淺析電力系統中電力電子變流技術的應用

摘 要：電力電子變流技術在電力系統中發揮著不可替代的重要作用，本文通過對電力電子交流技術進行介紹分析，研究了電力電子變流技術的工作形式，交流調壓電路、斬波電路、整流電路及逆變電路。分析了電力電子變流技術在電力系統中的發電過程的應用、電力輸送過程的應用、電力分配過程的應用等方面的情況。為相關電力電子變流技術的研究提供了有益的參考。

關鍵詞：電力系統，電力電子，變流技術，應用

引言

目前我國的電能生產和使用系統是由電力系統維持運行的，與之對應的工序有發電、電力輸送和分配電能等，以上工序實現對電能的高效控制，全面保證了人們日常的用電安全和用電需求。電力電子技術是在電力系統發展建設的過程中出現的一項新技術，該技術充分利用電子元件實現對電能的高效分配和交換。隨著電力電子技術的不斷進步，相關的電力電子變流技術也不斷研究和應用，在電力系統運行中發揮著越來越重要的作用，促進了行業的進步。特別是在歐美地區，電力電子變流技術應用更為普遍，因此為全面提高我國的電力電子變流技術水平、提高電能傳輸效率、促進行業進步迫在眉睫，我們有必要對電力電子變流技術進行研究分析。

1、電力電子變流技術簡介

電力電子變流技術主要是通過使用計算機技術將電子、電路和電力控制等方面的技術進行整合，提高自動化控制程度。該技術的一個重要發展標志是晶閘管的成功研制。電力電子技術主要分為兩個大的方向，一個是電力電子元件的制造加工技術，另一個是電力電子變流技術。電力電子元件的制造加工技術在發展過程中主要朝著低能耗、小體積等方向發展，目前的元件都具有了自動開關的功能。電力電子變流技術在上世紀七十年代開始迅速發展并在生活中有了大面積應用，隨著自動斷電設備的不斷普及，變流技術中的逆變電路有了較快的發展，同時電力控制技術也不斷推陳出新，最終推動整個電流電子變流技術快速發展。

2、電力電子變流技術的工作形式

電力電子變流技術是電力電子技術中的一個重要分支，該技術從二十世紀七十年代開始被大量應用在電力系統的應用中，并且產生的巨大的反響。進入新世紀，隨著科學技術的不斷發展，電力電子變流技術中的其它技術比如交流調壓電路、斬波電路、整流電路及逆變電路等各種形式的變流技術爭相出現，并在電力系統中發揮著重要作用。

（1）整流電路。該技術通過對直流電進行大小的自動調節控制，一般用電設備需要采用直流供電，目前常用的是交流供電，所以該技術不采用交流電對設備供電。我們通過使用二極管等技術將低電壓的交流電輸出轉換成為直流電，滿足了對交流電的整流要求。同時該技術也應用到了用電設備控制和不同電壓輸送的流程中，滿足了電網穩定安全運行的要求。

（2）交流調壓電路。這種技術主要是對原電網的電壓、相位和相數進行調整，通過新的技術參數實現對以前的交流電進行替代的一種變流技術。該技術在電熱控制、日常生活中燈光控制、控制電動機工作的轉動速度等方面應用較多。交流調壓電路目前主要應用在電力系統和具有高壓的電器中，交流調壓電路在運行過程中會產生一定數量的諧波，可以忽略不計。該種電路的特點主要體現在以下幾個方面：結構設計簡單、控制過程方便、易調節等。同時，該電路能在電機運行的過程中對電機進行調壓，確保機電設備的有效穩定運行。

（3）逆變電路。逆變電路技術主要是通過使用交流電對直流電進行替代的一種變流技術，該技術在日常生活中應用比較多。當我們需要用直流電源向交流設備進行電力供應時，就需要用到該技術。逆變電路在工作過程中主要通過開關和晶體管進行電路中電壓和電流的變動。

3、電力電子變流技術在電力系統的應用

電力電子變流技術在電力系統的應用主要體現在以下幾個方面：發電過程的應用、電力輸送過程的應用、電力分配過程的應用。

（1）發電過程的應用。電力系統經過百余年的發展，目前電力產生的手段和方法日趨多樣化，常見的發電形式有火力發電、水利發電、潮汐能發電、太陽能發電、地熱發電、核能發電和風能發電等。但是，我們應該認識到傳統的發電形式不能夠滿足能源可持續發展的需求，繼而在滿足人們用電質量方面有待提高和改善，目前新型的發電形式如潮汐能發電、風能發電等越來越受到人們的歡迎，但存在著電流、電壓不穩定的問題。變流技術能夠很好地解決該問題，確保發電過程的電流和電壓平穩運行，保證相關設備按照設計的參數進行運轉。

（2）電力輸送過程的應用。在電力輸送的過程中基本都存在著電壓或電流運行不夠穩定的問題，因此需要將變流技術和相關電子設備應用到電力輸送的環節中去，通過形成不同形式的電流，解決電力輸送過程中的不穩定問題。電力電子變流技術在直流電輸送過程中和交流電輸送過程中都發揮了重要作用，一般通過變換不同頻率和對諧波進行抗擊的方法實現。提高了供電質量，保證了電力輸送過程中的穩定高效。

（3）電力分配過程的應用。電力系統在實現電能合理分配的過程中也充分利用了電力電子變流技術。該技術的作用主要體現在兩個方面，一個是通過對電源進行相應操作控制，另一方面是在蓄電池充電方面的應用。工作過程中不僅要保證電力分配過程中的電流變換，同時要求起到電能存儲的相應作用，確保日常的穩步進行。變流技術在日常生活中可以保證用電設備的穩定，同時在電能消耗方面也大大減少。

4、結論

本文通過對電力系統中的電力電子變流技術進行研究分析，給出了其相應的工作形式和在電力系統中的具體應用，為變流相關技術的研究奠定了堅實基礎。

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作者簡介：

董其愛（1989～），男，壯族、籍貫：廣西，工作單位：株洲中車時代電氣股份有限公司，學歷：本科，主要研究方向為變流技術開發