电力电子技术在电力系统中的应用及前景王君会

电力电子技术在电力系统中的应用及前景王君会

王君会刘爽爽

(天津瑞能电气有限公司天津市300385)

摘要：在国民经济的快速发展过程中，电力成为最为重要的二次能源。由于国家电网体量较大，改革进程相对较缓，电力电子技术在电力系统中的应用还正在探索阶段。但可以肯定的是电力系统中电力电子技术广泛应用的浪潮已势不可挡。本文就主要针对电力电子技术在电力系统中应用现状以及未来发展形势做出简要分析，希望能够为相关方面的研究提供一些参考。

关键词：电网；电力电子技术；新能源；直流输电

引言

电工电子技术在信息化高速进步的背景下不断进步，成为现代电子技术和电力技术相融合的一种新型技术，并引入了智能化技术，让其应用范围更广，在互联网时代下具备了全面性和综合性特征。电工电子技术在电力系统中的应用能够在一定程度上大幅度提升电力系统的工作效率，在我国步入经济新常态这一背景下促进电力行业不断发展。

1电工电子技术在电力系统中的作用和重要意义

1.1能够实现对电能的优化处理

电力系统涉及到的方面和环节特别多，任何一方面出现问题都会影响到电力系统的运转，因此未来能够让其可以顺利运转需要对每一个环节涉及到的资源实施科学整合和优化，能够最大程度的促进电能和每一项资源可以最大程度的得到利用，防止由于没有实现资源优化以及其他问题而出现巨大的浪费。运用电工电子技术能够完美对电能实施最为科学的优化，此外也能够让电力系统所有环节可以顺利实施并且能够紧密结合，最终能够让电力系统稳定高效的工作提供有力的保证。

1.2实现机电一体化目标

机电一体化是当前提高机械效率和降低生产成本的电力系统新的发展方向，特别是在信息化时代，电子产品不断升级换代，这也促使了电工电子技术飞跃发展。电力系统中智能化程度和自动化程度是电力系统发展水平的重要体现，而在电工电子技术的基础上发展机电一体化是电力企业发展科学技术和实现机电一体化目标的前提。

1.3明确电力系统的发展方向

电工电子技术在我国经济体制改革和电力企业深化改革的背景下可以促使机电设备向着小巧化方向发展。另一方面电力企业为了提高自身的经济效益和社会效率，在减少能源消耗的基础上降低污染物的排放，需要快速提升电力系统运行速度和提高传统电工电子技术运行模式的转换速率，能够让电力系统明确在信息化时代背景下电力系统的发展方向，特别是互联网技术和计算机软硬件的发展需要不断开展电工电子技术的研究，调动电力企业的相关资金和人力物力来开展电工电子技术的研究和引进来促使电力系统可以高效进行。

2电力电子技术在电力系统中的应用

2.1电力电子技术在电力系统中发电环节的应用

2.1.1发电厂风机水泵的变速调频

从电力系统的整体来看，发电厂机水泵虽然是一个耗电量相对较高的发电设备，但是其运行效率却相对较低。因此一些发电厂机水泵就通过运用电力电子技术来进行变频调速，进而来达到其节能减耗的目的。通常选用高频变压器或者低频变压器来进行对发电厂机水泵的变频调速工作，但是相对而言，高频变压器和低频变压器比起来技术水平要略微逊色一些。

2.1.2太阳能控制系统

我国以及全世界的未来能源结构调整的战略方针之一就是太阳能清洁能源的普及和应用。把直流电转换为交流电是独立系统或并网的大功率太阳能发电的必要环节。而逆变器可以实现对太阳能控制系统的最大功率的跟踪，是其正常运转的核心所在。

2.1.3风力发电机及水力发电机的变速恒频励磁

风力发电机的有效功率与风速的关系呈三次方正比，通过变速运行风力发电机机组可以使风力发电实现有效功率最大化；水力发电机的有效功率在很大程度上受水头的压力及流量影响，并且水头的变化幅度也会改变水力发电机机组的转速。

2.1.4大型发电机的静止励磁控制

静止励磁的优点是结构简单、可靠性较强、造价低，世界的各大电力系统中都应用到了静止励磁，它主要采用的是晶闸管整流自并励。大型发电机通过运用电力电子技术省去了励磁机，可以说电力电子技术是大型发电机实现静止励磁控制的重要保障。

2.2电力电子技术在电力系统中输电环节的应用

2.2.1直流输电技术

晶闸管变流装置同时应用在高压直流输电的送电端的整流装置与受电端的逆变装置中，大容量、长距离等的损耗问题可以因此得到有效解决，在远程的输电工程中直流输电技术的作用重大，它有稳定性高、电容量大、控制性强、操作性强、灵活度较高的特点。

2.2.2交流输电技术

现如今推广与应用柔性的交流输电技术是我国电力系统的工作人员在交流输电方面的主要研究内容。弹性补偿技术与柔性交流输电系统的技术在实质上是相似的，即对发电输电系统的电压及线位的控制。柔性交流输电技术是传统交流电力系统通过电力电子技术改造而来，它能够同时降低输电损耗、加强电力系统运行的稳定性。

2.3电力电子技术在电力系统中配电环节的应用

目前配电系统急需解决的问题是怎样提高配电系统的电能质量与加强供电的可靠性。满足频率、电压及不对称度，抑制各种瞬态的干扰与波动等要求都是电能质量控制需要注意的事项。这一问题可以通过电力电子技术得到有效解决。通过应用电力电子技术中的变换技术，电力电子变压器在很大程度上实现了对能力的有效控制及转换，同时也极大的提高利用电能的可靠性、有效改善电能质量、实现了对电网谐波的实时控制。

2.4在电力系统节能方面的应用

电力系统工作过程中为了能够让电动机可以高效率地体现出其工作价值，可以对电动机实施调速，从而在一定程度上快速提高其性能与功能。电工电子技术在实施的过程中可以将挡风设备进行替换，以快速提高电动机在这一阶段的转速，并能够同时快速减少对能量的消耗，符合国家在当前提出的节能减排这一政策。和国际先进电力系统进行比较，国内的电力系统依然存在不小的差距，挡风设备在很多企业中不能得到有效应用，而且电工电子技术在我国的研发依然有很长的一段路需要走，并且在电工电子技术应用的深度上有着很多欠缺。要想解决此类问题，就需要在电力系统节能研究过程中快速提升电动机工作过程中的功率，进而让电动机可以在规定的范围内正常高效地运行，在节约能源的基础上实现了电动机应用效能的最大化。

3电力电子技术在电力系统中应用前景

3.1变压器的改革

目前在我国变压器还都是传统的工频变压器，但工频变压器的效率较低，且体积大，需要专人检修。而在电力电子技术中使用的高频变压器具有体积小，质量轻，效率高，可使用器件故障监测技术，从而大大减少了人力物力的投入。所以变压器的高频化是必然的，但以目前我们所拥有的技术，低频变压器在电网中的位置依然非常重要，尤其是处理较大功率的电力变压器，但随着IGBT的发展，这一状况有望改善。也许在不久的未来等到技术成熟，我们就可以用高频变压器完全取代工频变压器。

3.2电能质量调节

电力电子技术中功率因素调节和动态无功补偿装置可以对系统中存在的谐波进行限制，可以针对用户所需无功进行补偿，以保证电网中的电能质量处于较佳的稳定状态。目前国内一些电网提出的方法有使用SVG来提高电网电压稳定，通过载波移相的方法和最近电压逼近方法来抑制电网中的谐波。但还都仅存在于理论阶段，相信在不久的未来将应用于实际。

结束语

总而言之，电力电子技术已广泛应用于电力系统的各个环节，增强了电力系统的稳定性，改善了电力系统的电能质量，加快了电力系统的改革步伐。目前电力电子针对电力系统中遇到的问题正在积极的探索解决办法，为电力系统长期可靠运行贡献出巨大贡献。

参考文献：

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