電力電子技術在電力系統中的實踐運用分析

摘要：隨著科技信息技術的逐漸研發，促進了電力電子技術的優化。如今，電力電子技術在電力系統中應用比較廣泛，在保障電力系統實現智能化方面發揮著重要的作用。電力系統的發展，需要先進的電力電子技術應用到控制系統中，提升電力系統運行效率。基于此，文章對電力電子技術在電力系統中的實踐運用進行了分析。

關鍵詞：電力電子技術；電力系統；有源濾波器；靜止同步補償器；節能技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2017）04-0042-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.022

電力電子技術在電力系統中的應用效果較好，不僅提升了電力系統的實際運行穩定性，還保障了系統中的各種裝置功能，實現了電力系統的整體運行效果。電力電子技術能夠按照電子學的基本原理，設計出具有特定性功能的元件，在實際的電力系統中應用能夠變換和控制電力功率范圍，并且在不同的功率級別中實現精確化的控制。可見電力電子技術在電力系統中的應用，對于優化電力系統性能方面具有較為積極的意義。

1 電力電子技術的產生與發展

1.1 電力電子技術的產生

電力電子技術產生于19世紀中期，晶閘管是第一代電子技術產物，電力電子技術設備在不同領域中的廣泛應用，為社會發展帶來了傳動技術，開啟了電力電子技術的新紀元。很多電力系統中應用晶閘管研發可控的硅整流裝置，從此電力系統逐漸進入到了變流器時代，可以說，可控硅整流裝置是電力電子技術生產中的重要標志。

1.2 電力電子技術的發展

電力電子技術的產生促進了電力系統的發展，產生多代電力電子器件，其中第一代電力電子器件主要以電力二極管和晶閘管為典型代表，這些設備在電力系統中的應用具有較大優勢，其體積小、耗能低，與傳統的汞弧整流器相比，該類型電力電子設備的應用，有效地推動了電力系統發展。電力二極管在實際電路中的應用，能夠將電路的具體性能改善，提升電源的實際使用效率。在第二代電力電子器件研發中，其功能更加完善，應用到電力系統中，擁有自動關斷能力，與第一代電力電子器件相比，第二代設備的應用效率明顯提升，特別是在開關頻率比較高的電路中應用較多。在20世紀末，研發出第三代電力電子技術設備，從設備的結構上實現了改進，能符合現代化的電力系統應用要求，以功能集成電路為標志，促進了電力系統實現智能化、集成化、標準化。

2 電力電子技術在電力系統中的實踐運用

2.1 電力電子變流技術應用

電力電子變流技術包含了整流電路、交流調壓電路、斬波電路、逆變電路，這些形式不同的變流形式在電力系統中得以廣泛的應用，并且為電力系統帶來了較好的效果。變流技術在電力系統中的應用主要體現在發電環節、輸電環節以及配電環節中。電子電力變流技術在電力系統發電環節中的應用，能夠實現發電節能，提升相應的發電效率。一般情況下，傳統的電力系統中，既包含了傳統的火力發電、水力發電，也包含了新興的太陽能發電、核能發電、風能發電等形式。在人們的用電需求逐漸提升的基礎上，傳統的發電方式難以滿足可持續發展要求，雖然新興的發電模式能夠一改傳統發電形勢的弊端，但是在實際運行中仍存在著一定的不穩定性。那么此時將電力電子變流技術應用其中，能夠改善新興發電形式環境，提升電力系統運行效率。

輸電環節是電力系統中的重點內容，在實際輸電過程中，電力系統會受到外在因素的干擾導致電力系統輸電不穩定。將電力電子環流技術應用到是輸電系統中，以電流形式的轉換，抗擊諧波，保障電力輸送能夠正常的運行。

電力電子變流技術也能在配電環節中應用，一方面能應用到蓄電充電中，另一方面也能夠應用到操作電源上，保障配電工作的有序進行。

2.2 有源濾波器的應用

有源濾波器是一種典型的電力電子技術設備，其在電力系統中的應用能夠有效地對于電力系統中的變化諧波以及變化無功功率進行補償。有源電力濾波器其本質為一種用于動態抑制控制諧波、補償無功的新型電力電子裝置。該種濾波器之所以被稱為有源，是因為其裝置運行需要提供電源。在實際應用中能夠克服LC濾波器等傳統的濾波抑制和無功補償方法應用缺陷，在電力系統中實現電力補償。有源濾波器在電力系統中的應用方式共有并聯和串聯兩種方式，并聯方式較多，并聯有源濾波器能夠針對電力系統中的諧波進行處理，串聯有源濾波器主要是治理電壓諧波下的問題。從應用功能上分析，與無源濾波器相比較，有源濾波器對于諧波的治理效果比較好，在電力系統中不會出現諧振的情況。

從應用原理上分析，有源濾波器采用現代電力電子技術和高速DSP器件數字信號處理，在多種新型電力電子技術支持下所產生的專用設備。該設備的主要組成部分為指令電流運算電路和補償電流發生電路。其中指令電流運算能實現電流的實時檢測，能夠實現信號的轉換，將模擬信號轉換為數字信號。在高速數字信號處理器中對于信號進行處理，實現諧波與基波的相互分離。最后經過處理的電路信號能夠生成與電網諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流入網。有源濾波器在電力系統中的應用具有較強的功能特性，能夠在一次應用中濾除2～50次的諧波，或選擇2～50次內任意次數諧波進行補償，其實際的響應時間小于300μs。并且應用四相線技術，消除中性線電流。

2.3 靜止同步補償器的應用

在電力系統中，靜止同步補償器是一種并聯型無功補償的裝置，在實際應用中能發出或者吸收無功功率，且輸出的參數為電力系統中可以控制的特定參數值。從功能上來看，靜止同步補償器能夠當作無功電流源來應用，這是因為該種電力系統設備在構成上與無功電流源相似，其內部的電流變化會隨著負荷電流的變化而變化。基于靜止同步補償器的這種特性，使得電流系統的電流損失發生重大改變，有效地降低了實際電流量的損失，提升了電力系統的穩定性。因此，從其應用功能上分析，靜止同步補償器在電力系統中的應用，對于穩固電力系統而言具有較為積極的作用。

從補償效果上分析，靜止同步補償器對于電力系統中所出現的損耗進行補償，其實際的補償效果比較明顯。這是因為在實際補償環節中，其電流狀態一直在變化當中，基于這樣模式無功電流源對于電力系統的補償效果比較好。因此，可以說在電力系統中，應用靜止同步補償器能夠實現系統的無功補償。

從靜止同步補償器在電力系統中的控制上分析，其無功電流能夠隨意進行控制，但是該種無功電流并不是一成不變的，而是根據電力系統中的實際情況，進行需求性變化。該種變化與其他種補償器相比，重要性凸顯，能夠有效地實現補償器的控制性。

2.4 電力電子技術在電力系統節能中的應用

在能源緊張的當今社會中，應用先進的電力電子技術，實現電力系統節能，對于促進社會可持續發展具有較為積極的意義。實現電氣節能是指將電力電子技術應用到電氣設備運行環節中，節約資源、減少浪費、提高資源利用率等方式，最大程度上滿足社會發展對于資源的實際需求。從企業發展角度分析，電力電子節能技術的應用，能夠使得企業的實際運行狀況好轉，大幅度地降低用電費用的支出。從民眾角度進行分析，實現電力系統自動化節能技術的應用，其本質上是一個惠民工程，在為民眾提供電力服務的基礎上，降低家庭的電費支出，并且能夠為民眾提供比較好的用電環境。

以空調系統節能應用為例進行分析，三星空調中的電力電子節能技術應用，展現出良好的電力節能性能，在普通空調的啟動技術基礎上，采用Turbo特保強力制冷（制熱）技術，實現空調快速穩定的啟動。在應用了Turbo功能的三星空調再啟動階段其設定溫度達到時間同比縮短了40%，并且能夠全面地啟動“回流空調”戰略。在空氣回流控制系統中，采用數碼控制獨立送風系統，系統能夠根據風力的強弱進行調節。三維出風的系統，改變壁掛式空調設計模型，使得空調的送風距離增加并且提升了空調的實際效率。同時，該技術的研發，還能夠應用到汽車、航天、運輸等領域中。

3 結語

綜上所述，電力電子技術的產生，有效地推動了電力系統的發展，為人類社會進步帶來科技動力。如今，電力電子技術的研發更加的集成化、智能化，在電力系統中的應用能夠滿足現代化的電力需求。在本文中首先對于電力電子技術的產生背景進行介紹，分析了不同電力電子技術以及設備在電力系統中的實際應用。如，電力電子變流技術應用、有源濾波器和靜止同步補償器的應用以及電力系統電力節能等。

參考文獻

[1] 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）.

[2] 田兵.基于大功率電力電子技術可靠供電系統[D].華中科技大學，2014.

[3] 韓民曉.電力系統的柔性化技術——電力電子技術在電力系統中的應用[J].高科技與產業化，2009，（4）.

[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）.

[5] 楊敏利.我國電力電子技術產業化模式選擇與戰略分析[D].西安理工大學，2000.

[6] 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，（3）.

作者簡介：王玉彬（1995-），男，四川江油人，西北民族大學榆中校區本科在讀學生，研究方向：自動化。

（責任編輯：蔣建華）