電力電子技術在電力系統中的運用

文/郭倩倩 李婷婷，鄭州向心力通信技術股份有限公司

1 引言

隨著計算機技術的迅速發展，計算機應用技術也逐漸的滲透到電力系統中，并且得到了不斷的發展和普及，這對于電力電子系統的發展起到了積極的推動作用。面對我國日益增長的用電量和電力系統的快速發展建設，電力電子技術為我國的電力系統發展打下了堅實的基礎，這也為電力系統的前期發電、配電以及輸電等相關功能給予了非常大的支持。

2 電力電子技術的發展

電力電子技術興起于上世紀五十年代末，從其發展歷程的先后來看，可以分為整流器時代、逆變器時代和變頻器時代。而從其發展方向來看，傳統的電力電子技術是以低頻技術為主，而現代的電力電子技術則是以高頻技術為主處理問題的。發展方向的轉變也使得電力電子技術被廣泛地應用于新能源開發、電能控制等等領域。上世紀八十年代，柔性交流輸電技術的出現和電力設備多樣化的開展進展極大地促進了電力系統的發展，但是相比歐美、日本等發達國家，由于起步較晚，我國的電力電子技術還是存在明顯差距的。因此，我國電力電子技術的開發依然任重而道遠，要想真正地實現自主研發，除了踏實認真地學習發達國家的技術外，我們更應該注重創新，提高創新意識。

3 電力電子技術在電力系統中的應用

3.1 電力電子技術在發電中的應用

電力電子技術在發電環節中最重要的就是保證發電環節中設備運行的穩定。現在的許多發電廠機水泵的運行過程耗電量很大，運行的效率也不高，假如將機水泵的調頻變速就能夠讓耗電量有所降低，這樣工作效率也能夠因此升高，節能環保的目的也能夠實現。電力電子技術就是對發電機組的控制以及變頻調速進行調整。在調頻的過程中最為主要的就是調頻器，現階段市面上的調頻產品已經解決很多問題，利用相應的調頻產品就能夠對機水泵效率低小的問題進行調整。

3.2 輸電環節的應用

近年來，我國電網運行穩定，主要得益于電力電子技術在高壓輸電系統中的廣泛應用。（1）高壓直流輸電技術：代表元件是晶閘管，具有輸電容量大、穩定性好等優點，對促進電力系統的整體運行效率意義重大，尤其適用于遠距離輸電和海底電纜輸電。其后出現的各種實效性較高的電力輸送控制器，不僅降低了電力輸送成本，也促進了電流交換設備性能的有效發揮。（2）柔性交流輸電技術：利用電力電子調控設備對輸電系統中部分參數做適當修改或調節，實現對電壓、相位角、功率、潮流等的全面控制和科學分配，從而降低輸電環節的電能損耗和輸送成本，提高輸電線路的輸送能力，確保電力系統的穩定性和靈活性。（3）靜止無功補償器：代表元件有晶閘管控制電抗器、可控串聯補償、電容器晶閘管等，被廣泛應用于負荷補償和輸電線補償。通過對供用電系統和負載功率因素的無功功率補償，可以減少輸電過程中的能量損耗，降低設備容量，使有功負載和無功負載得到平衡傳輸，從而提高電壓的穩定性和供電質量。

3.3 電力電子技術在配電環節的應用

提高供電可靠性和電能質量是配電系統迫在眉睫的難題。良好的電能質量指的是滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，同時還能對各種瞬態的波動和干擾進行抑制。電力電子技術和現代控制技術在配電環節的應用是指在柔性交流輸電技術的基礎上發展起來的電能質量控制技術。由于電力電子元器件的價格持續走低，使得該技術的開發投入和生產成本變低，同時該技術的市場潛力巨大，在不久的將來會很快進入高速發展階段。

3.4 節能環節的應用

電力電子技術在節能環節的應用，作用是避免電能資源不良消耗，提高電網公司經濟效益。（1）提高電能使用效率：電力設備運轉過程中常常出現無功功率浪費等問題，這是由于發電機組中各模塊與不斷變化的電能源配合不佳導致的。當無用功率較低時，就需要通過相應的設備進行無用功率補充，以減少輸送過程中的電能損耗，確保電力質量，提高設備的功率因素。（2）變負荷電動機調速技術：通過對變負荷電動機運行速率的合理調控，實現節能的目的，從而促進電力系統的整體運行質量。但由于我國對變負荷電動機的應用處于探索階段，很多技術還不是很成熟，需要在今后的應用實踐中不斷總結和完善，以實現對其更有效的控制操作。需要注意的是只有將這兩個方面相互結合起來，才能使電力設備在節能的同時實現電力系統正常運轉，以獲得更好的經濟效益。

3.5 電力電子技術在電信通訊中的應用

現今電力通信技術已經非常的廣泛，它已經涵蓋了人們日常生活的方方面面，電力通信技術讓數據傳輸、寬帶、辦公自動化等電信服務得以正常運行，還與設備運行效率以及一些自動設備的功能性能又密切的關系，因此電力系統的自動化程度與電信通信方面的應用有著直接的關系，電力系統中電力電子技術的應用也是由電信通信表現的。現今社會中越來越復雜的通訊要求，讓電力電子技術的作用得到更為有效的展現。

4 結語

綜上所述，電力電子技術能夠保證可再生能源的分布式、大規模的接入以及長遠距離的傳輸，同時可以治理電網提高電能質量等問題，同時也是未來建設智能電網的重要技術支持和策略。隨著電網的快速發展，電力電子技術也取得了非常豐碩的發展成果，為電網的可持續發展奠定了基礎。