電力電子技術在電力系統中的運用

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電力電子技術在電力系統中的運用

【摘要】隨著我國經濟建設的不斷發展,我國科學技術的水平也越來越高,電力系統也不僅僅局限于強電領域,電力電子技術也早已在電力系統建設中普及開來,并且為現代化的電力發展提供了強有力的技術支持。近年來,新型材料及各種電子結構元件的不斷問世,更大大促進了電子技術的飛躍,也為電力系統的技術革新創造了平臺。本文通過對電力電子技術的闡釋,對其在電力系統的具體應用進行了深入的探討與研究。

【關鍵詞】電力系統;電力電子技術;應用

引言

電力系統的發展離不開電力電子技術的支持。電力電子技術通??梢苑譃橹圃旒夹g和變流技術這兩大分支,電子器件作為電力電子技術核心組成,其發展經歷了半控型、全控型、復合型三個發展時期,向著可承受超大功率的新型材料元件邁進。電力電子技術的高頻化和變頻技術發展,將會使機電設備突破工頻傳統,朝著高頻化的方向發展,也使得電力系統運行更加經濟、高效、合理,從而優化電能使用。下面就電力電子技術在電力系統中的具體應用進行分析。

一、電力電子技術在電力發電環節中的具體應用

我國電力電子技術的發展經歷了非常長的一段時期,在經過了數代人的努力后,其發展才進入了正常的軌道,而發電環節在整個電力系統中屬于比較復雜的一個環節,因為電力生產與傳輸中所涉及到的設備都是電力系統的一次設備,即直接生產電能的設備,其承受電壓等級一般較高,也正因如此,才使電力電子技術在其中的應用顯得更加的重要。具體的來講,電力電子技術就是弱電控制強電的媒界,是機電設備與計算機之間的重要樞紐,在發電環節中應用電力電子技術就是為了提高其運行特性,實現電力系統的智能化。

1.對發電機靜止勵磁的控制

電力電子技術進行發電機靜止勵磁控制的主要方法就是通過晶閘管整流的方式來達到其弱電控制強電的目的。這種方式的運用簡單又易操作,且成本造價低,使發電機整個運行的過程更具有安全性、可靠性,所以電力電子技術在強電領域的應用也越來越廣泛。在提高了生產安全性的基礎上,晶閘管整流環節也省去了勵磁機中間慣性環節,使其調節速度更快,控制效果更為明顯,為發電機的高效運行提供了有利的條件。

2.對水力、風力發電的控制

眾所周知,在水力發電中,水頭的壓力及流量是最為關鍵的因素,水頭直接影響了發電的有效率,所以對水頭壓力進行有效的控制,就成為電子技術中所要研究的重要課題。雖然風力發電與水力發電不同,但因環境與自然的制約,兩者具有相近的特性,因為風速的大小與風力發電的有效功率是成正比關系的,也就是說,為了獲取最大發電功率,我們只有通過改變機組的轉速來完成。結合電力電子技術的理念,運用到水力及風力發電過程當中,可以對轉子勵磁電流的頻率進行適當的調整,能量輸出低時控制能量的輸出,能量輸出高時,限制最大輸出功率,只有保證其輸出頻率的恒定,才能保證電網電能的質量。

3.對變頻調速的控制

實現變頻調整的主要器件是變頻器,所以在發電過程當中,要想使水泵變頻實現自動的調速,以達到節約成本,提高效率的目的,需要配合符合系統要求的變頻器來進行操作。從我國電力電子技術的現狀來看,低壓變頻技術已經相當成熟,但對高壓大容量的變頻器的研究還有些許空白需要填補,需要科研工作者加大力度,進行深入的研究及探索,以現實其節能提效的目的。

二、電力電子技術在電力傳輸中的具體應用

我國的高壓輸電系統在經過二次革命以后,在很大程度上改善了電力系統的穩定性。眾所周知,在電力輸電過中,對于高電壓等級的輸電線路,在距離遠,容量大的情況下,交流電輸電線路的對地電容,消耗無功功率,從而大量損耗電能,有時一條線路電能損耗可能超過10%。在輸電過程中,安裝整流設備整流,將交流轉換為直流進行輸送,因為直流輸電比交流輸電更具有穩定性,而且操作簡單易控制,還能承受更大的輸電容量,所以直流輸電以其本身極大的優勢成為輸電環節中的不可替代的一項技術,而后隨著我國科學技術的不斷發展,我國的電力輸送環節已經由七十年代的晶閘管換流器直流輸電環節發展到了八十年代的FACTS技術,這標志著我國的輸電技術又邁上了一個新的臺階,使輸電系統變得更具有穩定性、安全性和可靠性。

三、電力電子技術在電力配電環節中的具體應用

電能的質量以及供電的可靠性能成為我國電力配電系統工作中的關鍵要素,但從我國的電力發展現狀來看,對于這兩個環節的處理還沒有達到十分完美的程度,尤其是對于電能質量的控制環節,更是難以把控的。電能質量的優劣不僅關系到電壓、頻率以及波形等等,而且還會受到外界的各種干擾,哪怕是瞬息的動態波動,也會使電能質量受到影響,因此,要想實現電能質量的穩定性就必須把現代化的電子技術融入到配電管理系統當中,比如說DFACTS技術的應用,就使配電系統的運行得到了很大的改觀,更是我國電力電子技術的一大進步。

四、電力電子技術在電力節能環節中的具體應用

1.實現調速功能

隨著我國經濟的不斷發展,人民生活水平也在不斷提高,電能作為主要能源隨著經濟的發展,人們越來越廣泛的運用,所以節能技術成為當前需要解決的一項重要問題。面對不斷增長的人民生活用電,電力系統的負荷也在增長,運用電子技術實現的電動機變負荷功能,使得電動機在進行變頻調速以后,節電率達到百分之三十五左右。這項技術在進行調速過程中也體現了許多優點,比如說調速范圍大、能夠實現無級調速,而且準確率高等等。

2.減少電能損耗

大多數的電氣設備在工作過程中,都是會消耗一定量的功率,比如變壓器鐵損和輸電線路對地充電電容等等,輸供電的過程中不僅會對有功功率進行損耗,而且還會消耗無功功率的一部分能量。但電力系統的運行要求有功與無功必須要達到平衡的狀態,所以就要進行適當的無功補償,采用電力電子開關技術,通過調節電路中電力電子開關的占空比,達到調節電容器在每個工頻周期內分擔電壓的目的,從而改變無功的補償量,從而取得有效的提高其功率因數。

五、電力電子技術新興產業的發展

電能的使用及發展離不開電力電子技術,電力電子技術與我國現代化建設有著不可分割的關系,所以發展電力電子技術的新興產業,使之與各種機電設備進行對接,充分發揮計算機網絡技術的強大功效,實現微電子技術的創新與改革,為我國電子技術再創輝煌奠定基礎??偠灾?,電力電子技術其實就是一個用弱電來控制強電的過程,是通過對各項機電設備及元件的控制,來實現電力系統運行的穩定性及高效性。我國的電力系統正處于高速發展的階段,只有不斷的提高電力系統工作人員的綜合素質,加強對電子技術的研究與創新,并進行不斷的應用與探索,才能在更大程度上提高電力系統的有效性,使其為社會主義經濟建設產生更加巨大的效益。

參考文獻

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作者:馮韻 單位:河北師范大學 

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