電力電子系統在控制技術中的應用策略研究

俞哲恒

摘要：電力電子技術經歷了半個世紀的發展，從以電路技術、現代控制技術、功率半導體器件以及計算機技術為支撐轉變為在電能質量控制、新能開發、民用產品等更多的行業應用，有了很大的進步，其中，最成功的應用于電力系統的大功率電力電子技術就是直流輸電。加之柔性交流輸電在20世紀80年代被提出之后，電力電子技術更是在電力系統中廣受關注，并且相繼出現了許多種類的設備。本文主要針對電力電子系統在控制技術中的應用策略進行簡要分析。

關鍵詞：電力電子;系統;控制技術;應用;策略

1電力電子技術發展情況分析

1.1電力電子技術對電氣控制技術的重要價值

現階段，電力電子技術在電力系統中的應用范圍不斷擴大、應用水平也在逐漸提升，電力轉化與可控系統當中的電子構件，能夠有效提升電力系統工作質量與工作效率。同時，電力電子技術對于整個電器控制領域而言，也具有著直觀決定的重要地位。電工原理、現代電子學以及智能化、自動化的控制技術，相互依托、相互作用的背景下，共同構成了先進的電力電子系統。這種系統能夠有效控制各種各樣的電氣設施，精準檢驗電氣系統當中海量的數據信息，在發生問題或故障的過程中，實現自動化的實時報警。并且，將電力電子技術應用于電氣控制當中，還能達到對設備運行狀態的動態化監督管理，大幅提升電氣控制的整體質量。

1.2電力電子技術發展情況分析

隨著人類科技水平的不斷提升，電力電子技術逐漸走進現代人視野，也成為相關學術領域重要研究課題。電力電子技術自誕生以來，大致經歷了兩個發展時期，即電子構件制造時期和將電力電子技術應用于電路當中的時期。在技術水平的不斷推動下，電子構件制造與電路當中的有效應用均得以快速發展。在電子構件方面，具體分為三個主要階段，即不可控、半可控以及全可控。現階段，電力電子技術在電氣控制中的應用不斷深化，逐漸實現全自動，甚至智能化的控制。

2電子電工技術的特點

2.1集成化

電子技術與電氣技術的集成，是指以基板為載體，通過互聯網信息技術，將電氣設備的多個單元器件并聯在一起。現代電子電氣技術的集成方式有三種：在傳統的處理器設備中，二級緩存設備往往嵌入一級處理器中進行集成;在電力系統的單元設備中，采用聯合電壓的方式進行集成;另一種方法是將單元器件安裝在現有的基板上，整個電路中沒有其他安裝。一般來說，電子技術和電氣技術的綜合特性不同于傳統的電氣技術，即單元器件分開安裝。在現代電子和電氣技術中，單元器件常常被選擇在基板上形成高度集中的刻度。

2.2高頻化

為了提高集成器件的速度，電氣電子技術具有不斷提高電氣設備工作效率的特點。例如，電力企業電子電氣技術的應用，使絕緣雙極晶體能夠保持高頻運行，大大提高了電子器件的正常運行速度。

2.3可持續化的特點

在將電工電子技術應用之后，使其具有了可持續化的特點：一方面，電工電子技術的應用，降低了火力、水力、太陽能發電的困難程度，提高了自然資源發電的穩定性，在未來電力系統對自然環境的危害會逐漸降低;另一方面：提高了工作人員的環保意識，讓他們認識到可以通過技術對傳統電力系統進行改造，向著環境友好、可持續發展的方向前進，在維持群眾用電需求的基礎上，進一步降低對大自然的危害。

2.4全控化

電子電氣技術的全面控制，是指從傳統的半控共晶閘管發展到各種自閉裝置，在電力系統設備功能自主權方面取得重大突破。各種自閉裝置是實現電子電氣技術全面控制的基本裝置之一。與傳統電力系統中復雜的電子器件換流電路相比，現代電子電氣技術大大簡化了電力系統中電子器件的內部電路。在電子電氣技術通過完全控制實現電力系統的簡化后，電子設備也通過電子信息技術在功能上有了重大突破，而電子設備的全面控制和電力系統的簡化進一步提高了系統的運行效率。

3電力電子系統在控制技術中的應用策略

3.1開關控制設備的運用

在電力系統復雜程度、功能性不斷提升的作用下，其電磁兼容水平需求也在隨之增加，對電力設備質量提出更高要求。傳統模式下的電氣系統，為達到節省空間的目的，普遍選擇常規開關對變壓器實控制。雖然這種方式能夠有效提升空間利用率，然而其本身也會對電氣系統造成一定程度的電磁干擾，不利于設備的正常使用。為解決電磁干擾問題，降低噪聲現象，可以將電力電子系統為核心的軟開關應用其中，在提升電氣設備可靠性與穩定性的同時，進一步實現電氣控制的科學化發展。

3.2電路保護設備的應用

電路保護設備作為電氣系統中的重要組成部分，對整個電氣系統的正常運行產生直接影響。當電力電子電路出現問題期間，電路保護設備能夠對其產生有效的保護作用，及時作出與之相應的保護措施。現階段，常見的電路保護設備包括高效熔斷器、繼電器等等。然而，隨著電子領域技術水平的不斷提升，電力電子構件逐漸向更加輕便、小巧的方向發展，同時其功率也變得越來越大。因此，傳統電路保護設備已經難以滿足當下日益提升的要求。將電力電子系統應用于電路保護設備當中，有效結合電路檢驗設備相關信息，在檢驗到電路電流期間，能夠快速完斷電保護，大幅提升保護工作的質量和及時性。

3.3靜態無功設備的應用

隨著我國經濟社會的不斷發展，人民群眾的用電需求不斷增加，對電網功率要求提出巨大挑戰。主要表現在電網當中功率變化頻率的提高，對電網可靠性、穩定性產生一定程度的負面影響，使電路當中的低頻振蕩難以控制。然而，將以電力電子技術為核心的靜態無功補償設備應用其中，能夠大幅增加電力系統負荷水平，減少功率損耗，實現電路電壓有效控制，全面提升電力系統的工作質量。

3.4高壓直流送電的應用

傳統電廠送電類型普遍以交流電為主，然而在交流電的送電過程當中，會出現較為嚴重的電能消耗，與國家可持續發展戰略、生態發展戰略不符，并且不利于有效控制的實現。鑒于此，現代電廠通過高水平的直流送電技術，將交流電有效轉化為直流電，實現超遠程、高電壓送電。然后，直流電在經過超遠距離輸送后，抵達變電站。通過變電站中相關設備的處理，再使直流電轉化為交流電，為人民群眾的用電提供堅實保障。

3.5輸電環節

在遠距離大容量輸電中，直流輸電技術能有效避免能耗和無功功率問題，具有輸電操作簡單、安全性高、穩定性高等優點，即使輸電環境地理條件復雜，該技術的應用在保證傳輸穩定的同時，使直流變壓器的頻率大大降低，提高了電流轉換設備的性能，節約了傳輸成本。換流器、交流閥和晶閘管在高壓直流輸電中的應用可以促進輸電設備的改造。在柔性交流傳動中，計算機與機械控制技術相結合，可以保證功率的穩定輸出，減少冗余能耗。目前，電力電子設備逐漸取代了傳統的電氣開關設備，提高了輸電設備的精度和效率。提高輸電設備的控制水平，完善輸電系統。電力電子技術的應用有利于降低輸電環節的電耗，降低電力企業的成本損失，提高企業的經濟效益。

4結束語

綜上所述，電力電子系統作為處理電力變換的新興科學技術，能夠有效實現電力功率的轉化，其應用范圍、應用領域不斷擴大，成為影響這個電氣行業發展的關鍵內容。雖然，現階段電力電子系統的應用水平得到良好發展，其應用成果極為突出，但是其對其的應用仍然存在巨大研究空間。相關領域需要建立科學發展觀，在完善現有應用方式的基礎上，對其應用范圍、應用質量進行不斷探索。