電力電子裝置在電力系統中的應用

吳興陽

摘 要：我國科學技術水平的不斷提高推動了電力電子裝置的快速發展，很多高科技含量的電力電子裝置在市場中出現，它們在電力系統中應用對電力系統的發展起到了很重要的作用。另外，電力電子裝置的應用對電力系統的安全性和穩定性也有重大影響。文章首先介紹了電力系統的發展和電力電子裝置在電力系統中的應用，同時介紹了電力電子裝置在未來發展中需要解決的問題，為電力電子裝置在電力系統中更好地應用做貢獻。

關鍵詞：電力電子裝置；電力系統；應用

中圖分類號：F416.63 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）28-0158-02

引言

電力系統對于我國經濟發展的作用是不可替代的。由于目前地球能源的大量消耗帶來了地球的氣候和環境問題，在這種情況下，電力系統的發展也向著更環保的方向發展。電力電子裝置在電力系統中的多個環節中都有很重要的作用，電力電子裝置的不斷更新和提高推進了電力系統的升級改造。我國對電力系統的重視程度很大，電力電子裝置的改進和發展是適應未來電力系統發展的重要環節。

1 電力系統的發展以及電力電子裝置應用的意義

近年來，由于國民經濟不斷發展的需求，我國的電力系統發展越來越迅速，電力系統對于各行各業的影響也越來越大。電力系統具有多種功能，例如電力系統生產、輸送等，目前由于能源短缺和環境污染，我國的電力系統需要轉型，走向智能化和持續發展的道路。由于目前我國的電力系統規模越來越大，這對于電網和電力設備運行的穩定性來說有很高的要求。為在提高電力系統的穩定性，在建設電力系統時，要使主干網絡與地區分支網絡以及微型電網相互匹配，在各階段電網運行中添加儲能裝置和分布型電源，利用合理的輸電形式，與電力裝置相配合，用這種方式保證電力系統的安全性和穩定性，同時可以提高供電質量。另外，為了提高電力系統的穩定性，我們需要對電力電子裝置不斷改進和提高，使其在電力系統中更高效的運用。

近年來，電力電子裝置在各個領域內都得到了廣泛應用，然而在電力行業中的應用尚有不足，對于電力行業來說，電力電子裝置實以計算機技術為基礎的，其便捷性和實效性對于發電機組機組容量的擴大來說意義重大，而且能對電力系統的優化起作用，這是電力行業發展的一個方向，特別是在當今用電需求不斷增加的情況下，電力行業的壓力越來越大，傳統的電力系統很難滿足當今社會發展的不斷需求，在這種情況下，電力電子裝置是電力行業走向智能化發展道路的關鍵。在電力電子裝置方面，如今計算機和信息技術的發展讓電力電子裝置技術更多樣化，而且處于不斷發展的過程中，把電力電子裝置應用于電力系統中，對于電力系統的故障檢測和電力系統相關參數進行合理控制提供了方便，這使電力系統的信息化程度越來越高，對電力系統的集成性和可操作性有推動作用，促進了電力系統的優化管理和系統電力系統信息數據處理。

2 電力電子裝置在電力系統中的應用研究

2.1 基于可靠性評估角度應用研究

在電力系統中，電力電子裝置的應用于其運行的故障率和使用率等因素有著常緊密的聯系。在進行電力電子裝置設置時，設計人員需要進行可靠性評估，這樣可以保證綜合管理系數。評估得到的結果可以確定技術指標的規范性，同時也能將其電力電子裝置控制方法和元器件可靠性評估的基礎。此外，可靠性預測的準確性能指導電力系統的維護、運行和管理。在進行可靠性評估時，我們一般在系統或原件層面建立模型，對相關元器件的故障率進行系統建模。對于復雜的系統來說，我們可以把它分解成幾個部分，利用多系統評估方式來增強系統的可靠性。如果系統評估結果跟可靠性要求不符，我們需要改進其研究方法，同時對加強整個裝置的容錯能力。

2.2 基于故障運行管理角度應用研究

在電力行業，技術的不斷提高使系統可靠性不斷增強，但無論如何運行故障是無法避免的，在一些較為重要的地方，電力電子裝置會由于電力設備的故障而損壞。對于允許離線的電力電子裝置來說，一般采用故障或過熱管理等方式來降低故障率。一般來講，功率器件發生故障往往是因為溫度循環中的問題，對此我們要對其溫度變化進行控制，增加電子元件的壽命，預測和診斷故障是保護電力電子裝置和容錯運行的基礎，在對故障進行識別的過程中，我們往往對變換器端口或功率器件的電流電壓變化參數進行比較。通過故障預測可以推測一些電子元件的使用壽命，這樣可以對未來的故障處理制定計劃。在電力電子裝置發生故障時，其本身的容錯能力可以讓其在短時間內采取措施，對故障部分進行隔離，防止其他部分受到故障的影響。

2.3 基于電子標準模塊角度應用研究

隨著我國電子標準模塊技術（PEBB）的逐漸成熟，可以把門極驅動電路、功率器件以及相關配套元件集成到同一個模塊當中，使其接口與功能達到標準化要求，這個技術的運用對設備體積的減小，可以節省電力系統的建設成本。電力電子裝置在電子標準模塊技術的基礎上，可以構建出應用更為廣泛的設備，在不同的部位，設備的要求也不同，因此，技術人員需要對其進行合理的調配。在電力系統中應用電力電子裝置時，為了提高其性能，我們必須定期對保護方案系統進行升級更新，按照層次化控制、集成化管理以及系統化升級的原則，不斷優化并解決模塊雜散電感、信號監測以及接口控制等相關問題。

3 目前電力電子裝置在電力系統中的應用

3.1 在系統監測方面的應用

電力電子裝置在電力系統檢測的應用主要體現在以下兩點，第一是檢測竊電現象的發生，正如我們所知，電力系統發展過程中，竊電現象的發生比較頻繁，如果我們在電力系統中安裝具有檢測功能的電力電子裝置，對電力系統進行自動監測，同時及時向電力管理部門發送信息，以便于電力管理部門及時發現竊電行為，并能準確掌握竊電的位置，這樣可以很好地控制竊電現象的發生，從而減少了供電企業的電能損耗，提升企業的經濟效益。第二點是對用電需求的監測，電力電子裝置對現代電力行業的貢獻非常大，目前正在飛速的推廣過程中，在商業區和住宅區應用電力電子裝置能夠實現電能消耗數據的詳細統計，配備上智能儀表則能夠實現區域時間性以及階段性用電的科學計費，分析用電消耗數據的統計，能夠掌握用戶各個時間段對于的電力消耗量，電力企業掌握各時段用戶的用電規律后，可在高峰期加大電量的供應，在低峰期時減少電量的供應，進而將電力系統內在負荷予以有效平衡，更加滿足了高峰用電需求并促使電價持續穩定。

3.2 在系統服務方面的應用

電力電子裝置在電力系統中的應用還體現在系統服務上，一方面可以實現對電力系統的遠程控制和用電需求的監測，另一方面是電力電子系統有利于電網和配電設備使用壽命的延長，這是因為電力電子裝置能及時預測系統故障，這有利于電力企業提高服務水平。通常而言，供電設施對兩點之間的通信系統的依賴性比較強，為了實現電力系統的實時監控，通常需要在配電網絡區域安裝故障開關和指示器，同時將其與總部控制室相連接，此外，需要構建系統的信息傳輸與接收的通道，在這個環節中容易出現信息傳輸不完整或者傳輸通道堵塞的問題，由于電力系統的配電管理較為復雜，一些系統隱藏故障很難被檢測出來；將電力電子裝置應用于電力系統中，則系統內不需要再構建信息通道，取而代之的是要在系統外部安裝智能傳感器，這種傳感器的穩定性高，能夠穩定可靠的傳輸系統故障；此外，應用智能傳感器還可以增加故障人工提醒，系統如果出現故障則會提醒工作人員進行檢查維修，從而很大程度上提升了系統的服務功能。

4 結束語

對當今社會來說，電力系統的穩定運行對與我國的經濟發展非常重要。近年來電力電子裝置發展非常迅速，其在電力系統中的應用也越來越廣泛，電力電子裝置促進了電力系統的發展和提高，電力企業要加大對電力電子裝置的投入力度，改進和完善現有的電力電子裝置，同時開發出新型的電力電子裝置，并讓其在電力系統中更好地應用，讓未來的電力電子裝置更加多樣化，發揮更多作用，為我國的經濟發展提供基礎。

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