淺談電力電子技術在新能源方面的應用

湯雷

深圳市福瑞電氣有限公司 廣東深圳 518000

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。

1 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[1]。

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。

2 電力電子技術在新能源方面的應用要點

2.1 完善電網配置

城市發展過程中，需要具有完善的電網配置系統。無論是生活還是工業應用，都具有一定的特殊性，而電氣使用過程中具有很高的用電負荷等級。工業生產中涉及大量的電氣設備，這些設備運行時需要大量的電力支持，還要保證供電穩定。因此，要想實現節能效果，就要保證供電系統的穩定與安全，盡量減少供電環節，減少能源消耗。電氣使用中，需要遵循相關規范，同一電壓等級的供電系統的配電級數不能超過兩級。另外，供電電壓的使用要具有合理的方案。通常情況下，電壓使用水平越高，消耗越少。工業生產中，大量使用循環水泵或者壓縮機，既可以降低短路容量，減少導體與斷流器的短路耐受等級，又可以降低線路損耗，減少電纜截面。

2.2 實施變壓器節能設計

城市電氣設計與應用工作中，需要明確變電所的位置，保證變壓器在變電所中的應用與荷載，結合變壓器合理選擇材質，從而降低變壓器線路的使用數量。通常情況下，變壓器的空載損耗不會發生很大變化，不能消除變壓器的損耗問題[2]。因此，需要結合變壓器的使用環境選擇節能效果較好的變壓器，減少損耗問題，提高工作效率。變壓器使用過程中，不僅會有空載損耗，而且會存在有載損耗。損耗數值的大小主要由變壓器的節點功率和自身電阻決定。選擇變壓器時，需要根據電阻率的實際情況，選擇較小的變壓器。材質選擇方面，要盡量使用銅制材料，以減少電力能源的損耗。另外，還要考慮設備的使用成本。為了能夠減少能源消耗，要支出更多的電能損耗，而選擇合適的變壓器就可以減少損耗。

2.3 變電所需要深入負荷中心

城市發展過程中，通常應用220V（日常生活）和380V（工業生產）的電壓。如果是遠距離供電，要想保證系統運行正常且達到規定要求，就需要合理增加電纜的截面積，提高銅材的使用量，避免發生材料浪費的情況。如果工業生產廠區比較大，就需要合理設計供電半徑?；I劃相關區域時，要合理增加變配電裝置的使用數量，縮短線路的使用距離，避免出現能源損耗。城市規劃中，電氣設計的工作人員缺少總體規劃與設計，后期項目參與中，如果出現了變配電位置設計問題，就需要調整總圖，影響了整體布局。因此，工程項目設計初期，需要提高總圖設計人員之間的交流和溝通，相關變電所要深入負荷中心[3]。增加變電所時，如果處于危險區域，與爆炸危險區域之間要保證較遠的距離。

2.4 進一步加快能源數字化轉型的步

作為世界上最大的能源消費國，我國能源轉型迫在眉睫。2016年我國發布了《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》，旨在促進能源與現代信息技術的深度融合，推動能源生產管理和營銷模式變革，重塑能源產業鏈、供應鏈和價值鏈。利用數字技術、智能化管理模式使分布式能源生產、輸送、交易、消費等環節得以高效運轉，實現光伏、風電、核電等清潔能源的健康有序發展。

3 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。