淺談電力電子技術在新能源方面的應用

董武松 王欣瑜 慕月清

摘 要：隨著科技的發展和人們要求的不斷提高，電力電子技術的應用越來越廣泛。如今我國的能源供應和環境污染問題越來越突出，推動了再生新能源的發展與應用。應用電力電子技術是一種能實現非電能與電能之間的轉換的技術，約75%以上的電能都需要經過電力電子處理后才能使用。電力電子技術為新能源的發展奠定了基礎，為新能源材料行業的發展帶來活力，對未來能源發展有著舉足重要的影響。

關鍵詞：新能源行業;運用;電力電子技術

一、電力電子技術的綜述分析

能借助電力電子器件對電能進行轉換及操控的現代技術，被稱為電力電子技術。廣義上認為，1957年美國通用電氣公司研制出的第一個晶閘管代表著電力電子技術的誕生。電力電子技術的基本功能包括：整流、逆變、斬波、變頻、變相等。電力電子技術為了能夠滿足不同用電裝置的不同需求，它通過電網的工頻電能，轉換出不同性質、不同用途的電能。隨著電力電子技術的誕生和發展，人類對電能利用的方式和利用電能的觀念發生巨大的變化。電力電子技術對一個國家的工業發達程度有著重要影響，衡量一個國家工業發達程度的重要標志其中之一就包括電力電子裝置變換和調節的控制。近年來，電力電子技術的作用不斷上升，在國家的經濟、科技、工業等領域都有著重要地位。

二、新能源行業在我國的發展背景分析

根據國家統計局相關資料分析，2008-2017我國煤炭消費占比持續下降，2017年我國天然氣、水電、核電、風電等清潔能源占比首次突破20%，占能源消費總量的20.8%。傳統能源占主導地位的一次能源消費模式已經走到了盡頭，進行新能源，新材料的探索與開發已經成為我們迫切的需要。我國領土面積遼闊，經緯度跨度廣，風能、太陽能、水能，地熱能等開發潛力巨大，已經在新疆，內蒙古等風能豐富的地區建立了風能發電廠，在地熱能最豐富的西藏地區建立了多座地熱能發電廠。太陽光的輻射能量叫做太陽能，太陽能可利用性高，清潔無污染，在我國具有廣闊的發展前景。核電具有供應能力強，資源消耗少的優點，目前我國在運核電機組數量持續增長，已經擁有成熟的第三代核電技術。我國新能源產業從整體上看，發展穩中有進，各種新能源的利用日趨成熟。與發達國家相比，我國雖然在新能源的開發利用規模上更勝一籌，但是能源利用效率較低，缺乏核心技術。我們應加強自主創新，抓住產業機遇，做大做強我國新能源產業。

三、新能源行業中電力電子的運用分析

電力電子技術在新能源行業有著廣闊的應用前景，解決了新能源材料研發過程中的許多問題。進行新能源的探索開發不僅有利節能減排，還能解決當下嚴重的霧霾污染問題。

第一，在電力系統中的運用。電力電子技術可與應用于高壓直流輸送電能技術、柔性交流送電技術以及電子信息裝置、綠色節能照明和家電產業中。促進了新能源電能的遠距離傳輸，確保了電能的充分利用。

第二，在光伏產業中的運用。光伏產業中的核心技術是光伏電池技術。上個世紀五十年代單晶硅電池被美國科學家研制成功，經過六十余載的發展，光伏電池技術得到了很大的改進，但是仍有大量提升空間。電力電子技術在光伏電池中有著重要的作用，可以將太陽能轉換為電能。

第三，在風力發電中的運用。為了解決風力發電過程中不穩定的問題，可以利用電力電力技術組織整合物理元器件，并以交流電的形式，把風能轉換為電能。風電系統中的蓄電池也整合了多種電力電子技術，用來儲存風力轉化來的電能。風力發電的另一難題是電能的遠距離傳輸問題，在降低電流遠距離傳輸的能源損耗上，同樣需要采用電力電子技術來解決。

第四，在水力發電中的運用。以著名的三峽水電站為標志的大批水電站的建立推進了我國經濟的發展。電力電子技術可應用于發電機組的變速恒頻勵磁器件上，從而調節水流量對水力發電效率的影響。

四、新能源行業中電力電子的運用優勢

第一，節能效率高。電力電子技術能將各種能源高效率的變換為高質量的電能，減少了資源浪費。現階段我國主要能源消耗仍以煤炭為主，利用電力電子技術對風能，潮汐能進行電力轉換，發展清潔能源，能有效節約能源，優化我國能源結構。

第二，綠色環保。伴隨著電力電子技術智能化，數字化的發展，采用新的電力電子裝置，可以得到接近0的諧波含量和接近1的功率因數，實現了電力系統對外界的零污染排放。

第三，控制精確度靈活化。傳統的模擬控制電路具有接線復雜、系統反應遲鈍、調試過程繁瑣等缺點，因此適合控制較簡單的線路控制。新型電力電子系統與傳統相比有了很大的提升，通過運用數字控制技術，在保證靈活性和精確度的基礎上實現控制和人機界面和通訊等功能。電子器件和電子產品的更新換代使得網絡系統、通信系統和編碼系統等領域的內容不斷地相互碰撞和融合，使得現有設備的電子系統增加了許多功能，例如糾正、控制、調控等功能，設備變得更加簡潔化，遠程操控等操作變得更加便捷化，極大地滿足了人們對控制準確性的要求。

第四，安全可靠。無觸點開關的研發與使用，既降低用電設備的起停消耗，還大大地延長設備的使用時間，提高了用電的安全性。

五、結語

電力電子技術和新能源發電系統相互推動。一方面，電力電子技術對推動新能源經濟的發展有著功不可沒地作用;另一方面，新能源發電系統給電力電子技術提供幫助。為了推動經濟又好又快的發展，發展新能源經濟必不可少。我們要融合多方面技術，努力發展新能源電力，奪取未來能源領域的新勝利。

參考文獻：

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