电力电子技术在照明系统中的应用

电力电子技术在照明系统中的应用

张安平

身份证号： 522124198508272813

摘要：随着科学技术的不断进步，国民经济增长速度越来越快，电力行业成为经济支柱产业。随着水力、风力、核能、地热能等新能源发电快速发展，电力系统中电力电子技术的应用范围越来越广，优势也更加突出。电力电子技术在照明系统中发挥了极其关键的作用，推进了照明系统的改革，一方面改善了照明系统发电环节的问题，另一方面提高了输电、配电的电力效能。虽然目前我国电力电子技术的应用正处于摸索前进阶段，但是其在照明系统中有着较好的应用前景。

关键词：电力电子技术；照明系统；的应用

引言

进入21世纪之后，能源问题已经成为人类生存和发展的首要问题。煤、石油以及天然气等不可再生资源的储备量越来越少，引发了能源危机，使用绿色能源来代替传统能源是解决这一问题的重要途径。在照明系统中，风光互补路灯受到了人们的关注，这是一种特殊的离网照明系统，由风能和太阳能共同供电。在电力电子技术的支持下，该系统在实际应用的过程中能解决传统路灯长途供电的弊端，同时提高储能系统的性能，展现了广阔的发展前景。

1电力电子技术概述

电力电子技术指的是囊括了电力技术、电子技术和控制技术等先进技术的综合性学科，主要由变流电路、控制电路、电子器件构成。该技术的内容包括：（1）电子器件与电路、电力传输与配电二者之间的组合排布；（2）利用控制装置，让所有设备按照设定的参数规范运行。电力电子技术最早出现于1947年，是在晶体管的基础上延伸而来的。之后MOS和IGBT等功率半导体复合器件诞生，代表电子电力技术时代正式到来。纵观电力电子技术的发展历程，共经历了四个阶段：第一阶段，整流器时期。20世纪60年代工业晶闸管技术迅速发展，交流发电机作为工业用电的主要来源，为能够更好地满足当时工业生产发展的需求，人们借助硅整流器将交流电转变成工业用直流电，同时把其运用到输电与配电流程中。第二阶段，逆变器时期。20世纪70年代出现了能源危机，之前的硅整流器无法为相关企业的生产发展提供足够的电能，此时人们研发出了大功率逆变用晶闸管、巨型功率晶体管和门极关断晶闸管，这些技术可以将直流电转换成低频交流电，从而有效补偿动态功率，但仅适用于中低频电流，使用效率较低。第三阶段，变频器时期。20世纪80年代人们成功研发了功率MOSFET与绝缘栅双极晶体管，该电力电子技术能够将中小功率电源转换成高频电流，加上大电流、高频和高压的功率半导体复合器件的成功研制和广泛应用，让变频器逐渐取代了功率半导体，推动着现代电力电子技术向前发展。第四阶段，现代电力时代。自21世纪以来，随着现代化技术的快速发展，且逐渐融入电力电子技术发展中，推动着电力电子技术朝着节能化、自动化、智能化和机电一体化的方向不断进步和发展，如今该技术在实际应用中具有系统集成化、数字化、高频化与电路形成弱电化、控制全面化的特征，与我国可持续发展方针相契合。

2电子技术在照明系统中的应用价值

2.1提高照明质量

现如今，市政道路照明的交流电一般是50Hz，这表明每秒内电流需要流过100次，这也就容易导致出现频闪现象。如果长时间处在这样的环境下，必然会伤害到区域内使用者的眼睛。通过利用电子技术，可以在电力元件的帮助下加强对变频器的合理使用，这样不仅能保护使用者在日常出行中视觉感受，还提高了整体的照明质量，满足了群众多样化的出行需求。

2.2节约能源

在市政道路照明中积极加强对电子技术手段的运用，对光源进行合理调节，针对不同时间段找到最适合的光效，可以提高能源的利用率，不仅可以节约能源，还在很大的层面上为生态环境质量的保护提供了更为完善的基础支撑与帮助。

3电力电子技术在照明系统中的具体应用

3.1高频软开关技术

随着现代技术的快速发展，电力电子技术的集成化、微型化、模块化程度越来越高，高频软开关技术不断发展，高频软开关的体积越来越小，很大程度上也使得开关损耗与电子干扰问题越来越少。站在技术视角，通过实现零电压、零电流开关闭合，可以在降低开关损耗的同时，收获较好的照明节能效果。高频软开关技术中的双ICBT管正激式零电压转换-脉宽调制（ZVT-PWM）软开关焊接电源的工作效率高达95%，电源冲击电流较小。高频软开关技术可结合开关管电流、电压具体变化状态对开关管关断和导通进行控制，如果开关管电流过零，软开关可将开关管关断，反之，如果开关管电压过零，软开关会将开关管导通。通过此方法可以降低开关损耗，同时提升电源效率。

3.2光纤照明系统

光纤照明系统主要涉及三种专利技术。（1）光导纤维法。借助于太阳跟踪技术、透镜聚焦技术等，在焦点位置显著提升了太阳光亮度，利用具有较高通光率的光导纤维，把光线引到需要采光的位置。同时，该技术能够拦截紫外线，对使用者的身体健康无任何影响。现阶段，该技术的相关产品商业运用已经比较成熟，借助于一组光纤将太阳光引入到建筑室内，实现对中庭和其中绿色植物的照明，可获得良好的照明效果。（2）基于平面反向镜的一次反射法。通过反光镜一次把太阳光反射到建筑室内需要采光的位置，能够显著提高侧窗采光的均匀度，然而会产生较为严重的光污染。（3）导光管法。通过用导光管将太阳集光器收集的光线传递至建筑室内需要采光的位置。在实际应用中，光纤照明系统能够利用滤光装置为使用者提供所需的各种颜色的光，满足不同使用场景下对光色彩的需求。

3.3太阳能光伏发电技术

太阳能光伏发电技术是将太阳光能直接转换为电能的一种新型技术手段，主要是在半导体技术的基础上展开。为了能够在实际的市政道路照明项目施工过程当中更好地将这种发电技术的价值和优势展现出来，需要进一步加强对半导体光生伏特效应的利用。太阳能光伏发电技术在使用过程中，不会受到地域等条件的限制，在充足的阳光环境下就可以产生大量的电力能源。与此同时，太阳能光伏发电技术还具有安全可靠、无噪声、低污染，无须消耗燃料和架设输电线路，可就地发电、供电，建设周期短等优点。在实际的市政道路照明项目中，指示牌、警示牌、路灯等都能使用太阳能光伏发电技术进行供电。太阳能光伏发电技术在现阶段的市政道路照明项目管理与应用当中，全面且有效地使用可再生能源，进一步提升了照明工作的安全性和环保性。

3.4电子变压器

电子变压器也被称为开关稳压电源，实质是一种逆变器，通过交流电与直流电的快速转换，在电子元件的支持下借助振荡器将直流电向高频交流电转换。电压输出主要借助的是开关变压器，经过二次整流，可以保证电力的充足。电子变压器体积较小、成本低，在很多电器中得到了广泛应用。电子变压器的应用原理复杂，以某电子变压器为例，其输入电压为AC220V，输出电压为AC12V，功率为50W，此变压器电路采用高频电子镇流电路，性能稳定、体积较小、功率大，弥补了传统硅钢片变压器的缺陷。

结语

总之，在照明系统中广泛应用电力电子技术不但可以提升照明稳定性，而且可以大幅度节约成本，优化资源配置，不断提高照明系统整体性能。在现代化社会发展中，信息技术突飞猛进，社会、企业在照明方面的需求逐渐转向多元化。同时要求也越来越高，需要不断优化与更新电力电子技术，采用更加先进的手段，推进照明系统智能化发展，实现经济与社会效益双丰收。

参考文献

[1]张艳娟.电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].光源与照明,2022(4):213-215.

[2]李亚楼,张星,胡善华,等.含高比例电力电子装备电力系统安全稳定分析建模仿真技术[J].电力系统自动化,2022,46(10):33-42.