電力系統中電子技術的應用研究

王桂哲

摘 要：隨著時代的發展和社會進步，計算機技術在電力領域中獲得極大發展和應用。也由此，對電力電子技術的發展加大了關注力度。在我國目前電力系統中，時刻改造著電力系統以及增加可使用電量，電力電子技術的發展可以使我國電力供應得到極大緩解，給電力系統的發電傳輸等功能帶來基礎，這也象征著電力電子技術在電力系統中的地位和影響。

關鍵詞：電力電子技術;電力系統;應用研究

電力電子技術是計算技術在電力系統中的具體實現，隨著電力系統計算機化和信息化的水平不斷提高，電力電子技術在電力系統中的作用也越發明顯。簡單的說，電力電子技術就是通過計算機技術將強電和弱電進行有效的組合，它是計算機應用技術、電子技術、電路技術還有電力控制技術為一體的服務性的技術。筆者就電力電子技術在我國電力系統中的應用和發展進行了重點闡述，說明電力電子技術在電力系統中的重要性。

1電力電子技術發展及特點分析

電力電子技術是把電子技術應用于電力系統中，保證電力系統的穩定運行，提高電力系統供電質量。隨著科技水平的不斷提高，許多新的材料被應用與電力系統中，為電力系統中電力電子技術的應用提供了支持，電力電子技術的在電力系統中的應用，實現對電力的有效控制，用戶可以更方便的使用電能。在現代化電力系統中電力電子技術的應用時必不可少的，電力電子技術包括材料期間的制造技術和電子電路的變流技術。電力電子技術的發展經歷了第一代半控型電力電子技術，第二代全控型電力電子技術和第三代復合型電力電子技術，目前電力電子技術的主要發展方向是小功率的集成電路，小功率的集成電路技術把驅動、控制和功率器件技術綜合在一起，最大的優點是降低功率。電力電子技術中整流電路的應用比較廣泛，并在電力電子技術的應用中占有重要的地位。隨著自關斷器件的應用，高頻化成為電力電子技術的發展方向，電力電子的控制技術在新階段的應用還包括無功率功率控制和神經元控制等方面，目前在電力電子控制技術中傳統的模擬控制已經不能滿足電力電子技術發展的需要，取而代之的是微處理器的數字控制技術。

2電力電子技術發展進程

2.1電力電子技術的產生

電力電子技術是在20世紀50年代晶閘管的出現而形成的一種技術，可以分為器件的制造技術和電路的變流技術。隨著晶閘管的廣泛應用，人們在晶閘管的基礎上生成了新的裝置—可控硅整流裝置，這個裝置的產生標志著電力系統技術的又一次跨越，是電力電子技術產生的標志。自此步入了電力電子器件的變流器時代。

2.2電力電子器件的發展

電力電子技術在電力系統發展中前途無限，電力電子器件主要分為三代。接下來就對每一代電力電子器件的發展以及特點進行具體的介紹。第一代電力電子器件又稱半控型，主要以電力二極管和晶閘管為代表，特點就是體積小、耗能低。第一代電力電子器件在電力電子技術發展初期作出了巨大貢獻，迅速擊敗了傳統電力系統中的老式整流器，為電力電子技術的發展提供了很好的基礎。尤其是電力二級管能夠較好的改善電路性能，且能降低電路損耗和提高電源使用率。現在整流二極管種類很多，功能也有所不一樣。第二代電力電子器件又稱為全控型，其特點就是具備自動關斷能力，如可以關斷晶閘管。同時和第一代半控型電力電子器件相比，提高了開關速度，可以運用于開關頻率較高的電路中。第三代電力電子器件產生于上世紀末，屬于復合型，其特點是體積更小，結構更緊湊。第三代電力電子器件將幾種電力器件相結合形成電子模塊，方便了電力器件的使用，也為后來集成電路的產生打下了堅實的基礎。隨著集成電路的出現，標志著電力電子技術向著高頻化、模塊化、智能化等方向邁進。

以上是電力電子器件發展經歷的三個階段，使得電力電子技術向著高頻技術的現時代發展，在電力系統中占據越來越重要的地位。另外在電力電子技術發展時，增加了節能環保、智能化的特點。

3電力電子技術在輸電環節中的應用

3.1輕型直流輸電和直流輸電技術。通常在電力系統領域中，直流輸電是發電系統的主流，主要是因為直流輸電能夠靈活調節、并且輸電容量大和運行穩定性高等特點，在很大程度上能節約物力與人力。而對于海底電纜輸電和遠距離輸電等大型輸電，目前運用比較多的還是高壓直流輸電。隨著我國電力部門對其電力系統的深入研究，電力電子技術的應用讓直流輸電技術產生了新的突破，得到了較大發展，在直流輸電技術上加以完善使其成為輕型直流輸電，輕型直流輸電的問世對于電力系統的輸電環節可謂是雪中送炭，它完善了以往直流電輸電技術在輸電環節中的問題，與以往相比，輕型直流電在輸電時不需要通過復雜的形式，可以直接向無交流電源的負荷點進行輸電，大大節約了人力與物力。其主要技術便是對脈寬調制技術進行無源逆變，不得不說，這是我國電力系統的一個重大突破。

3.2電能質量技術。在電能質量技術方面，我國對于這類技術在智能電網中的應用研究不夠嚴謹，甚至沒有建立起一套完善的電能質量評估制度，在很大程度上降低了電力系統“優質經濟”的有效運行。電氣化鐵道平衡供電技術方面的實現、統一電能質量控制器、優質電力園區的優化的問題都沒得到解決，而電力電子技術的應用能夠統一電能質量控制器，同時，通過蓄電池的充放電調節能夠讓用戶在使用時自身去控制電量，以此為用戶帶來方便，同時創造更多的經濟效益。

4電力電子技術在配電環節中的應用

對于電力系統的配電環節來說，最主要的問題便是增強電能質量與提高供電的穩定性，電力電子技術的運用剛好能解決這方面的問題。一般來說，對于電能質量的控制有著一定的考量標準，比如說對于各種瞬態的干擾和波動及滿足對頻率、電壓、諧波的有效控制。而通過電力電子技術的應用，能有效完善在配電環節中出現的這些問題，從而提高供電的穩定。在一般情況下，人們將電力電子技術在配電環節中的應用稱為DFACTS技術。它的開發是在原有FACTS技術基礎上所改善發展的一種新型技術。兩者技術相似，卻又有很大的不同，相同的地方在于結構原理相似，不同在于DFACTS技術具有FACTS技術沒有的功能，最主要的地方便是體現在對配電環節的控制功能中。

5 應用于節能環節

5.1減少無功損耗。電氣設備中的變電器等設備運行過程中不僅會消耗有效功率還會消耗無效功率。與有功電源相類似，無功電源也具有確保電能質量的作用。由此可知，在電力系統中，有必要保持無功平衡。否則將會直接導致系統電壓降低和功率因數下降，最終使設備受到相應程度的破壞，嚴重時甚至可導致電壓崩潰和大面積的停電事故。因此在電氣設備無功容量不足的情況下，有必要相應增加無功補償設備，以提高設備功率因素，減少無功損耗。

5.2變負荷電動機調速運行

在電力系統的節能環節中，電子技術的應用主要包括電動機本身技術和變負荷電動機的調速技術。在水泵和變負荷的風機中，交流調速技術因具有精度高、效率快、調速范圍廣的特點得以廣泛應用。除此之外，交流調速技術節能作用顯著，可省電30%。但受其高昂成本和產生的高次諧波的影響，目前變流調速技術多用于礦山和冶金等行業。

結束語

在對電力傳輸進行分布時，電力電子技術更加容易調節，能夠保證可再生能源大規模的發電，并且也可以將信號遠程發送到控制電網上，智能電網的發展必須要采用電力電子技術。并且隨著電網的發展，電力電子技術也必定會更快的發展，從長遠角度看，對于電網的進一步法杖奠定了堅實的基礎。

參考文獻

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