電力電子技術應用系統發展熱點

包海泉

摘要

得益于科技的發展和社會經濟的進步，電子電力技術的應用逐漸實現了在深度和廣度上的質變，在當前能源需求不斷提高的背景下發揮著關鍵性的作用。本文對我國電力電子技術的應用系統發展熱點進行了介紹，針對各個應用系統的內容、特點以及相關問題做出了敘述，并展望了對我國電力電子技術應用系統的發展前景。

【關鍵詞】電力電子技術 應用系統 熱點

作為半導體技術的繼承者，并在歷經可控硅整流技術、柔性交流輸電技術的發展后，電子電力技術在當代己經逐漸成為保證我國國民經濟增長、促進電氣行業發展的核心基礎性技術之一。對于電力電子技術的應用能夠提高電氣系統的質量，進而滿足各方面的用電需求，保證居民生活、工廠生產以及公司運營的順利進行。

1電力電子技術應用的意義

電力電子技術的應用對于電氣系統有著深刻的意義。首先，電力電子技術在電力系統中的應用能夠提高電力企業的社會、經濟效益，在進行用電產品開發的過程中降低了成本、提高了設備的能源轉化及輸送效率，實現了運行周期的縮短，這不僅為企業自身發展帶來了更高的利潤，而且滿足了用戶用電需求，使電力產業的社會影響力有所擴大；其次，對于電子電力技術的應用能夠提高電力系統的自動化控制能力，增強了整個系統運作的協調性，并有助于提高電氣系統的服務質量；最后，電力電子技術的成功應用也促進了傳統電氣企業的轉型進程，實現了產業結構合理化、產業部門整體化、運營管理系統化的新型企業建設目標。

2電力電子技術在電氣工程領域的具體應用

2.1新能源發電方面

當前世界范圍內各個國家對于能源短缺的緊迫性都有著充足的認識。自工業革命以來，對化石能源的使用就作為實現人類社會高速發展的前提與關鍵，然而由于化石能源的儲量有限，部分化石能源的開采難度過高，化石能源的不完全燃燒帶來的環境污染，以及化石能源燃燒產生的溫室氣體所導致的溫室效應等一系列問題的出現，讓人們開始考慮用其他較為清潔且儲量豐富的新能源實現對化石能源取代的可能性。盡管目前來說這僅僅是理想層面的追求，不過新能源的應用，如對風能、太陽能以及生物質能的應用，己經幫助人們在探索未來能源的過程中明確了方向。

作為目前電力電子技術的主要應用領域之一，新能源發電己經得到了各國政府以及高校、研究機構的重視。在新能源發電領域，電力電子技術的應用存在以下特點：首先，現有新能源如風能和太陽能受環境因素影響較大，因而不能保證能源供給的穩定性；其次，新能源發電技術要求電網側的輸入電能質量高，波形平滑，需要對并網發電的質量進行保障。因此，對于新能源技術的發展需要集中針對裝備的大容量化、高性能化作出規劃，這也是當前技術發展的熱點；光伏并網發電系統和風機發電系統的單機容量都在向更大容量發展，以便實現大規模產能和儲能的結合；同時，對于電力電子技術的研究集中在提高產品效率以及實現低電壓穿越等方面。

2.2智能電網方面

智能電網作為新興概念名詞，其提出與控制理論發展以及新能源方向研究的不斷深入密切相關。在電力電子技術方面，智能電網要求系統在儲能、高校輸電方面有所突破，并憑借對信息技術、自動化技術以及測試技術的運用實現較大規模的可再生能源的并網發電。因此，這要求系統能夠實現對柔性交流輸電技術、高壓直流輸電技術、以及同步開端技術等一系列技術的整合運用。

智能電網中的電力電子技術有著大容量、高輸電電壓以及復雜子系統三大特點。美國政府己經于2008年提出智能電網計劃，要求對可再生能源進行入網并開展分布式能源管理工作；我國在該方面仍處在逐步探索階段，預計將在2020年全面建成具有初步智能特性的數字化電網。

2.3電氣節能方面

由于我國的基礎工業行業中所運用的較大部分的工程機械，如冷卻水栗、風機系統等在節能方面可以由變頻調速改造予以實現，因而我國目前的電氣節能工作主要針對變頻調速展開。得益于成熟的變頻調速技術以及相對長壽命的設備更迭周期，變頻調速系統在很多低、高壓電機系統都得到了運用。

變頻調速系統中電力電子技術發展的大方向主要針對設備的系統集成、功能簡化以及效率提高三個方面。現有變頻器操作復雜，對于操作人員的要求較高，這使得設計專門化產品進行功能簡化和效率提高成為趨勢，同時對于設備整體應該實現對更多模塊的集合，并增加閉環控制提高容錯性能。

2.4電力牽引方面

電力牽引主要涉及到城市輕軌、高鐵、地鐵等軌道交通系統，是我國現階段交通發展的重點內容。其核心部分在于電力電子與電力傳動，通過蓄電池進行供電，并實現恒定力矩控制；同時，工作環境相對復雜，如溫度變化明顯、振動劇烈等都對用于電力牽引的電力電子變換器提出了很高的性能要求。我國盡管在相關產品的設計制造方面與先進國家存在一定的差距，但是我們應該明確技術的發展方向，實現產品的國產化。首先，要針對差速矢量控制和直接轉矩控制應用高性能的閉環控制；同時，在裝置性能上需要就集成技術、冷卻技術做出深入研究，從而提高變換器的運行效率。

3總結

得益于電力電子技術的成功應用，電力行業近年來發展勢頭迅猛，產業效益也大幅提高。盡管在現階段該技術存在著較多問題，使其對于電力系統的發展有一定程度的制約，但是我們有理由相信只要直面挑戰，組織專業技術人員不斷進行技術改良，電力電子技術會在技術內容廣度和技術應用成熟度上有更深層次的表現，從而為實現電力系統的高質量、高效率工作提供前提，促進我國社會經濟的不斷發展。

參考文獻

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