淺談電力電子技術在電氣工程中的應用

史明皓

【摘 要】隨著功率變換技術的不斷發(fā)展，電力電子技術在電氣工程中的應用更加廣泛，形成了現代電氣工程及其自動化的專業(yè)技術基礎。電力電子技術在電能的生產、儲存等各個環(huán)節(jié)中都有著非常廣泛的應用。本文通過對過電流保護、有源電力濾波器、靜止無功補償裝置、智能配電網等幾個方面的應用進行了闡述，分析了電力電子技術的作用。電力電子技術在電氣工程中將獲得長遠的發(fā)展。

【關鍵詞】電力電子技術；電氣工程；應用

1 電子電力技術概述

電子電力技術有三個領域，分別為電子、電力和控制，它是利用電子技術控制電能變化。技術特點是利用弱電子控制強電。該技術目前被廣泛應用于各大領域，對于國防與能源、工業(yè)和農業(yè)甚至交通方面都有極大的貢獻，在電氣工程中對于電子電力技術的應用也在不斷深入，對于提高發(fā)電機和電動機對于電能的利用、生產及轉換等方面電能效率發(fā)揮著巨大的作用，提高了生產率、節(jié)約能源。電力系統的穩(wěn)定與安全是電力生產工作中重點關注因素，電子電力技術的應用可以增強穩(wěn)定性和安全性，使靈活可控的電力系統工作模式成為現實。

1.2 電子電力技術發(fā)展

電子電力技術的發(fā)展包括器件制造技術的發(fā)展與電力電子電路的發(fā)展，這兩個方面共同構成了電子電力技術的發(fā)展軌跡。電力電子器件由最初的半控型部件逐漸發(fā)展為全控型，隨著不斷進步最終發(fā)展到復合型。同時，電子電力技術的驅動與控制、防護電路與功率部件實現了一體化，形成先進的功率集成化電力，盡管目前技術水平還無法使功率達到很大，但是電子電力技術仍有超大的發(fā)展空間，功率將不斷增加。

2電力電子技術的特點

2.1操作的便利性

電力電子技術是通過技術的改進，并對電力系統的運行進行監(jiān)控，提高電力系統工作效率。而且電力技術的操作比較簡單，為工作人員帶來極大的方便。正是由于這種良性的工作循環(huán)，促進了該行業(yè)的迅速發(fā)展，

2.2良好的結構和性能

與傳統電氣工程技術相比，電力電子技術更加完善，技術構造更科學，性能更好，在電氣工程中得到了普遍的應用。現階段，社會發(fā)展較為迅速，將先進的電力電子技術應用到電氣工程中更可以滿足社會發(fā)展需要，推動電氣工程發(fā)展

2.3較強的電力系統適應性

電力電子技術具有較強的適應能力，便于操作，并不像傳統電氣技術一樣操作困難、適應范圍狹小，影響工作人員工作進程。當電力電子技術應用以后，工作效率明顯提高，工作人員壓力顯著減少，很少出現電氣運行故障，也為電力企業(yè)獲得了良好口碑。

3電子技術在電氣工程中的應用

3.1電氣控制系統中過電流保護技術

電力電子電路在出現失常或運行故障之后會出現過電流的現象。針對這種問題的解決以往采用快速切斷熔斷器、直流快速斷路器以及電流繼電器的方式來保護電力電子主要電路。但是現階段的電力電子器件小型化、輕量化，而功率性能越來越大，傳統的保護方式無法再起到作用。電力電子技術可以在電路中加入過電流保護電路，結合電路檢測裝置反饋的信息，在檢測到電路中存在過電流時可以自動對電子元件進行斷電處理，達到保護電路和電子元件的作用。

3.2 有源電力濾波器

有源電力濾波器的工作原理是對電路中的補償元件進行檢測，從而得到一些等分量的諧波電流，然后再利用補償裝置產生一個與諧波電流分量相等極性相反的電流分量，使其與檢測的諧波分量相抵消，使電網中的電流沒有諧波電流只存在基波電流。有源電力濾波器以其響應速度快和補償功能多樣性的特點，可以有效地減少電網阻抗的影響。有源電力濾波器由兩部分組成，分別為補償電路發(fā)生裝置和指令電流運算電路，通過電力電子技術對電路中的補償電流進行檢測，然后得出電路中無功電流和諧波的分量。

3.3靜態(tài)無功補償技術

SVC技術即靜態(tài)無功補償器，用于新型固態(tài)開關，該設備顯著的特點就是利用晶閥管替代機械開關，用控制電抗器和電容器的改變無功功率，從而實現頻繁且快速地改變電力系統的無功功率的目的，提高電能質量。靜止無功補償器主要的四種形式之一就是可控硅控制空芯電抗器型（SVC），具有反應迅速且靈敏、運行可靠、價格便宜、使用范圍廣、等特點，在工業(yè)生產中廣泛應用。一般情況下，SVC是由可變的或固定的電容器支路和系統中可控支路進行并聯而組成的，可分為TCR、TSC和TCT以及SSR這四種類型，TCR型的SVC反應速度是最快的，運行可靠。隨著SVR技術優(yōu)勢進一步的發(fā)展和普及，其在工業(yè)設備和變配電領域必將得到全面的發(fā)展和推廣。

3.4智能配電網技術

智能配電網就是以配電網高級自動化技術為基礎，通過應用和融合先進的測量和傳感技術、控制技術、計算機和網絡技術、信息與通信等技術，利用智能化的開關設備、配電終端設備，在堅強電網架構和雙向通信網絡的物理支持以及各種集成高級應用功能的可視化軟件支持下，允許可再生能源和分布式發(fā)電單元的大量接入和微網運行，鼓勵各類不同電力用戶積極參與電網互動，以實現配電網在正常運行狀態(tài)下完善的監(jiān)測、保護、控制、優(yōu)化和非正常運行狀態(tài)下的自愈控制，最終為電力用戶提供安全、可靠、優(yōu)質、經濟、環(huán)保的電力供應和其它附加服務。與傳統的配電網相比較，智能配電網具有如下特征在于更優(yōu)質的電能質量：利用先進的電力電子技術、電能質量在線監(jiān)測和補償技術，實現電壓、無功的優(yōu)化控制，保證電壓合格；實現對電能質量敏感設備的不間斷、高質量、連續(xù)性供電。

4 結語

總而言之，為了能夠更好的促進電力工程建設的進步與發(fā)展，在社會不斷發(fā)展的今天，就要求電氣工程必須要充分的結合自身的實際需要，來將更加高效、科學的電子技術應用到電力設備控制中。同時，電子技術也應當在此技術上來進行不斷地優(yōu)化與完善，來全面的提升其自身的工作效率，為電力工程的建設發(fā)展提供更加優(yōu)質的服務。

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（作者單位：天津科技大學）