電力電子技術在新能源領域中的應用分析

宋宏艷

【摘要】：隨著社會的發展，我國對能源的需求越來越大。而目前我國的各種能源消耗速度極大，能源短缺已成為社會生產發展過程中亟待解決的問題。近年來，新能源的開發和利用，為解決能源短缺問題提供了一條新的道路，而電力電子技術在新能源的開發利用中扮演著重要的角色。本文通過對電力電子技術的概述、電力電子技術在新能源領域的應用、在電力電子技術運用過程中應注意的問題等方面的著重介紹，讓人們充分認識和了解電子電力技術并加強對其合理有效充分的利用。

【關鍵詞】：電力電子；新能源領域；應用

引言

電力電子技術的開發是我國科學水平發展迅速的重要標志，在應用于新能源領域時，電力電子技術不僅能提高人類用電的有效率，同時促進了可再生能源的容納性與適應性。在我國目前的新能源領域中，由于理念、設備的落后導致存在著許多不足，而電力電子技術應用能有效完善這些問題，在對其不斷深入研究中，利用電力電子技術研發了許多新的結構器件和材料，這些材料的使用促進了新能源領域的發展。

1、電力電子技術概述

電力電子技術作為一種使用電力電子器件例如晶閘管、GTO、IGBT等對電能進行變換和控制被應用在電力領域的一種新興技術。在二十世紀開始隨著經濟科學的進步以驚人的發展速度出現在社會的各個領域，科技的進步帶來電力電子技術的不斷完善和發展。作為一種新興、具有較廣的覆蓋面的學科在應用領域由傳統的電力、交通、工業等領域拓展到通訊、節能等行業，在新背景發展趨勢之下已經成為至關重要的一門技術學科，在我國經濟發展中有著關鍵地位。

2、電力電子技術在新能源領域的應用研究

2.1在風能發電中的應用

對風電系統的研發中，尤其是在以下系統中均使用了電力電子技術：MW級直驅式風電機組變流器及雙饋式風電機組變流器；風力發電機組控制系統；利用電力電子變換裝置實現的變速恒頻風力發電系統；利用電子電力變換裝置實現的風力發電機無功控制系統；風電交流并網控制；風電直流輸電；風電電能儲存。

2.2水力發電

水在流動過程中產生的動能可以充當天然的推動力，再加上一些物理知識和電路原理，建立了以著名的三峽水電站為標志的一大批水電站。這一創新，不僅僅降低了對媒體等不可再生能源的消耗，更創造性的為人類尋找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利發電的基礎上，一系列電力電子技術在新能源的開發利用中得到了創新。

2.3太陽能控制系統

由于技術與設備的缺失，發電廠風機水泵在運行中損耗電力巨大，其耗電電占至整個發電系統電力的二分之一，并且還存在效率低下等問題，嚴重影響了發電效率。在當今的21世紀，太陽能的使用已經非常普遍，作為一種新能源，它能有效減少有限資源的浪費，為人類發展的作出巨大貢獻。但是，目前大陽能一般是大功率發電，需要通過直流電與交流電的互相轉換，使得發電率不盡人意，電力電子技術的應用，針對這些問題作出調整，主要是對在太陽能控制系統的核心逆變器的一個完善，通過調整，加大直流電與交流電的轉換率變高，提高運行速度，進而提高整個發電系統。

2.4電子技術在新能源材料行業的具體應用

2.4.1在節能方面的應用

（1）電動機節能

①調整轉速。此舉主要是為了能夠節約用電，從而減少能源消耗。②調節功率。補償電容器、交流異步電動機是此方面的重要設備，在對其進行處理時往往是采取并聯，當在并聯狀態下時，其所需要消耗的功率也會有所減少。③調整電壓。需要進行此操作的情況往往是電動機自身負載較輕的時候，若長期存在此種情況，則需要根據實際情況來決定調整力度，必要時需要對兩端均進行調整，以此來達到減少電壓的目的。

（2）無功功率

無功功率方面的應用雖然如今我國還未達到預期效果，但在很多方面也已經基本完善，今后在此方面應注意的是，要做到合理抑制無功功率，在達到此標準后再對諧波信號進行調整，使其更加具有合理性，而電網中流入的諧波也要進行管控。只有充分做到此些方面才可以有效降低諧波損失，并將“無用電能”進行收集和應用。

2.4.2在電力系統方面的應用

電力系統方面相較于其他方面而言會相對容易些，在此過程中往往只是將各種新輸電技術應用其中，目前應用較為普遍的有高壓直流輸電技術和柔性直流輸電技術兩種，技術不同，所產生的作用以及應用要求也有很大的差異，在選擇使用何種技術時需要分析實際情況，并掌握兩種技術的特點，綜合考慮多個方面最終再決定啟用何種技術，如高壓直流輸電方面，其即可以很好的完成遠距離輸電工作。

3、新能源發電領域的發展

國內經濟的粗放快速發展，使中國又一次進入了經濟新常態時期。面對人與自然、人與社會的關系，眾多又經濟發展過速帶來的問題成為了時下熱門的研究課題。新能源作為替代傳統能源、實現綠色經濟的重要支撐，其在當前國內自然環境逐漸遭到破壞、石油天然氣等傳統能源逐漸枯竭的今天，成為了亟待解決的重中之重，并成為了世界各國的日常關注焦點。在新能源發電領域，電力電子技術得到了廣泛的應用。對于一個較為典型的太陽能光伏發電系統，其內部通常會包含多個電力與電子變化的環境，例如：DC至AC的逆變；DC至DC的直流交換；AC至DC的整流交換等。可以發現，該太陽能光伏發電系統除了與光伏陣列之間不存在較為密切的聯系，其他部分的組成與使用均和電力電子技術之間有著密切的聯系。對于一套較為典型的采用雙饋式的風力發電系統而言，其內部通常包括有發電機側變換器裝置、網側變換器裝置以及變槳控制器裝置等，這些裝置與組件均涵蓋有電力與電子之間的變換過程。通過這些舉例可以發現，新能源發電與電力電子技術間具有著深入的聯系。

結語

總體來說，在新能源領域，電力電子技術的應用證明了在電力系統中的可行性，對其運行穩定性與未來發展提供了有效的技術支持，它不僅能提高人類用電的有效率，同時促進了可再生能源的容納性與適應性并且完善了電力電子技術所帶來的技術問題，是我國建設智能電網的重要基礎與前提。

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