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【摘要】電力電子技術是我國電力領域的主要技術，包括電力、電子以及控制三大領域，其中以電力變換為核心。目前，電力電子技術廣泛運用于我國電力系統中，有效促進電力系統的可持續發展和智能化發展。本文從發電、輸電、配電、電力節能四方面綜述電力電子技術在電力系統中的主要應用。最后闡述電力電子技術在電力系統的應用中亟待解決的問題。
【關鍵詞】電力電子技術;電力系統;應用
引言
電力系統是能源利用、輸送和配給的主要載體，在社會經濟中發揮著重要的作用?；茉春蜌夂颦h境危機使得電力系統正從規模化發展向可持續和智能化轉型。大規模接入分布式電源和儲能裝置，將地方電網、微型電網與主干電網配合，實現輸電、配電和用電智能化互動，是電力系統轉型的特征。
一、電力電子技術在電力系統發電環節的應用
1.1發電機組勵磁
省略大型發電機的勵磁機，采用靜止勵磁技術，控制速度快，操作簡單，能提高發電機組運行效率，具有高可靠性、低成本等特點。在水力發電機組中應用交流勵磁技術，動態調整勵磁電流頻率，通過動態調整勵磁電流頻率，快速調節發電系統水頭壓力和水流量，改善發電品質，提升發電效率。
1.2風力和水力發電
風力發電和水力發電因受到風力、水頭壓力和水流量影響，所以產生的有效功率不恒定的。需要采用電力電子技術中的核心電源調整電流頻率，使其與發電機的轉動速度重疊，從而風力和水力發電機組輸出恒定頻率，提高發電量。隨著變流器從兩電平、三電平向模塊化多電平方向發展，線路損耗大大降低，促進了風電尤其海上風電的發展[1]
二、電力電子技術在電力系統輸電環節的應用
2.1高壓直流輸電技術
作為直流輸電技術的核心，晶閘管觸發技術被合理運用到電力系統的輸電環節中。常見直流輸電系統整體性能好，穩定性高，輸送電量較大，方便控制，適用于遠距離供電。通過在不同電力轉換過程中使用可控器件，有效地降低交直轉換變壓器的使用頻率，提高電能的利用率，節約電廠輸電成本。但由于晶閘管性能不穩定，實際應用時應加強保護晶閘管，對生產工藝要求較高。
2.2柔性交流輸電技術
該技術在上世紀被提出后，一度被稱為電力技術的大革命。輸送電力時，為及時在整體輸電過程中調整電能，應避免采用傳統的電力功率控制方法，采用柔性交流輸電技術。此技術能夠實現大范圍控制電流，保證輸電線電容量穩定，在相同時間內傳輸功率的能力增大，保證整體電動功率被合理分配，有效防止交流磁場阻尼作用。
三、電力電子技術在電力系統配電環節的應用
電能質量好壞取決于對電壓等的要求控制，及對干擾和瞬間性波動的控制能力。為滿足配電系統高質量電力需求，需要解決在配電過程中出現的配電頻率、諧波等問題。由于電壓不穩定，不同線路配電中，會產生電能波動及不穩定傳送。為滿足整個配電環節配電需求，需要采用電力電子技術以及FACTS技術。新型控制技術DFACTS技術的設備與FACTS設備基本一樣，只是其體積更小，質量更輕。
四、電力電子技術在電力系統電力節能的應用
4.1變負荷電動機
電動機是電力系統中最重要的部分之一，耗電量巨大。為節約整體電路系統運行中消耗的能量，采用變負荷電動機調速，有交流調速和變頻調速。交流調速控制調整風力大小和水流流量，保證輸出功率穩定，常應用于風車、泵機等。成本上，交流調速比變頻調速成本要低。而變負荷電動機調速后，還需按照實際電能所需合理分配，滿足使用需求。
4.2提升電能使用率
好的電能質量必須兼顧有功電源和無功電源，必須保證這兩種功率在電力系統中均衡，必要時需要使用無功補償設備，保障電氣設備效率。若無法供給無功補償，則會導致系統功率降低，甚至功率過低系統崩潰，發生停電事故，影響終端用戶用電。
五、電力電子技術應用中亟待解決的問題
面對電力系統的重大需求和廣闊前景，電力電子技術有以下幾個問題亟待解決：①風電場多端直流輸電系統中電壓源換流器研究；②柔性交流輸電系統中潮流控制研究；③大容量電力電子器件控制電路和保護電力研究；④電力電子裝置發生故障時電路準正常運行研究等。
六、結語
隨著電力電子技術發展，其在電力系統中的重要性也得以凸顯。本文以電力電子技術為例，將其在電力系統中的應用從四個方面兼顧可靠性、安全性、經濟性等視角分析，有利于促進電力電子裝置長壽命、低成本、高安全發展。針對電力系統的需求，有針對性地完善電力電子技術，為電力系統長遠發展打下堅實基礎。
參考文獻
[1]永東,許烈,馬宏偉.風力發電系統綜述[J].電氣時代,2012,3:42-47.
[2]廣福,羅湘,魏曉光.多端直流輸電與直流電網技術[J].中國電機工程學報,2013,37(15):16.
[3]智能電網建設與柔性交流輸電技術的應用[J].機電信息,2015,513(15):89-90.
作者:焦蔚然 單位:河海大學
