浅析电力电子技术在电力系统中的应用

浅析电力电子技术在电力系统中的应用

(阳城国际发电有限公司)

摘要:电力电子技术在蓬勃发展,新材料、新结构器件的陆续发明,计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持,在各行各业的应用越来越广阔。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了不错的成绩。电子技术在电力系统中的应用也越来越广泛。

关键词:直流输电;电力电子;发电机

电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支点的技术平台。经过半个世纪的飞速发展,它在传统产业设备普及、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了很大的关注,多种设备慢慢出现。本文简单介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的实用。

一、在发电环节中的应用

电力系统的的发电环节涉及到发电机组的多种设备,电力电子技术的应用可以改善这些设备的运行特点为主要目的。

1、大型发电机的静止励磁控制

静止的励磁运用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各个电力系统广泛的应用。由于省掉了励磁机中间惯性环节,因为具有其特有的快速性调节,给先进控制规律提供了可以很好发挥作用和产生很好控制效果的有利条件。

2、水力、风力发电机的变速恒频励磁

水力发电的实际功率是受水头压力和流量影响,当水头的变化较快时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最快转速变随着其变化而变化。风力发电的有效速率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了使实际功率变得更大,可使机组变速运行,通过变化转子励磁电流的频率,使它和转子转速叠加后保持定子频率即稳定输出频率。此项应用的技术核心是变频电源。

3、发电厂风机水泵的变频调速

发电厂的平均用电率为8%,风机水泵耗电量约占火电设备65%的总耗电量,且运行效率低,使用高压或低压变频器,变频调速用风机水泵,可以达到节能的目标。我们的低压变频技术已经很成熟了,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,可是具备高压大容量变频设计和生产能力的企业不是很多了,国内其实有众多的生产厂家正在努力开发这一项目。

二、在输电环节中的应用

电力电子器件应用于高压输电系统被称为“高压输电二次革命”,在很大程度上改进了电力网的稳定运行特性。

1、直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDCLight)技术,直流输电的优点有稳定输电、便于调节、输电量大等特点,对于远距离输电、海底电缆输电和不同频率系统的操作,高压直流输电却拥有其独特的优势。1970年世界上出现了第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。

2、柔性交流输电(FACTS)技术

FACTS技术出现在20世纪80年代后期,这是一项综合电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位对应的灵活快速调节的输电技术,可以对直流输电灵活调整,和增加其稳定性。

三、在配电环节中的应用

配电系统需要加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制需要满足对电压、频率、谐波、和不对称的要求,还要限制各种瞬间状态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,和用户电力技术或DFACTS技术,他们的结构和原理相同。由于潜在需求很大随着电力电子器件价格的慢慢降低,可以预期DFACTS

设备产品将进去快速发育期。配电环节运用电子技术可以提供较为稳定的供电质量,保障供电的稳定性。如果想要配电系统能稳定的输出电力,就需要我们对配电系统的谐波、频率、电压和各种非对称条件进行确认,对于配电的主要环节,电力电子的主要应用是用户的电力技术作用,电力电子技术的应用是他们的发展出现的效应,用户电力技术和FACTS技术都是其发展的成果。这两种成果有个不同的地方在于:用户电力技术能很好的使供电安全稳定性对供电的质量有很好的保障作用;FACTS技术是对交流输电系统加大了输电能力和有效的控制能力。两方面的共同点就是电子电力技术在电力系统中的新型产物,结构方面相似度比较大。所以,电子电力技术应用于供电系统的配电环节,能很好的控制供电质量,保证供电的稳定性和安全性。提高供电效率,对电力系统的发展有很好的保障功能。

四、在节能环节的运用

1、变负荷电动机调速运行

电动机需要继续研发节电能力,通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个,只有把这两个方面有利的结合起来,电动机节电能力越来越好。目前,交流调速在冶金矿山等方面和生活中运用了很广泛。一,是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流伐管理风流量和水流量有很明显的效果。国外变负荷的风机、水泵大多数运用交流调速,我过正在积极推广中。

变频调速有很多优点:精度高,效率高,调速快,可以无级变速。电机在调速过程中转差影响不太大,节电能力不错。但是成本高是其缺点。

可以用专用的控制感应系统,准确的控制开关,水量逐渐加大,设备也会自动做出调整;水量减少时,会慢慢的关闭阀门,设备会有效的节约电能,避免不必要的浪费,还能把工作快去完成,节约能源。

2、减少无功损耗,提高功率因数

在电气设备研发中,变压器和交流异步电动机等都是感应负载,这些设备在运行中消耗了无用功率。所以,无用电源与有功电源一样都是保证电机运转的的必要条件。在电力设备中,应保持和无功功率的平衡,不然,会让电压降低,造成事故。

有的地方不仅能源丰富,而且也会推销各种节能技术,使全国能源建设做出能有的贡献。比如节煤技术、节电技术、电子节电技术,可以完成任务同时减少能源的消耗和能源的需要,就能达到节约的效果。如果我们能让政府来估计我们的电力电子技术,让我们的节能技术发扬光大,确定目标,得到支持的政策,就能很好的普及到各地。

结束语:

本文很好的阐述了电力电子技术的广泛应用带来的良好的影响,新世纪提高工作效率电力运转的功率成为了关键的一步,让电力系统能更加高效有序地进行,提高供电能力让我们过上电力无忧的生活。在学术性方面概括性地介绍了电力电子技术在电力系统中的各类应用,主要是在发电环节、输电环节、配电环节中的应用和节能环节的应用。

参考文献:

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