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摘要:近年来,随着我国科技的快速发展,而电力系统中引入计算机是电力电子技术发展的关键。电力电子技术需要不断提高自己的技术水平,才能应对在电力系统中的不断普及和越来越高的需要。以上仅从发电,运输,配电的环节介绍了电力电子技术在电力系统中的应用情况,指出了其稳定电力系统和节约能源的功用,相信随着电力电子技术的不断发展,它还会为电力系统的发展做出更多贡献。
关键词:电子电力技术;电力系统;应用
引言
近几年来,新能源发电的大量出现,如水力发电,风力发电,核能发电,地热能发电等等,使得电力系统中的绿色能源比例正在逐步增加。同时,在新能源发电的过程中不乏电力电子的影子,甚至可以说:电力电子技术的发展推动了电力系统的改革。可以在电力系统中应用电力电子技术,从而有效地解决电力系统在发电环节,输电环节,配电环节等各部分存在的一些问题。然而由于国家电网体量较大,改革进程相对较缓,电力电子技术在电力系统中的应用还正在探索阶段。但可以肯定的是电力系统中电力电子技术广泛应用的浪潮已势不可挡。
1电力电子技术概述
1.1电力电子技术的产生与发展
电力电子技术发端上20世纪50年代,晶闸管的问世打开了电力电子技术发展的大门,具有里程碑意义。在此技术上,电力电子技术作为电力系统的传动技术快速发展。基于电力电子器件的发展电能变化与控制实现了跨越式发展,步入变流器时代。电力电子技术的发展始于电力二极管和晶闸管,体积小、耗能低,传统电力系统中的老式汞弧整流器被取而代之,且促进了电力电子技术的前进与发展。20世纪70年代,具有自动关断能力的电力电子器件应运而生,开关能力显著增强,解决了某些电路中开关频率较高的问题。20世纪90年代第三代电力电子器件开始在电力系统中推广应用开来,较之前两代,第三代电力器件不管在结构上,还是在体积上都有了更大的精进,电气器件形成了集成模块,在此基础上,集成电路形成,电力电子技术开始步入高频化、集成化、智能化的发展道路。
1.2电力电子技术的特点
(1)集成化集成化是通过并联多种单元型器件,集中全控型器件于一个基片上,较之传统器件,由此形成的器件具有高度集中化的特点。(2)高频化高频化通过应用电力电子技术,在实现集成化器件的基础上,促使金氧半场效晶体管(MOSFET)的工作速度从十千赫兹到数十千赫兹,电子电工器件步入高速发展时代,运行速度大幅提升。(3)全控化基于电力电子技术的电气元件具有自断功能,取代了传统的半控型晶闸管,电子器件功能显著提升,系统线路更为简化,运行效率有效提升,生产成本得以控制。(4)高效化电力电子技术中基于软件介入,促使电力系统器件及变换技术的应用效率更高,基于电子器件导通压降的减少,使线路导通损耗得以降低,应用软件技术可确保器件运行更为稳定,电力系统运行效率得以有效提升。
2电力电子技术在电力系统中的应用
2.1电力电子技术在运输电路中的应用
最大压强直流电,弱性交流电,静态无功率设备是电力电子技术在运输电路中的主要应用。中级以上的运输电力无功率补偿中常常采用没有大电容器的静态无功率装置。而八十年代出现了弱性交流电,在输电系统中普及弱性交流电力运输设备。传统的运输电力的方式无法实现在电力运输的过程中调整电流,从而节约电能和成本。电力运输过程中实现可控性是之后电力运输发展的一大突破,使直变换变压器在电流的变换环节被逐渐淘汰,降低了电力生产的成本。
2.2发电系统中电力电子技术的应用
在电力系统运行中,发电系统是比较关键的一个环节,其同样也需要重点借助于电力电子技术进行不断创新优化,改善发电性能,提升发电效率。当前电力电子技术在发电系统中的应用方式比较多,比如发电机运行中的静止励磁控制就能够表现出较强的实际效益,其可靠性相对比较高,能够较好实现对于发电机的快速调整,控制效果同样也比较理想;变速恒频励磁同样也能够表现出较强的发电效率提升优化效果,明显提升发电有效功率,应该围绕着不同发电方式进行合理布置;此外,变频调速技术等也能够更好提升发电系统的运行效率,尤其是在风机水泵的运转中,该技术的应用价值极为突出,能够明显提高发电量。
2.3新能源发电
我国目前的新能源发电主要包括水力发电、风力发电、太阳能发电、核能发电、地热能发电、潮汐能发电。其中由于核能技术保密,地热能发电和潮汐能发电在电网中占的比重很小,本文将不进行讨论。在水力,风力发电的过程中,电力电子技术的应用使得发电环节中的设备更加稳定可靠的运行。就早期使用的水轮机来说,它采用的是机械液压调速,机械液压调速具有简易可靠,能完成基本的调速等优点。在19世纪受到了大力推捧,同时,离心摆技术是机械液压调节的核心技术,但这项技术耗电量较大,且效率低下,若将调频变速技术应用其中,就可以有效地降低耗电量,提高运行效率,极大地提高电能的转化比。调频技术离不开调频器,从调节效果而言,机调过渡过程较长,超调量较大,指令信号执行缓慢,稳定域窄。电气调速相较于机调就几乎不存在这样的问题,在今天低压调频技术已经愈发成熟,大量的调频产品出现在人们的视野中,水力发电中的水泵运行效率低下的问题得到解决。太阳能发电又称光伏发电,但其实还存在太阳能热力发电、光化学发电等等。太阳能电池板所发出的电力为直流电,电压大约在20伏左右,这时候就需要通过电力电子中的BOOST电路进行升压,在通过逆变电路逆变成交流电。并且可以用微机跟踪电网相位变化,同时可以调整输出电流的幅值大小,来减小电网的波动。
2.4电力电子技术在配电阶段的应用
配电阶段是电力电子技术施展拳脚的最重要平台,也是它发展的最主要应用方向。用弱电控制强电,精准控制电压电流功率,有效防止谐波的侵扰,这一作用较容易实现,不同的电力标准都能够达到这一要求,还可以提高配电性能和效率。配电功率和压强是优化电力配置的基本要求,对所有可能变化的因素考虑到并做出相应的措施来应对是优化电力配置的方法。弱性交流电力系统和用户电力系统技术反映了配电系统中电力电子技术的主要控制作用。弱性交流电运输系统是通过提高运输的电力压强和电流功率以实现电力控制的。
结语
综上所述,电子电力技术在电力系统中的应用有着显著的价值,能够有效保障整个电力系统的稳定运行,同时也能有效提高电力系统的运行效率,尤其是在智能电网不断发展的时代背景下,电子电力技术在整个电力系统中的应用价值也在不断提升,相关人员一定要很好地意识到这一点,结合实际情况进行合理使用,这样才能更好地促进电力企业得以稳定健康发展。
参考文献:
[1]刘建东.电力电子技术在电力系统中的应用[J].职业技术,2017,14(06):119-121.
[2]李伟,林丽,向超.电力电子技术在电力系统中应用[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2018(03):119-120.
[3]黄宗建,魏宏飞,吴会敏.电力电子技术在电力系统中的应用探讨[J].电子测试,2018(13):91-92+134.
[4]林雄金.电力电子技术发展及其在电力系统中的应用探讨[J].通讯世界,2017(21):124-125.
[5]韦林,廖慧昕,易干洪.电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].数字技术与应用,2018(10):97-98.