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电子技术在电力系统中的应用

1电子技术的作用

1.1控制电能使用

借助电子技术,对电能的使用进行控制与调整,能够有效确保电能使用达到相关领域制定的标准,并达到减少能源浪费的目的,所以这项电子技术的推广与应用现在已经成为了许多领域节省能源的一项主要措施。一般来说,利用电子技术进行电能控制,其节能效果可以达到10%到40%左右,所以国家也对这项技术给予了充分的重视。

1.2转变传统产业结构

根据许多发达国家的研究及越策结果来看,后续将会有95%的电能是需要利用电子技术进行处理之后再投入使用的。即是指无论在公用或是民用的机电设备,其中95%都将与电子产业有关,另外,电子技术是计算机技术与机电设备技术之间的重要衔接环节,所以电子技术可以说是未来新兴科技产业与传统产业之间进行连接的重要渠道。

2电子技术在电力系统当中的运用

自八十年代开始,在柔性的交流输电概念被提出之后,电子技术在电力系统当中的应用便得到了广泛的关注与研究。许多设备开始投入市场并进行大范围的普及。现今已经有许多的文献对相关设备及技术的原理进行了总结并对现今的应用情况进行了分析。

2.1在配电环节中的应用

配电系统最为主要的课题,是要提升电能的质量,确保供电的稳定性。要对电能质量进行提升与有效的控制,就需要满足其对于频率、电压、不对称性及谐波等相关参数的要求,另外还要防止外界因素带来的干扰及波动。而电子技术与现代控制技术的结合运用,就能够有效解决以上的所有问题,这项技术称为DFACTS技术。

2.2在输电环节中的应用

2.2.1柔性交流输电

柔性的交流输电技术是在八十年代后期被提出的,是以现代控制技术与电子技术为基础对交流输电系统的电压。阻抗及相位进行即时快速调整的综合性输电技术。其可以对交流输电的功率进行及时而灵活的调控,进而大幅提升电力系统的稳定性。进入九十年代后,国外在深入研究的基础上开始将FACTS技术广泛用于实际的电力系统工程当中。这一设备的结构相对较为轻便,也易于控制,且制造成本也很低,所以在早期就得到了广泛的应用。

2.2.2直流输电与轻型直流输电

直流输电方式具有稳定性强、容量大及可以灵活调控等优势,在海底电缆的输电、远距离的输电、高压直流输电及不同频率系统联网方面有着很大的优势,在1970年时,世界上的第一项晶闸管换流器面世,也代表着电子技术开始正式踏入了直流输电领域,自此之后,世界上新建立的直流输电工程,都是使用晶闸管环流阀来控制的。

2.3在节能环节的应用

2.3.1削减无功损耗

在电子设备中,交流异步电动机与变压器等设施都属于感性负载,这些设施在运行过程中,其水泵不仅会产生有功功率,也有无功功率,无功电源与有功电源一样,是确保电能质量的必要因素,所以在电力系统当中,应当加强对无功功率平衡的维持,否则,将会降低整个系统的电压,导致功率因数降低、甚至会导致设备损坏,而且还会使系统产生电压崩溃以及系统解裂的问题,极易造成大规模的停电,所以在电力设备或电网的无功容量不足时,应当加设无功补偿的设别,提升设备的功率因数。

2.3.2负荷电动机调速

电动机自身所具备的节电潜力,这是节电环节中的一个方面,借由负荷电动机调速技术进行节电又是另外的一点,所以只有将两者进行有机的结合,才能使电动机的节电能力有所改善,现在这一技术在矿山、冶金、社会生活等当中,都得到了广泛的应用。首先是泵类、风机等变负荷机械当中使用调速控制代替挡风板,有着十分优秀的节电效果,国外的变负荷水泵及风机多数都是使用交流调速,我国则正处于推广的阶段。变频调速的优势是调速精度较高、范围较广、效率也很高,能够达成连续无极调速,且在调速过程当中对转差的损耗很小,转子、定子的损耗也不大,所以节能率普遍可达30%左右,其主要缺陷是成本较高,且会产生高次谐波,对电网产生污染。

2.4发电厂风机水泵调速及变频

发电厂的内用电率平均值为8%,风机水泵的耗电量约占据设备总耗电量的65%,而且运行的效率很低,所以使用高压或低压变频器对风机水泵进行调速变频,可以有效的节省能源,现今我国低压变频器的技术已经逐步趋向成熟,在国内外都有很多的生产商家,但具有高压大容量变频器生产及设计能力的企业却很少,所以国内的许多企业及院校都在紧锣密鼓的进行开发与研究。

3结语

现今我国的电力电子技术正在以更快的速度持续发展,新的结构器件及新的材料都在不断的被研发并逐渐投入使用。计算机的技术改进为现代电子控制技术的实践应用给予了十分有利的支撑,也使电子技术在许多行业当中的应用逐渐更加广泛,电力电子技术后续在电力系统当中的应用实践与研究,也必定会为电子技术领域及电力系统的发展带来更好的发展前景。

作者:张宏 单位:迁安市职业技术教育中心


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