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电力电子技术在电力系统中的应用分析

作者：王刚

来源：《电子技术与软件工程》2016年第09期

【关键词】电子技术 储能技术 配电技术 输电技术 发电技术

20世纪50年代，伴随着体积小、耗能低的晶闸管和电力二极管的问世，为电力电子技术在电力系统的应用拉开了序幕，在晶闸管的基础上，进而发展产生的硅整流可控装置，实现了电力系统发展的重大跨越，至此开始，电力系统正式进入到有电力电子技术构成的变流器控制时代，逐步取代了原本的老式贡弧整流器。接着电力电子器件进一步发展，在上世纪79年产生了，以可关断晶闸管和静电感应晶体管为代表的第二代电子电力器件，其主要特点为具有自动的关断能力，相比较第一代电子电力器件，第二代电子电力器件更适用于开关频率较高的电路中。在上世纪90年代末，电力电子器材的体积和结构进行了进一步的改变，出现了电子模块形式，由多个电力器材结合形成。后来在上述发展的基础上想成了集成电路。电子电力技术正式进入了高频化、标准模块化、集成化、智能化时代。高质量的电力电子器件要求实际使用时间长，且出现故障的效率地，在未来的发展中，电力电子技术会向现代电力电子技术发展，在高频技术处理、节能、环保、自动化等方面更加要求严格。同时电力电子器件的故障处理也更应完善，在运行过程中，由于高温和长时间使用会导致器件老化，因此要及时对器件的使用情况作出预估，快速分析解决，同时注意后期使用中的维护和保养。

随着我国经济的进一步发展，电力系统也发挥着更为重要的作用，在电力系统的应用规模逐步扩大的同时，能源的大量燃烧消耗也给自然环境的带来更大的破坏，因此未来的发展对可持续化的要求越来越高，有效、高效、合理的利用电力能源至关重要。目前，我国将各地方电网、主要电网、以及微型电网相结合，以便更加合理、稳定、高效的控制电力系统的运行，但仅仅是这样的转变，显然还不能满足可持续发展的要求。下面从发电、输出、储存、和配电四个方面分别分析电力电子技术在电力系统中的应用。 1 电力电子技术在发电过程中的应用

电力电子技术在发电中的应用，主要体现在发电机组、水力发电、风力发电、太阳能发电四方面。依靠静止励磁技术的发展，在大型发电机组发电中，和原本的励磁机相比，静止励磁技术的应用，使机组可自我调节，控制简单，明显提高了发电厂运行效率。在水力发电过称中，静止励磁技术主要为交流励磁技术，这项技术可以高效、快速、准确的调节发电系统中水压力和水流量的动态变化，水力发电机组也随着水力变化而不断调整运行速率，明显提高了水力发电的效率。

在风力发电中，电力电子技术的应用代表为变流器，变流器将风能转变为电能，按照国际规定的新要求，风力发电要具备五种能力，分别为，有功功率控制、无功功率调节、并网频率变化调节、故障穿越和低电压穿越，但在实际中风能并非稳定的存在，因此需要通过整流器和

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逆变器，将其转变为电压、频率等都符合要求的电能。随着变流器的进一步发展，使得风力发电中的容量和电压都有提高，更降低了线路传输损耗，同时也使海上风力发电的规模加大。 太阳能是受到广泛重视和应用的新型环境友好能源，是未来电力发展的目标。在使用太阳能发电中的主要问题为功率过大，要有大功率的电流转换器将太阳能转化为电能，电力电子技术的发展很好的解决了这一问题。 2 电力电子技术在储电中的应用

电能的合理储存可以缓解用电高峰压力，有效应对电网故障时的用电要求，满足社会发展对电力系统的要求。目前的储能方式有三种，分别为抽水储能、压缩空气储能、电池储能。以抽水储能为例，在工作运行中，上下水库落差不断变化，储电站要在不断变速的情况产生最佳的发电效率，通过转子绕组励磁，更好的实现调频、紧急事件、黑启动。在压缩空气储能工作中，将电能以高压空气的形式进行储存，变频技术的使用，调整了电网负荷，同时也增加了空气压缩效率，在发电中，采用励磁控制发电机，可加大储气系统的实际发电运行范围和实际发电效率。

3 电力电子技术在输电中的应用

在传统的电力系统控制中，输电过程中的控制方法比较简单，会产生大量的损耗和浪费，提高了输电成本，“柔性交流输电”技术的产生很好的解决了上述问题，在输电线路的一些重要位置，使用电力电子器件进行控制，在实时输电中更为合理分配电力输送，大幅降低了电力损耗，提高输电效率。其次，晶闸管技术在高压直流输电中的使用，使得电力传输具备了可操作性，减少了交-直流转换变压器的使用，减少了电厂的成本。 4 电力电子技术在发电过程中的应用

要使电力资源有更好的使用，就要有完善的配电系统，在配电过程中电频、电压、谐波要满足对应条件，同时和及时组织电能的不稳定波动。目前配电系统主要使用的技术有用户电力技术和FACTS（Flexible AC Transmission Systems）技术，FACTS技术主要集中于，解决配电中的电能输送能力及其控制力，通过在配电过程中增加电力电子装置，提高对电压、电流的控制性。 5 结语

电力电子技术在电力系统中的应用，对电力系统的发展产生极大的推进作用，随着社会的进一步发展，电子电力技术更新、电子设备的进步，我们致力于不断的探索改变电力系统目前存在的问题，在未来的发展中，电力电子技术会向现代电力电子技术发展，在高频技术处理、节能、环保、自动化等方面继续进步，使电力系统实现向真正的可持续、环境友好方向转变。 参考文献

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