電力電子技術在電力系統中的應用

文/王再利

電力電子技術在電力系統中的應用

文/王再利

電力系統的安全有效運行事關國計民生，是現代國家能源保障的最大是想，隨著電力電子技術的快速發展，將它的先進技術引進，讓電力供應更加安全可靠，是新時代電力電子技術發展的目標之一，實現電力系統的智能化，響應時代的號召。我們對現在電力電子技術在電力系統中的應用進行分析和研究。

電力電子技術 電力系統應用

1 研究背景

現在是科技發展的高峰期，科技的發展促進了人們對新材料的旺盛需求，新的材料和結構器件又反過來促進了電力電子技術發展，并在社會中得到廣泛的應用。在電力系統中，應用電力電子技術也取得了很大進展。電子電子技術是電子技術的主要內容之一，除了電力電子技術，還有信息電子技術。現代電子技術主要是用電子器件進行設計的，以電子學原理為基礎，進而制造一些特定功能的電路，可以為解決實際問題提供科學的依據的一項高科技電子技術。該項技術主要應用在電力領域，主要是建立在電工原理學科、電子學等學科的理論基礎上。

2 電力電子技術的發展

電力電子技術智能化的飛速發展，主要是可以將電子信息和器具的處理功能的整合，將電力電子技術的發展與電力系統的發展走向一體化。很多人指出：新型的微電子技術將是人類學科發展的主戰場，將會帶領人類走向新的智能時代。

3 主要的應用

3.1 在發電環節中的應用

在電力系統中，包括發電環節在內的多種設備，是將來應用該的主要載體，使用該技術可以優化設備的工作狀態。

（1）使用先進的靜止勵磁技術的發電設備具有安全性高、結構簡單和成本廉價等優點，其控制靜止勵磁是采用的閘管整流并自勵方式，此方式在各行業的大電力系統得到廣泛采用。因為勵磁機的中間慣性部分被去掉了，所以具備快速性調節性能，可以產生良好控制效果和充分發揮其性能。

（2）水力發電主要依靠的是水流的流量和流速，使用電力電子設備，使得發電機的運轉速度隨著水流的變換而不斷的變換，提高發電效率。而風力發電是依靠的風的風速，還與發電機的發電效率有關，運用電力電子設備可以提高風機轉子的風能捕捉效率，提高風力發電的效率。風力和水力發電都是一種變速的恒頻勵磁發電。通過電力電子設備的調節使得設備的最優轉速達到最優的發電狀態，獲得最優的有效功率，改變轉子的轉速獲得不同的電流頻率，獲得恒定頻率的電流。

4 電力系統中的應用。

4.1 在節電方面的應用

4.1.1 變負荷電動機調速運行

電動機節電主要是表現在兩個方面：一個是不斷的發掘設備的節電余地；二是使用最新的變負荷電動機的變速調節技術來實現。這兩方面的單一實現都不能達到最優的節電措施，只有將它們有機的結合起來，使得設備在節電的同時有實現節能的變速的多重節電目標，獲得較好的經濟指標。現在在礦產開采和加工等行業的電力系統中應用較為廣泛。

4.1.2 減少輸送過程中的損耗和使用大功率輸電

電力設備消耗的功率有有用功率和無用功率的消耗，無功功率是確保電力的質量的重要環節，所以我們在使用的設備的無用功率較低時應該使用必要的無用功率補充設備，確保電力質量，還可以實現設備的功率因素的提高。

4.2 在輸電環節中的應用

4.2.1 通信高頻電源開關

現在科學的迅速發展要求信息的傳播速度快而且還要穩定可靠，所以極大的促進通信行業的電源產業的發展。通信之中使用的電源開關主要是一次和二次電源開關，前者主要設備是整流器，后者為電流變換器。不同設備使用的電壓不同，集成電路的種類也多;因此，在通信供電系統中，從中間母線電壓，根據設備的工作電壓進行變換乘所需要的電壓，這樣可以使設備的工作效率提高，減少中間環節帶來的損耗等問題。

4.2.2 電流變換器

它可以將恒定的電流轉變乘所需要的可變直流電，在地鐵列車和無軌電車無級變速的控制上該技術已經成功的應用了，同時使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能。使用新型的電力電子設備更換原有的效率低的變阻器，可以大幅度的降低能耗約三成以上，而且設備的工作效率很高，電壓調節平穩，降低了電流變換時引起的巨大噪聲和波動等，不利因素都進行有效地控制和抑制，使調節和控制效果取得了明顯的進步。

4.2.3 直流輸電技術

直流輸電、輕型直流輸電技術具有很多優點：有較大的輸電容量，能靈活的進行調節和控制，并且穩定性能極好等。同時，電壓直流輸電所具有的的獨特優勢是：可以利用海底電纜輸電;并能進行遠距離輸電;還可以將不同頻率系統進行聯網。在上個世紀七十年代，電力電子技術正式應用在直流輸電上，起源于世界上第一個晶閘管換流器的誕生。從那往后，在生產實踐中所用到的直流輸電工程基本上都是用的晶閘管換流閥。

5 在配電環節中的應用

目前，能否進行可靠性供電，到底如何進行加強和提高電能質量，是現在配電系統中所需要迫切解決的問題，要抑制各種瞬態的波動和干擾才可以使電能質量得到控制，同時還要滿足頻率和諧波以及電壓的不對稱度的要求。現代控制技術和電子電力技術發展的主要領域是用戶電力配送。而且DFACTS的設備和原理及功能與FACTS比較相似，根據市場的需求，其使用范圍會逐漸廣泛，再加上電力電子器件價格越來越廉價，可以預計DFACTS設備產品將快速進入一個高速發展的階段。

6 結論

通過以上介紹可以知道，電力系統是電力電子技術主要應用的一個方向。在已有研究成果的基礎上，使得該技術應用和運行投入逐漸加大。只有在不斷改善該技術應用經濟性的情況下，才有可能在電力系統中大規模推廣這項技術，將會極大的推動我國電力事業的科學還管理，減少不穩定事件的發生。

[1]陳建業等.電力電子技術在配電網中的應用[J].國際電力,2001(01)：28-32.

[2]鄭錦彪.淺談電力電子技術在電力系統中的應用與研究[J].黑龍江科技信息,2007(05).

[3]張建誠,陳志業,梁志瑞.現代電力電子技術在電力系統中的應用[J].電力情報,1999(03).

作者單位 西安財經學院后勤集團動力中心 陜西省西安市 710100