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电子技术对电力系统的应用

摘要:电力电子技术在电力系统中的应用非常广泛,有超过一半的电能都要经过电力电子技术的处理,如果电力电子技术在电力系统中缺乏应用,就无法形成现代化的电力系统。下面以电力系统中电力电子技术的特点及应用重要性为入手点,对电力系统中电力电子技术的具体应用进行探究,促进提高电力系统性能.

【关键词】电力系统;电力电子技术;重要性;应用

对现代电工技术而言,电力电子技术是一项新技术,是在功率半导体器件、计算机技术、电路技术、现代控制技术等支撑下形成的一个技术平台,充分体现出电子技术与电力的充分融合,它在电力系统中的应用成为一项重要课题。

1电力系统中电力电子技术的特点及应用重要性

1.1电力电子技术的现代化特点

如今,新型电力电子器件的优势越来越明显,它使电力电子技术不断取得突变,逐渐拥有一系列现代化特点:一是全控化,它由普通的半控型晶闸管逐渐发展成为各种各样的自关断器件,这是电力电子技术的一项重大突破。自关断电力电子器件全控化的实现大大简化了电路,传统复杂的换相电路被取代。二是集成化,它的分立方式与一般电力电子器件完全不同,任何全控型器件都由多个单元器件并联而成,并在一个基片上集成。三是高频化,它指的是由于电力电子器件实现了集成化,所以其工作速度得到了显著的提升。四是高效率化,它主要体现在两个方面,包括变换技术与器件,即电力电子器件不断减少导通压降,损耗得到降低;变换技术能加快器件开关的上升与下降过程,所以开关损耗也得到降低;器件运行状态合理,运行效率有所提高,且软开关技术在变换器中的应用进一步提高了运行效率。

1.2电力系统中应用电力电子技术的重要性

在继承传统技术优势的基础上,现代电力电子技术做出了一系列适应经济社会发展需求的改变、调整,促使整个电力系统中电力电子技术扮演的角色越来越重要。一是优化使用电能,即电力电子技术不仅能保证电力系统运行正常,还能合理利用、配置电能及其他系统资源,促进电能实现10%~40%的优化,将其应用于电力系统是值得重视的。二是基于改造传统的产业而进一步推动机电产业实现一体化发展,即随着不断研发新型产业、发展高端科学技术,更多产业需在投入使用之前全面实施电力电子技术的处理、加工,以确保电力系统稳定安全运行。三是为发展变频化、高频化提供方向,即为使机电设备、仪器等能在缩小体积的基础上调整并提高其响应电力系统的速度,就需突破传统工频运作模式的限制,分析、研究电力系统的变频化技术、高频化技术,以支撑电力系统运行。四是电力电子技术正在朝着智能化的方向发展,它需要在信息、功率和谐发展的环节坚持促进电力电子技术与微电子技术的一体化进程,以推动整个电力系统尽早实现二次改革。

2电力系统中电力电子技术的具体应用

2.1应用于发电系统

在电力系统的发电系统中应用电力电子技术的主要目的在于使多种设备能改善运行特性,包括发电机组等,主要有大型发电机静止励磁控制、发电厂风机水泵变频调速、风力或水力发电机变速恒频励磁、太阳能发电控制系统等。具体而言,在发电环节应用电力电子技术主要是通过发电机组的变频调速、励磁控制来体现。对各大型电厂的发电机组来说,静止励磁系统的应用是最广泛、最普遍的,而大力发展电力电子技术使其将励磁机环节取代,促使静止励磁系统真正实现低成本、高性能的运作以及简化的控制构造。同时,电子技术对励磁机环节的取代使得静止励磁能有效地、迅速地对自身进行调节,以促进整个电力系统大大提高运作效率。

2.2应用于输电系统

电力电子技术在输电系统的具体应用主要包括三个方面:一是直流输电技术的应用,即出现第一项晶闸管换流器的阶段就标志着电力电子技术在直流输电中的应用,使电力系统具备稳定性良好、输电容量大、控制调节便捷等优势,这是电力电子技术应用于电力系统的一大亮点,为进一步建设电网提供条件。二是柔性交流输电技术的应用,即该项电力电子技术能对交流输电的阻抗、电压进行快速调节,为控制交流输电的功率提供保障,使电力系统控制的稳定性得到有效的改善。同时,柔性交流输电技术在电力系统中得到广泛应用的另一个原因在于它操作方便、价格低廉,其设备较其他设备而言不仅使用方便且便宜实惠,是大多数电力企业都会选择的电力电子设备。三是静止无功补偿器(SVC)的应用,它早在20世纪70年代就在电力系统中得到了广泛的应用,尤其是电力系统的输电线路补偿、负荷补偿。对大功率输电系统来说,应用静止无功补偿器能有效控制电压,同时提高电力系统的阻尼与稳定性。在设计静止无功补偿器时并没有包括旋转部件的内容,不会使用容量大的电容器,所需无功功率的获得主要是通过电感器来实现,通过迅速调控电抗器来实现将无功功率的发出平滑转变成吸收的目的。

2.3应用于配电系统

在配电系统中,电力电子技术的应用主要是指用户电力技术的应用,目的在于提高供电质量、增强供电可靠性。当下,配电系统的任务在于保证正常供电,使正常供电的连续性不受到妨碍,同时想方设法提高电能质量。如今,用户电力技术依旧是控制电能质量的最新电力电子技术,不仅能满足电压、频率、谐波以及不对称度等要求,还能对各种瞬态的干扰、波动等进行有效的抑制。用户电力技术的功能、结构等类似于柔性交流输电技术,将它应用于配电系统是未来电力电子技术应用于电力系统的重点研究领域。随着电子设备价格不断下降,未来的需求量将越来越大,使电力电子技术的发展也获得良好基础。

3结语

随着科学技术的高速发展,电力电子技术成为发展多项高新技术的基础,它将朝着促进经济发展、减少电磁干扰等方向继续改进和优化,在国民生活质量的提高方面发挥关键性作用,为电力系统的可持续发展提供保障,而这也是电力电子技术未来的发展趋势。

参考文献

[1]程鹏飞.电力电子技术的应用及发展前景探析[J].科学之友,2013(04):158+160.

[2]管炳文.电力电子技术应用系统发展热点综述[J].电子技术与软件工程,2014(16):151.

[3]钱照明,张军明,盛况.电力电子器件及其应用的现状和发展[J].中国电机工程学报,2014(29):5149-5161.

作者:徐忆


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