電力系統中電工電子技術的應用分析

田蕊

摘? 要：電工電子技術作為以計算機技術與傳統電工技術為基礎的新型技術，其不僅在電力系統中得到了較為廣泛的應用，同時其功能作用也在電力系統運行效率提升、運行安全保障等方面得到了充分體現，目前已經受到了電力系統領域的高度重視。基于此，本文對電工電子技術的特點進行了分析，同時圍繞電工電子技術在電力系統中的具體應用展開了探討，希望能夠對電力系統的完善發展起到一定幫助。

關鍵詞：電力系統? 電工? 電子技術? 應用分析

中圖分類號：TM1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）07（b）-0091-03

Abstract： Electrical and electronic technology as computer technology and new technology based on the traditional electrical technology， it not only has been widely used in electric power system， and its functional role in safe operation of power system operation efficiency， security， etc were fully reflected， has so far received attaches great importance in the field of power system. Based on this， this paper analyzes the characteristics of electrical and electronic technology， and discusses the specific application of electrical and electronic technology in the power system， hoping to contribute to the perfect development of the power system.

Key Words： Power system; The electrician; Electronic technology; Application analysis

在計算機技術持續發展的背景下，機電一體化產業近些年迅速興起，并將電力系統與計算機網絡系統有效連接起來，推動了電力行業的網絡化發展，而涵蓋電力生產、電氣工程、計算機等多個領域的電工電子技術，則正是實現電力行業網絡化發展的關鍵技術之一。由此可見，未來電力系統的發展必須要以電工電子技術作為支撐，而針對電工電子技術在電力系統中應用的研究，也是十分必要且具有現實意義的。

1? 電工電子技術的特點

1.1 集成化

集成化簡單來說就是在對電工電子技術的應用中，必須要依靠多種單元器件來實現，而這些單元器件彼此間則存在著并聯關系，能夠集成化在某一個基片，將自身相對于傳統電工技術的優勢充分發揮出來。例如單元器件的集成化特點能夠使各種單元器件的整體體積大大縮小，為計算機技術與電工技術的融合創造良好基礎條件，而在計算機的支持下，電工電子技術也能夠更好滿足電力系統網絡化的發展需求。

1.2 高頻化

電工電子技術的高頻化特點與其集成化特點直接相關。基于現代社會巨大的電力需求，電力系統對于電子器件的工作速度往往有著較高的要求，而在對電子器件集成于基片后，則恰恰可以使電子器件的工作速度得到提升，這種持續的高速度運行正是電工電子技術高頻化特點的直觀體現。例如在電力系統中，金氧半場效晶體管在集成后，其工作頻率可達100kHz以上，是常規電力晶體管的數十倍。

1.3 全控化

電工電子技術的全控化特點主要是指對全自動化關斷器件的應用。在傳統電工技術的支持下，電力系統通常會采用半自動化控制的晶閘管，相關器件通常都具有著復雜的換相電路，雖然能夠在一定程度上電力系統控制滿足需求，但工作效率卻相對較低，穩定性與安全性也比較差。而在電工電子技術得到應用后，這類半控型期間開始被具有自關斷功能的電子器件所替代，不僅使電流設計得到了簡化，同時也保證了電子器件的運行安全。

2? 電工電子技術在電力系統中的應用

2.1 靜止勵磁控制的應用

隨著社會電力需求的不斷提升，近幾年很多大型新建發電機組均開始投入運行，這雖然在一定程度上滿足了社會電力需求，但由于新建發電機組的容量普遍較大，對于勵磁系統的要求也比較高，因此傳統直流勵磁機在運行穩定性、火花控制等方面的問題也開始逐漸暴露出來。針對這些問題，相關企業目前已經開發出了以可控硅電子技術為基礎的自并激靜止勵磁系統。與傳統直流勵磁機相比，自并激靜止勵磁系統具有著結構簡單、可靠性強、工程造價低、調節響應速度快、滅磁效果好等特點，將其應用到發電領域后，可以實現對傳統直流勵磁機的有效替代，并解決傳統直流勵磁機存在的諸多問題，保證電能輸送的穩定性與發電系統的控制能力，因此目前已經成為了常規發電領域的必然發展趨勢。

2.2 發電頻率控制的應用

受資源枯竭、環境污染等問題的影響，近些年太陽能、風力發電、水力發電等可再生清潔能源開發技術迅速發展了起來，并在電能供應、節能環保等領域做出了階段貢獻，但由于電力系統對于發電頻率穩定性要求較高，而當前非火力發電方式的發電頻率又很容易受到影響，因此為實現對發電頻率的有效控制，同樣需要對電工電子技術加以應用。以水力發電為例，在發電過程中，水流速度與水源壓力都會直接影響到發電頻率，且很難人為加以控制，如果水流速度與水源壓力變化較大，那么發電頻率的穩定性也會隨之出現問題，并對電能的輸送造成影響。而通過對電工電子技術的應用，則可以將雙饋型異步發電機應用到發電系統中來，建立變速恒頻勵磁控制系統，該系統可以在水力發電過程中對水流速度與水源壓力的具體參數進行采集，并根據參數變化來對轉子勵磁電流的頻率進行實施調節，以實現發電機定子側電能的恒頻輸出，這樣電力系統的發電頻率能夠區域穩定，而可再生清潔能源也可以在發電領域得到更好的應用。

2.3 靜止無功補償的應用

電力系統對于電氣設備的應用非常之多，由于不同電氣設備在運行過程中的控制要求會存在很大差異，因此在出現特殊情況時，如何實現對各種電氣設備的及時、準確控制就成為了電力系統輸電環節所面對的重要問題。從目前來看，基于傳統電工技術的手動電氣開關雖然可以滿足不同電氣設備的控制要求，但在控制的準確性與及時性上卻存在很大不足。而在電工電子技術得到應用后，則可以用晶閘管來代替傳統電氣設備手動開關，作為靜止無功補償器負責設備控制，設備運行過程中計算機系統根據輸電系統的運行情況來確定控制指令，晶閘管則按照控制指令自動完成完成開關動作，在保證開關控制及時性的同時，避免誤操作現象的發生。雖然我國尚未實現對靜止無功補償器的研發，靜止無功補償器也沒有在電力系統中得到推廣，但其未來在電力系統輸電環節的應用卻仍然是可以預見的。

2.4 輸電安全保護的應用

輸電環節的安全性與穩定性一直都是電力系統所面臨的重要問題，而以電工電子技術為基礎的高壓直流輸電與柔性交流電輸電，則恰恰可以使這一問題得到有效解決。例如在高壓直流電的輸電過程中，通常都需要利用變壓器來完成電流、電壓、阻抗的變化，以保證輸電安全，而在電工電子技術得到應用后，晶閘管與換流閥的出現卻在功能上逐漸代替變壓器，成為了高壓直流輸電的重要轉換設備。通過對晶閘管與換流閥的應用，輸電系統不僅可以無變壓器的情況下保證輸電安全，有效控制電力系統的運行成本，同時也可以提高轉換設備的移動能力，為設備安裝、維護提供方便，這對于輸電安全保護同樣是很有幫助的。

2.5 電能質量控制的應用

在電力系統中，配電系統主要負責對電能質量加以控制，而電工電子技術的應用，則可以是配電系統的核心目標得到輕松實現。一方面，電工電子技術支持下的晶閘管等設備能夠對電壓、諧波等進行實時、高效調節，在滿足電力系統在電壓、諧波等方面電能質量要求的同時，避免瞬間波動的發生。另一方面，借助電工電子技術的集成化、全頻化特點，還可以對工頻配電系統變壓器加以改造，消除器體積大、高污染的不足，同時建立諧波的實時監控系統，收集配電系統諧波參數的實時數據，這些對于電能質量控制同樣是很有幫助的。

2.6 節能降損環節的應用

電工電子技術在電力系統節能降損環節的具體應用主要有兩個方面：變負荷電動機調速運行和控制無功損耗。電力系統中降低能耗的方法主要是降低電動機能耗，主要使用的技術是變負荷電動機調速技術，使用該項技術能夠有效降低電動機能耗。目前在變負荷設備中越來越多地使用調速控制技術，在控制風、水流量方面發揮了積極作用，提高了調節的效率和精度，使用范圍變得更加廣泛，甚至可以實現無極調速效果。但是該項技術在降低能耗的，有效調速的同時還存在一些缺點，比如投入較大，并且容易對電力系統產生污染，對其應用還需要進行深入研究。

3? 結語

總而言之，電工電子技術在電力系統中的應用具有著很強的必要性，無論是發電環節、輸電環節還是配電環節，電工電子技術能夠發揮出重要作用，但要想將保證電工電子技術的應用效果，則還需把握好電工電子技術的特點，并根據實際情況來對各種技術進行靈活應用。

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