再生能源具有較為明顯的季節性和實時性，這就造成電能應用的階段性，出現了生活生產電能使用的高峰和低谷，電能儲存也就成為了保證人們正常用電的重大舉措，只有做好這一點才能夠實現電力系統的安全、可靠、穩定運行。筆者就以我國目前應用較為廣泛的水力儲能裝置、風力儲能裝置和電池儲能裝置幾方面加以論述：

第一，電池儲能裝置。該裝置是我國研究時間較早的一種電力電子裝置，它能夠將任意發電裝置電力資源轉化為電能。其根本發電原理就是利用小功率直流變換器平穩化儲存到電池當中，并利用拓撲結構實現對電壓高低電流大小的控制，利用電壓型四象變換器進行裝置功率的調節。這是電力電子裝置中損耗最小化、最優化儲能系統。

第二，水力儲能裝置，該裝置采用的是抽水儲能的辦法，應用較為普遍的就是利用抽水蓄能中勵磁電流頻率與幅值轉換來實現對電力功率的轉換，進而達到對電力能源供應的高峰和低谷問題的解決。

第三，風力儲能裝置。它利用的就是對空氣進行壓縮的方式達到儲能的目的，通過空氣壓縮機進行空氣壓縮存儲，當電能應用不足時，就可以將空氣勢能轉變為可應用的電能，滿足電力供應需求。

2.3電力電子裝置在輸電階段的應用

若是想要在電力行業走的更遠、更久就必須要實現輸電領域的高容量、長距離、低損耗電力輸送這就需要利用電力電子裝置的協助，如變流器和換流器等來降低電能裝換過程中的損耗。在長距離、高容量的電力輸送過程中極易受意外災害的影響，進而造成重大經濟損失。此時，電力電子裝置對電力輸送異常的發現和控制就顯得十分重要，它能夠為電力工作者提供有用的參考意見，避免重大能源和經濟損失。

2.4電力電子裝置在智能電網中的應用

智能電網建設是現代電力行業發展、社會經濟發展的必然要求，只有實現電力資源網絡的高度智能化和自動化，才能夠實現達到對各個電網環節的有效監控，促進節點間電力資源雙向流動。利用功率變換器進行用電功率調節是智能電網的主要操作方法。電力電子裝置集成實現了對電網通信系統的有效控制，促進了電網的自動化和智能化，極大的提升了電網的可靠性和穩定性。

2.5電力電子裝置有效的提升了電能的利用效率

由于近年來我國對于電能需求的不斷增加，而自然中的可再生資源又不能做到長時間、不間斷供應，這就要求我們從節能降耗等方面入手。電力系統要提高電能使用效率、降低電能損耗。電力電子裝置應充分發揮其作用，利用鏈式景致同步補償器維護電力系統穩定、降低電壓擾動，努力營造良好的電力供應及使用環境。諧波治理裝置能夠降低電網中諧波，降低不必要能源損耗，而動態電壓恢復器則可以實現對電壓暫降補償，有效的降低電壓設備損害，保障電力系統的穩定、可靠。

3.電力電子裝置未來發展方向

我國電力電子裝置在應用方面取得了重大突破，電力系統得到了極大的改善，但目前仍與世界先進水平有著一定的差距。我們應當從電力資源基本需求出發，不斷改善電力系統結構，不斷加強電力電子裝置方便的研究。我們應當做好電力系統的智能化、自動化建設，利用電力電子裝置，積極采用科學合理的電力電子裝置設計，不斷提高我國電力系統自動化控制水平，充分發揮風力發電換流器的可靠性和太陽能發電逆變器的穩定性，努力降低能源損耗。積極開發新的可再生能源，加強電力系統能源開發建設。做好電力系統故障應急體系，利用電力系統的有效控制實現對資源的優化配置，提高能源利用率。作為現代化我國優秀電力系統行業工作者，應當充分認識到自身工作的重要性，肩負起發展電力行業的偉大歷史使命，不斷加強我國電力系統建設，提升電力服務質量。

結束語

電力系統建設是人們生活生產正常運行的重要保障，是現代化發展建設的基本要求，電力電子裝置作為電力系統建設的重要基礎，它在保證電力系統可靠、及時和準確運行等方面有著難以取代的作用。因此，我們必須要重視電力電子裝置科技水平的提升，使其努力向發達國家電力行業發展水平靠攏，積極投身于電力電子裝置的開發與研究，更好的滿足日益增長的電力資源需求，促進我國社會主義現代化建設發展要求。

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