王桂哲

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力領(lǐng)域中獲得極大發(fā)展和應(yīng)用。也由此，對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展加大了關(guān)注力度。在我國(guó)目前電力系統(tǒng)中，時(shí)刻改造著電力系統(tǒng)以及增加可使用電量，電力電子技術(shù)的發(fā)展可以使我國(guó)電力供應(yīng)得到極大緩解，給電力系統(tǒng)的發(fā)電傳輸?shù)裙δ軒?lái)基礎(chǔ)，這也象征著電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的地位和影響。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù);電力系統(tǒng);應(yīng)用研究

電力電子技術(shù)是計(jì)算技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體實(shí)現(xiàn)，隨著電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)化和信息化的水平不斷提高，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的作用也越發(fā)明顯。簡(jiǎn)單的說(shuō)，電力電子技術(shù)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)將強(qiáng)電和弱電進(jìn)行有效的組合，它是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電子技術(shù)、電路技術(shù)還有電力控制技術(shù)為一體的服務(wù)性的技術(shù)。筆者就電力電子技術(shù)在我國(guó)電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行了重點(diǎn)闡述，說(shuō)明電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的重要性。

1電力電子技術(shù)發(fā)展及特點(diǎn)分析

電力電子技術(shù)是把電子技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)供電質(zhì)量。隨著科技水平的不斷提高，許多新的材料被應(yīng)用與電力系統(tǒng)中，為電力系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的應(yīng)用提供了支持，電力電子技術(shù)的在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力的有效控制，用戶可以更方便的使用電能。在現(xiàn)代化電力系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的應(yīng)用時(shí)必不可少的，電力電子技術(shù)包括材料期間的制造技術(shù)和電子電路的變流技術(shù)。電力電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了第一代半控型電力電子技術(shù)，第二代全控型電力電子技術(shù)和第三代復(fù)合型電力電子技術(shù)，目前電力電子技術(shù)的主要發(fā)展方向是小功率的集成電路，小功率的集成電路技術(shù)把驅(qū)動(dòng)、控制和功率器件技術(shù)綜合在一起，最大的優(yōu)點(diǎn)是降低功率。電力電子技術(shù)中整流電路的應(yīng)用比較廣泛，并在電力電子技術(shù)的應(yīng)用中占有重要的地位。隨著自關(guān)斷器件的應(yīng)用，高頻化成為電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，電力電子的控制技術(shù)在新階段的應(yīng)用還包括無(wú)功率功率控制和神經(jīng)元控制等方面，目前在電力電子控制技術(shù)中傳統(tǒng)的模擬控制已經(jīng)不能滿足電力電子技術(shù)發(fā)展的需要，取而代之的是微處理器的數(shù)字控制技術(shù)。

2電力電子技術(shù)發(fā)展進(jìn)程

2.1電力電子技術(shù)的產(chǎn)生

電力電子技術(shù)是在20世紀(jì)50年代晶閘管的出現(xiàn)而形成的一種技術(shù)，可以分為器件的制造技術(shù)和電路的變流技術(shù)。隨著晶閘管的廣泛應(yīng)用，人們?cè)诰чl管的基礎(chǔ)上生成了新的裝置—可控硅整流裝置，這個(gè)裝置的產(chǎn)生標(biāo)志著電力系統(tǒng)技術(shù)的又一次跨越，是電力電子技術(shù)產(chǎn)生的標(biāo)志。自此步入了電力電子器件的變流器時(shí)代。

2.2電力電子器件的發(fā)展

電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)展中前途無(wú)限，電力電子器件主要分為三代。接下來(lái)就對(duì)每一代電力電子器件的發(fā)展以及特點(diǎn)進(jìn)行具體的介紹。第一代電力電子器件又稱半控型，主要以電力二極管和晶閘管為代表，特點(diǎn)就是體積小、耗能低。第一代電力電子器件在電力電子技術(shù)發(fā)展初期作出了巨大貢獻(xiàn)，迅速擊敗了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的老式整流器，為電力電子技術(shù)的發(fā)展提供了很好的基礎(chǔ)。尤其是電力二級(jí)管能夠較好的改善電路性能，且能降低電路損耗和提高電源使用率?，F(xiàn)在整流二極管種類很多，功能也有所不一樣。第二代電力電子器件又稱為全控型，其特點(diǎn)就是具備自動(dòng)關(guān)斷能力，如可以關(guān)斷晶閘管。同時(shí)和第一代半控型電力電子器件相比，提高了開關(guān)速度，可以運(yùn)用于開關(guān)頻率較高的電路中。第三代電力電子器件產(chǎn)生于上世紀(jì)末，屬于復(fù)合型，其特點(diǎn)是體積更小，結(jié)構(gòu)更緊湊。第三代電力電子器件將幾種電力器件相結(jié)合形成電子模塊，方便了電力器件的使用，也為后來(lái)集成電路的產(chǎn)生打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著集成電路的出現(xiàn)，標(biāo)志著電力電子技術(shù)向著高頻化、模塊化、智能化等方向邁進(jìn)。

以上是電力電子器件發(fā)展經(jīng)歷的三個(gè)階段，使得電力電子技術(shù)向著高頻技術(shù)的現(xiàn)時(shí)代發(fā)展，在電力系統(tǒng)中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。另外在電力電子技術(shù)發(fā)展時(shí)，增加了節(jié)能環(huán)保、智能化的特點(diǎn)。

3電力電子技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

3.1輕型直流輸電和直流輸電技術(shù)。通常在電力系統(tǒng)領(lǐng)域中，直流輸電是發(fā)電系統(tǒng)的主流，主要是因?yàn)橹绷鬏旊娔軌蜢`活調(diào)節(jié)、并且輸電容量大和運(yùn)行穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，在很大程度上能節(jié)約物力與人力。而對(duì)于海底電纜輸電和遠(yuǎn)距離輸電等大型輸電，目前運(yùn)用比較多的還是高壓直流輸電。隨著我國(guó)電力部門對(duì)其電力系統(tǒng)的深入研究，電力電子技術(shù)的應(yīng)用讓直流輸電技術(shù)產(chǎn)生了新的突破，得到了較大發(fā)展，在直流輸電技術(shù)上加以完善使其成為輕型直流輸電，輕型直流輸電的問(wèn)世對(duì)于電力系統(tǒng)的輸電環(huán)節(jié)可謂是雪中送炭，它完善了以往直流電輸電技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)中的問(wèn)題，與以往相比，輕型直流電在輸電時(shí)不需要通過(guò)復(fù)雜的形式，可以直接向無(wú)交流電源的負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行輸電，大大節(jié)約了人力與物力。其主要技術(shù)便是對(duì)脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行無(wú)源逆變，不得不說(shuō)，這是我國(guó)電力系統(tǒng)的一個(gè)重大突破。

3.2電能質(zhì)量技術(shù)。在電能質(zhì)量技術(shù)方面，我國(guó)對(duì)于這類技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用研究不夠嚴(yán)謹(jǐn)，甚至沒(méi)有建立起一套完善的電能質(zhì)量評(píng)估制度，在很大程度上降低了電力系統(tǒng)“優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)”的有效運(yùn)行。電氣化鐵道平衡供電技術(shù)方面的實(shí)現(xiàn)、統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器、優(yōu)質(zhì)電力園區(qū)的優(yōu)化的問(wèn)題都沒(méi)得到解決，而電力電子技術(shù)的應(yīng)用能夠統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器，同時(shí)，通過(guò)蓄電池的充放電調(diào)節(jié)能夠讓用戶在使用時(shí)自身去控制電量，以此為用戶帶來(lái)方便，同時(shí)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

4電力電子技術(shù)在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

對(duì)于電力系統(tǒng)的配電環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，最主要的問(wèn)題便是增強(qiáng)電能質(zhì)量與提高供電的穩(wěn)定性，電力電子技術(shù)的運(yùn)用剛好能解決這方面的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于電能質(zhì)量的控制有著一定的考量標(biāo)準(zhǔn)，比如說(shuō)對(duì)于各種瞬態(tài)的干擾和波動(dòng)及滿足對(duì)頻率、電壓、諧波的有效控制。而通過(guò)電力電子技術(shù)的應(yīng)用，能有效完善在配電環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的這些問(wèn)題，從而提高供電的穩(wěn)定。在一般情況下，人們將電力電子技術(shù)在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用稱為DFACTS技術(shù)。它的開發(fā)是在原有FACTS技術(shù)基礎(chǔ)上所改善發(fā)展的一種新型技術(shù)。兩者技術(shù)相似，卻又有很大的不同，相同的地方在于結(jié)構(gòu)原理相似，不同在于DFACTS技術(shù)具有FACTS技術(shù)沒(méi)有的功能，最主要的地方便是體現(xiàn)在對(duì)配電環(huán)節(jié)的控制功能中。

5 應(yīng)用于節(jié)能環(huán)節(jié)

5.1減少無(wú)功損耗。電氣設(shè)備中的變電器等設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中不僅會(huì)消耗有效功率還會(huì)消耗無(wú)效功率。與有功電源相類似，無(wú)功電源也具有確保電能質(zhì)量的作用。由此可知，在電力系統(tǒng)中，有必要保持無(wú)功平衡。否則將會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)電壓降低和功率因數(shù)下降，最終使設(shè)備受到相應(yīng)程度的破壞，嚴(yán)重時(shí)甚至可導(dǎo)致電壓崩潰和大面積的停電事故。因此在電氣設(shè)備無(wú)功容量不足的情況下，有必要相應(yīng)增加無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，以提高設(shè)備功率因素，減少無(wú)功損耗。

5.2變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行

在電力系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)節(jié)中，電子技術(shù)的應(yīng)用主要包括電動(dòng)機(jī)本身技術(shù)和變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)。在水泵和變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)中，交流調(diào)速技術(shù)因具有精度高、效率快、調(diào)速范圍廣的特點(diǎn)得以廣泛應(yīng)用。除此之外，交流調(diào)速技術(shù)節(jié)能作用顯著，可省電30%。但受其高昂成本和產(chǎn)生的高次諧波的影響，目前變流調(diào)速技術(shù)多用于礦山和冶金等行業(yè)。

結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)電力傳輸進(jìn)行分布時(shí)，電力電子技術(shù)更加容易調(diào)節(jié)，能夠保證可再生能源大規(guī)模的發(fā)電，并且也可以將信號(hào)遠(yuǎn)程發(fā)送到控制電網(wǎng)上，智能電網(wǎng)的發(fā)展必須要采用電力電子技術(shù)。并且隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電力電子技術(shù)也必定會(huì)更快的發(fā)展，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，對(duì)于電網(wǎng)的進(jìn)一步法杖奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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