電力電子技術在電氣工程中的應用

張帆

摘要：電子技術是建立在科技創新發展的基礎上，此項技術被逐漸運用到電力系統等行業發展中，提高電子器件的控制效果，從而保障系統操作的精準性。電子技術在電氣控制領域中主要表現為電子零件的控制轉化，讓電子系統能保持比較平穩的運行狀態，也可以開展實施技術調整處理，進一步提高電氣控制的效果。為了更好分析電子技術的應用優勢，提高其在電氣控制中的應用效果，文章進行多個方面的探索和研究，希望能增加人們對電子技術的認知程度。

關鍵詞：電氣工程;電力電子技術;應用

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A

1 引言

電力系統的發展一直與我們的生活息息相關，深刻的影響著我們生活的方方面面，其發展雖日益成熟，但有一些方面仍有待完善。例如，電能的使用效率低、電力系統的經濟性不夠理想，以及發電方式單一等問題。電力電子技術作為一個基于電子、電力和自動控制學科的新技術，因其變換和控制電能的能力，為電力系統的發展注入了新的動力。

2 對電子技術的思考

研究指出電子技術是現代社會的技術代表，工作原理是借助電子器件對區域電能進行有效的控制，通過技術支持提高電能轉化的效率，其中包含閘管等多種形式的電子器件。電子技術在電力系統中得到比較廣泛的應用，通過電子技術的充分應用能提高元器件的管理效果，也能優化相關的技術操作，推動電力系統實現高效率的發展。在進行電氣控制的過程中運用電子技術可以將相關學科知識進行整合，在設備運行中實現科學管理以及精準控制的目標，也能及時檢查各項電路數據并開展針對性的技術維護，預測可能出現的管理問題并制定技術解決方案。此外也能對多種電力設備開展數據監測工作，保障電力系統可以實現安全且高效的運行，避免電力安全事故的發生，體現出比較強的技術應用價值。

3 電力電子技術的應用

3.1 發電環節

是否可有效推進能源的可持續發展，對社會發展速度存在著直接影響，也有助于提升我國建設發展的效率。我國正處于智能電網建設發展的關鍵時期，合理應用電力電子技術不僅有助于提升能源的實際利用效率，也有利于更好地保護自然生態環境。將電力電子技術和能源有效結合，有助于提升電力電子技術的先進性。基于電力系統和電力電子技術的有效結合衍生而成的柔性交流輸電方式，可大幅度提升對電力系統各參數的控制效果。同時，就發電環節來講，可有效利用風能等具備可再生能力的能源實施具體的發電操作，經由電力電子技術，促使電機組加入至電網中，對電池的充放電過程進行更為有效的控制，有助于提升電網供電的整體穩定性。

3.2 預測控制系統的作用

在電力電子領域中，預測控制系統的應用價值也十分的明顯。其通過更長時間跨度的優化控制，能夠進一步保障電力電子領域的穩定性。該技術將控制過程劃分為了若干個時間跨度的最優化問題，同時進行最優解的處理。相比于以往借助于統計學、時間序列分析的處理形式而言，預測控制系統下的預測過程更為簡便、且預測的精度也更有保障。例如在傳統電力電子系統中，受制于供配電用電安全的需求限制，如何根據實施狀況去調整發電機向線路配電是一項十分復雜的工作。在傳統的技術條件下，預測的精度與實際情況有較大的差異，特別是在高峰用電的階段，傳統預測方法因為不具備適應性要求，所以一味的沿用也只能是破壞電網的穩定性以及用電的質量與安全。而預測控制系統最大的優勢就在于其所具備的較強的自適應預測能力，對于系統中存在的干擾以及噪音等不確定問題，其也能夠表現出較強的魯棒性。

3.3 智能開關的應用

智能開關是智能電網中廣泛應用的一項先進技術，該技術是建立在電力電子技術基礎上實現的。目前該技術在智能電網中已經大規模使用。通過智能開關的控制，電網能夠實現任何電網位置電壓與電流開閉處理，這樣能夠保證輸電網絡在出現故障時，能夠對故障區域的電網進行通斷控制，從而增大了電網在運行過程中的可靠性。目前智能開關的優勢主要體現在以下2個方面：當電網系統出現電流過載以及漏電這些情況時，智能開關能夠立即自動斷開相應電路，從而保證了整個電網的安全運作。其次，在電流出現不穩定的情況下可以主動避免電路中的儀器儀表和普通民用電器設備遭受破壞。

3.4 配電環節

配電環節可對住戶產生直接影響，合理結合電力電子技術及自動化技術，可對整個配電過程加以有效控制，及時、良好地解決各種內外界因素導致的電網故障問題。例如，美國對IUT裝置的應用已經較為廣泛，此類裝置不僅可發揮傳統變壓力的職能，還可以通過單項轉為三項以及下陷矯正等方式對系統的運行加以優化和改良，進而有效提升配網遠程監控操作的實效性。截至目前，我國應用的SVC技術已經超過20套，累積節約電能約為26GW/h電能，累積增長的國家收入約為1149000萬元。

4 應用發展方向

4.1 智能化電力監控

當前社會的不斷發展對于供電量、供電安全等問題都有了更高的要求。例如公共設施建設、居民生活用電的增加，除此之外當前隨著新能源汽車項目的發展也為電力的保障提出了挑戰。隨著電力電子裝置智能化趨勢的愈發明顯、電力監控范圍的逐步擴大以及監控方式的多元化，電力監控已經從對供電系統的實時監控拓展到不同空間以及不同設備系統的監控領域。例如智能化電力監護系統能為一些獨立的電力設備提供“監控一體化”的解決方法。通過歷史數據庫的建立、工業自動化組態軟件以及通信網關服務器等軟硬件的配備，進一步滿足這些電力設備的監控需求。該系統最大的優勢在于能夠進行人機交互、故障報警、事故記錄以及數據采集。這些功能的拓展無疑會極大程度上提高對被監控對象的數據采集、監控，同時對于系統本身的穩定性以及日常維護，也能夠起到十分關鍵的作用。對于提高電力系統的安全穩定性也是大有裨益的。

4.2 電網結構升級優化

隨著智能電網負荷接入量的快速增長，對電網結構進行優化升級任務緊迫。比如在電網間輸電時，容易因相位差異產生電壓波動干擾，可通過采用背靠背直流輸電技術解決這一問題。先將交流電轉換為直流電，再將其轉換為交流電輸送到相鄰網絡，采用微機跟蹤控制電壓和相位，提升電網間輸電質量。此外，在電力電子技術的快速發展下，微網并網技術也得到較快發展。微網的出現改變了配電網組織形式，其核心設備是并網逆變器，通過采用先進的逆變器裝置，可以為分布式電源并網提供支持，從而適應更加復雜的電力系統控制要求。

5 結束語

綜上可知在電氣控制中運用電力電子技術可以構建更加完整的管理體系，借助電子技術優勢讓電氣設備可以保障平穩且安全的運行狀態。同時在進行電氣控制的過程中運用電子技術也能將相關學科知識進行整合，在設備運行中實現科學管理以及精準控制的目標，也能及時檢查各項電路數據并開展針對性的技術維護，體現出比較強的技術應用價值。

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