电子电力技术

电子电力技术（精选十篇）

电子电力技术 篇1

实时仿真是研究电力系统电磁和机电暂态过称、优化系统规划与运行的重要手段。电力系统实时仿真经历了三个发展过程:第一代模拟分析系统;第二代模拟/数字混合仿真系统;第三代全数字实时仿真系统。

现在较前沿的电力电子、电力系统仿真软件是一种基于并行计算技术、采用模块化设计的全数字实时仿真软件, 如e MEGsim。与前两代仿真系统相比e MEGsim具有以下优势:

(1) 即可以对电力系统机电和电磁暂态分别进行实时仿真, 同时也可以对机电和电磁暂态混合系统进行实时仿真。

(2) 仿真精度高:e MEGsim实时仿真结果与公认的离线分析软件EMTP-RV的仿真结果吻合。

(3) 良好的升级和扩充性:e MEGsim硬件采用基于PC Cluster的计算机集群, 当仿真的系统规模增大时, 只需增加CPU的数目和增大内存容量即可。

2 系统组成

e MEGAsim实时仿真系统包括两部分:主机和目标机。

主机为运行Windows操作系统的普通PC机, 其中药功能如下:

(1) 模型开发 (2) 离线仿真

(3) 模型分隔和代码的自动生成 (4) 仿真过程的控制

(5) 人机交互

目标机是模型实时运行的平台。主机上开发好的电力系统模型通过以太网下载到目标机上, 目标机包括IO板卡, 通过IO板卡和功放设备与实际的电力设备进行数据交换。

目标机的特点如下:

(1) 采用多CPU以及多核技术的高性能硬件平台。

(2) QNX实时操作系统。

(3) 仿真模型在多个CPU (或多核) 上并行执行。

(4) 基于FPGA的高精度IO模块, FPGA的工作频率为100Hz。

(5) 所有IO板卡均带有信号调理模块。 (6) 实时与超时仿真模式。

基于PMSM永磁电机有限元模型的实时仿真

3 电力系统实时仿真存在的问题分析 (1) 仿真的实时性问题。

(2) 建模问题分析。

(3) 开关器件的实时仿真问题。 (4) 仿真精度与数值稳定性问题。

(5) 仿真系统的升级和扩展问题分析。

3.1 仿真的实时性分析。

输电线路互联的电站组成电力系统网络, 各电站信号以光速在输电线路中传播。然而信号具有传输延迟, 并且这种延迟随线路的长度而变化。因此当仿真步长小于传输延迟时, 对电站和线路并行仿真是可行的, 否则实时仿真是无法实现的。电站包括无源器件、发电机、电动机、控制系统等。大多数控制系统的时间常数远大于仿真步长, 因此这些控制系统可独立仿真, 与电站节点方程并行处理, 整体准确性不受影响。将传输线路、电站、控制系统分解为并行子任务, 这些子任务分配到不同的CPU上计算。每一仿真时步开始, 分别计算每一任务;仿真时步结束, 各子任务相互交换信息。

多节点、密集结构的电力系统往往具有以下特点:一是距离近, 不像大的陆地电力网, 不同电站或设备之间有着几十、几百、甚至上千公里;密集结构的电力系统的电站与设备之间的距离最多一百多米;二是节点数密集, 与近距离相适应的电力系统的节点全集中在一起, 一个区域通常大约有几十个电力器件。对于此类多节点、密集结构的电力系统, 现有的所有仿真软件均无法解决实时仿真问题。可行的处理方法是在系统中加入专门开发的解耦元件。通过解耦元件可以将一个复杂的电力系统模型分解成几个独立的子系统, 通过将不同的子系统分别放在多个CPU上运算, 达到降低每一个CPU的计算量, 实现整个系统实时仿真的目的。

对于那些需要更短仿真步长 (如纳秒级的用户) , 利用当前较先进的软件包 (如:e MEGsim XSG) 可以将电力系统模型编译成能够在FPGA卡上运行的实时代码, 利用FPGA的高速并行处理能力实现系统的实时仿真。此外, 还可以建立电力器件库, 用户可以直接利用模型库中的元件搭建自己的仿真系统。

3.2 建模问题分析。

建模:即根据研究对象的基本物理规律, 对物理系统写出描述其运动规律的数学方程, 即数学模型的过程。

模型开发工具一般采用MATLAB/Simulink等工具, 以及市场上专门针对电力系统实时仿真的电力元件模型库, 比如:带时间戳的整流电路模型库、带时间戳的逆变器模型库、改进的电力电子元器件库 (包含了常用的电力电子设备元件) 、实时逻辑处理模块库、事件信号产生模块库等。

3.3 开关器件的实时仿真分析。

随着高频电力开关器件越来越多的应用到电力系统中, 如何在实时仿真的过程中准确的模拟高频开关设备的工作情况, 是电力系统实时仿真必须解决的问题。为此, 需要采用一些专门的算法求解器 (比如ARTEMIS) , 这种求解器专门用于对电力系统中的高频开关元件进行实时仿真。通过求解器可以预计算开关状态, 通过在实时仿真前, 预先计算出系统中不同电力器件开关状态对应的矩阵, 并将矩阵的计算结果存储在计算机的内存中。仿真时, 当电力电子器件的开关状态发生变化时, CPU直接调用计算结果, 从而节省了运算时间, 使模型能够用于实时仿真。此外, 还可以采用实时产生开关信号, 实时捕捉采样间隔之间的触发信号, 记录信号产生的时间以及逻辑状态的改变情况, 然后在模型的计算过程中进行补偿, 达到实时仿真的目的。

3.4 仿真系统的仿真精度和数值稳定性的问题分析。

传统上, 电力系统仿真通常采用PSPICE仿真软件和在梯形数值积分法基础上编制的仿真软件, 实例计算表明, 当步长△t选取适当时, 其仿真结果与PSPICE仿真软件所得结果相符。当选择较大步长时, 利用梯形数值积分法基础上编制的仿真软件仍可得比较满意的结果, 而用PSPICE仿真软件有可能出现发散。而针对含开关元件的电力系统进行仿真, 梯形积分法就在仿真精度和数值稳定性上出现了问题。针对这种问题, e MEGsim提供了一些改进的求解算法, 如:art5、art3等算法。

3.5 仿真系统的升级和扩展问题分析。

仿真系统硬件平台一般采用基于PC Cluster的计算机集群, 当被仿真的电网规模增大时, 只需增加CPU数目和增大内存容量即可。这种方式与传统的SGI图形工作站模式比较具有很大的扩展和升级优势, 在将来的仿真系统中会大量应用, 是仿真硬件平台的发展趋势。

总结

在硬件方面, 整个实时仿真系统采用PC Cluster的计算机集群, 不同计算机之间通过实时网络通讯, 从而保证系统实时仿真步长可以达到us级别;在软件方面运用求解器、并行算法以及利用成熟的模型库, 从软件相应方面满足了实时仿真对时间相应的需求, 为电力电子、电力系统仿真提供了可能, 该技术将会对电力电子、电力系统仿真产生深远影响。

摘要：阐述了电力电子、电力系统仿真的基本组成与特点, 分析了针对电力系统实时仿真容易产生的问题, 并从软件、硬件方面提出了适合仿真系统运行的一些解决方案。

关键词：实时仿真,暂态,计算机集群,多核,仿真步长,梯形数值积分法

参考文献

[1]周克宁.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[2]何仰赞.电力系统分析[M].武汉:华中科技大学出版社, 2002.

[3]赫培峰, 崔建江, 潘峰.计算机仿真技术[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[4]李国勇, 谢克明, 杨丽娟.计算机仿真技术与CAD--基于MATLAB的控制系统[M].第二版.北京:电子工业出版社, 2008.

[5]曹梦龙, 安世奇.控制系统计算机仿真技术[M].北京:化学工业出版社, 2009.

[6]《电力电子电路仿真的数值积分法及与PSPICE的对比》电子信息科技文献数据库[EB/OL].会议论文库1, 998.

[7]电力系统保护与控制[Z].2008 (15) .

《电力电子技术》学习 篇2

班 级：2015级电气工程及其自动化3班

姓 名：陈怀琪 学 号：*** 指导老师：刘康

2017年12月

一、学习内容：

通过一学期的学习，在刘康老师的细心指导下，明白电力电子技术这门课程大体是以电路和控制理论对电能进行变换和控制的技术，在电力电子领域的地位是十分重要。重点可看作电力的一个变换，交流—直流（整流）、直流—交流（逆变）、交流--交流（交流调压、交流变频）、直流—直流（直流斩波）。通过第一章对之前学过的知识进行一个梳理，为后面的章节作下铺垫，在第二章主要向我们介绍常用电力电子器件的基本结构、工作原理和特性、主要技术参数与选用，介绍是从应用的角度出发，并对各种器件驱动和保护及串并联做了简单介绍。其中刘康老师具体向我们介绍电力二极管主要类型，分别有普通二极管，快恢复二极管、肖特基二极管，晶闸管的静态、动态特性，重点是懂得分辨和了解GTO、GTR（电力晶体管）、MOSFET（电力场效应晶体管）、IGBT的优缺点及应用场合。

在第三章中，其实是本人觉得既是重点也是难点的一章，重点讨论了单相和三相整流电路的几种主要形式，它们是：单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路、三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路和三相桥式半控整流电路。内容看似很多，其实像刘康老师说得要举一反三，单相半波可控整流电路具体可分为阻性负载、感性负载，并且在理解的基础上能够画出相对应的工作波形，本章还分析了晶闸管整流装置在不同工作状态下电动机的机械特性及简单介绍谐波抑制和PWM整流技术。第四章向我们介绍直流斩波电路有多种拓扑结构，通常根据输入输出是否隔离分为非隔离型斩波电路和隔离型斩波电路，根据电路形式不同，非隔离型斩波电路可分为降压型斩波电路、升压型斩波电路、升降压型斩波电路、Cuk斩波电路等，学习了他们的工作原理，其主要通过控制触发角占空比间接控制升降压。在第五章学习了交流—交流变换电路，包括交流调压、交流电子开关、交流调功和交—交变频电路。单相交流调压电路通过改变晶闸管的触发延迟角a就可方便地实现对交流输出电压的调节。单相斩波调压电路一般采用全控型器件做交流开关，控制开关的导通时间，从而调节电路输出电压大小。第六章则是学习常用的换流方式，包括全控型器件的控制极关断方式的电网换流、负载换流和强迫换流三种方式，向我们介绍了目前应用最多的PWM逆变电路，及其控制方法。

二、学习收获：

总得下来，要想学会、学号电力电子技术这门课程，必须要学会对图形的分析，和对各种电路波形的分析，在这个过程中，锻炼自己对于电路图形、波形的逻辑性表达能力，在分析电路波形的过程中，要懂得分为细的阶段去分析，而不是一味地看图，明白纵横坐标的物理意义，各个阶段的各个元器件开关是怎么去动作，最重要的是电力变换的过程，明白其变换过程既可分析出各阶段的物理意义及量的关系，再到最后对图形的数学上的运算，有平均值、有效值、周期、峰值等的整定计算。更是要对各个元器件的工作原理、工作特性、优缺点以及其应用场合了解，这样在对图形分析，在对一个项目选用器件型号的时候不会忙手忙脚。

三、学习心得体会：

电力电子技术的应用 篇3

【关键词】电力电子技术；应用

0.引言

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、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程， 电力电子技术已迅速发展成为一门独立的技术、学科领域。它的应用领域几乎涉及到国民经济的每个工业。尤其是进入21世纪，随着新的理论、器件、技术的不断涌现，特别是与微电子技术的日益融合，电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展，它将成为新世纪的关键支撑技术之一。电力电子技术拥有许多微电子技术所具有的特征，比如发展迅速、渗透力强、生命力旺盛，并且能与其它学科相互融合和相互发展。

1.电力电子技术在电力系统中的应用

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极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节，列举电力电子技术的应用研究和现状。

1.1在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

静止励磁采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，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

变速恒频励磁广泛应用于水力、风力发电机。在水力和风力发电过程中，为了获得最大有效功率，使水力和风力发电机组变速运行，主要通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

发电厂风机水泵的变频调速。风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率较低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有许多的生产厂家，无完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业较少，目前，国内不少院校和企业正在抓紧时间搞联合研发。

1.2在输电环节的应用

电力电子元器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。在输电环节中应用的技术主要有直流输电（HVDC）和轻犁直流输电（HVDC Light）技术以及柔性交流输电（FACTS）技术，其中柔性交流输电技术应用尤为重要。

FACTS技术的概念问世于20世纪80年代，它是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，从而大幅度提高电力系统的稳定水平。 近年来柔性交流输电技术在世界上发展迅速，并将FACTS技术用于实际电力系统工程。

1.3在配电环节中的应用

配电系统亟待需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制不仅要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即为用户电力技术或称DFACTS技术，是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的压缩版，其原理、结构均相同，功能也相似。潜在需求量大，市场介入较容易，研发投入和生产成本较低，随着电力电子元器件价格不断降低，可预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。

1.4在节能环节的运用

1.4.1变负荷电动机调速运行

要想使电动机节电较完善，必须将本身挖掘节电潜力节电和通过变负荷电动机的调速技术节电二者结合起来。目前，交流调速主要广泛应用于冶金、矿山等部门及社会生活中，如：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阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速，我国正在推广应用中。

1.4.2减少无功损耗，提高功率因数

在电气设备中，变压器和交流异步电动机等都属于感性负载，这些设备在运行时不仅消耗有功功率，而且还消耗无功功率。因此，无功电源与有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的主要部分。在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低 ，设备损坏，功率因数减少，严重时将引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故。所以，当电力网或电气设备无功容量不足时，应增加无功补偿设备，以提高设备功率因数。

2.电力电子技术在汽车工业中的应用

作为汽车用电源，在原来14V、28V基础上，现又增加了新的42V系列，且还出现了混合动力源电动车（HEV）等288V的驱动电压（典型值），形成了多种电源并存的局面。使用这些电源来实现汽车的各种功能，就必须利用所谓的电力电子技术。如：回波（echo）技术，藉能量管理或功率管理的最佳化，高可靠性，利用线控（x-by-wire）装置的电子控制系统等都是非常需要的。这些电力电子装置与原来的装置比较，由于电力电子技术导致了“响应性好”、“软控制的灵活性”、“小型轻量化的操控”、“高的效率”等一系列优越的性能，尤其是从各类照明、指示灯、雨刷（刮水器）、电动窗等1kW以下的轻负载到数十kW功率级的电力驱动，功率都不断增大。利用电动机、逆变器或交流变换器等电力电子装置的性能，大幅度提升了汽车的动力性能。

在汽车工业的应用主要有：利用电子开关替代传统的机械开关以及继电器；無触点点火、燃油电子喷射；电子动力转向、电子自动变速器；对原有的直流电源系统进行改造；对水泵、动力转向、悬架等进行电子监控。

3.电力电子技术在光伏发电中的应用

光伏发电技术是可再生的新能源重要组成部分，可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电器，大到兆瓦级电站，小到玩具。光伏电源无处不在。到2040年可再生能源将占光能耗得50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上。到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数据说明光伏发电产业的发展前景及其在能源领域的重要战略地位。光伏发电系统是由太阳能电池方阵，储存电能的蓄电池，充放电控制器、逆变器、并网控制、无功补偿，电控柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。其中除了太阳能电池，其它部分都需要电力电子技术支持。

4.结束语

总而言之，电力电子技术是智力、信息、知识密集型技术，也是我国经济与社会可持续发展项目之一，对促进国民经济发展，特别是电子工业发展将具有一定价值。

【参考文献】

[1]王宝卿.电子技术在电力系统中的应用.中国科技博览，2009，（31）.

[2]俞勇祥.电力电子技术的应用概况.新技术新工艺，2000，（10）.

[3]黄俊，王兆安，杨君.电力电子技术.机械工业出版社，2008.

电力电子技术在电力系统中的应用 篇4

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、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程, 它在传统产业设备发行、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极大的关注, 多种设备相继出现。本文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运用。

2 电力电子技术的应用

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极大的关注, 多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节, 列举电力电子技术的应用研究和现状。

2.1 在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备, 电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

2.1.1 大型发电机的静止励磁控制。

静止励磁采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, 被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节, 因而具有其特有的快速性调节, 给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2.1.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁。

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量, 当水头的变化幅度较大时 (尤其是抽水蓄能机组) , 机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功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。为了获得最大有效功率, 可使机组变速运行, 通过调整转子励磁电流的频率, 使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

2.1.3 发电厂风机水泵的变频调速。

发电厂的厂用电率平均为8%, 风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%, 且运行效率低。使用低压或高压变频器, 实施风机水泵的变频调速, 可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟, 国内外有众多的生产厂家, 并不完整的系列产品, 但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多, 国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

2.2 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“硅片引起的第二次革命”, 大幅度改善了电力网的稳定运行特性。

2.2.1 直流输电 (HVDC) 和轻型直流输电 (HVDC Light) 技术。

直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点, 对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网, 高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上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。

2.2.2 柔性交流输电 (FACTS) 技术。

FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期, 是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术, 可实现对交流输电功率潮流的灵活控制, 大幅度提高电力系统的稳定水平。

20世纪90年代以来, 国外在研究开发的基础上开始将FA CTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小, 设备结构简单, 控制方便, 成本较低, 所以较早得到应用。

2.3 在配电环节中的应用

配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求, 还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用, 即用户电力 (custom Power) 技术或称DFACTS技术, 是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版, 其原理、结构均相同, 功能也相似。由于潜在需求巨大, 市场介入相对容易, 开发投入和生产成本相对较低, 随着电力电子器件价格的不断降低, 可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。

2.4 在节能环节的运用

2.4.1 变负荷电动机调速运行。

电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面, 通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面, 只有将二者结合起来, 电动机节电方较完善。目前, 交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速, 我国正在推广应用中。

变频调速的优点是调速范围广, 精度高, 效率高, 能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小, 定子、转子的铜耗也不大, 节电率一般可达30%左右。其缺点主要为:成本高, 产生高次谐波污染电网。

2.4.2 减少无功损耗, 提高功率因数。

在电气设备中, 变压器和交流异步电动机等都属于感性负载, 这些设备在运行时不仅消耗有功功率, 而且还消耗无功功率。因此, 无功电源与有功电源一样, 是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡, 否则, 将会使系统电压降低, 设备破坏, 功率因数下降, 严惩时会引起电压崩溃, 系统解裂, 造成大面积停电事故。所以, 当电力网或电气设备无功容量不足时, 应增装无功补偿设备, 提高设备功率因数。

3 结论

现代电力电子技术 篇5

如果微电子技术是信息处理技术，电力电子技术就是电力处理技术。

电力电子技术是衔接控制、电子和电力的三大电气工程技术的交叉科学的融合。

由于新型的功率电子器件的广泛使用，使电子技术的发展大大超出信息处理和信息传输为主的弱电范围。

而在交流电源的电压和频率变换技术方面，得到进一步开发。

电力电子技术的变革与创新 篇6

关键词电力电子技术;变革;创新;仿真;MATLAB

中图分类号T文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0110-01

电力电子技术是电子学、电力学和控制理论相结合的一门边缘学科,自晶闸管诞生以来,这一技术获得迅速发展,此后由于新型器件的不断涌现,更由于现代控制技术和微电子技术的发展,电力电子技术向高频、高效、小型和智能化方面,并日趋成熟,逐渐形成为一个完整的体系。

1器件的发展、创新

电力电子器件经历了由半控型(包括半控型器件的使用)到全控型、再到PIC(功率集成电路)的发展过程。

半控型器件即指晶闸管,因不能自关断,所以称为半控型,其家族包括普通型、双向型、快速型、逆导型等品种。全控型器件由于各自不同的结构原理,品种纷繁,各具特点,在现代电力电子技术应用中已占据了极其重要的地位。全控型器件是指此类器件可通过对其控制电极(门极、基极、栅极等)施以电信号,直接控制其通断,这为控制主电路的工作方式带来了很大的灵活性和方便性。此外,静电感应晶体管(SIT)、静电感应晶闸管(SITH)也已处于生产、实用阶段。

目前电力电子器件已进入到PIC(功率集成电路)发展阶段的初期,在这一阶段,电力电子技术与微电子技术更紧密地结合在一起,全控型电力电子器件与驱动电路、控制电路、传感电路、保护电路、逻辑电路等被集成在一起构成功率集成电路,进一步的产品还内含微机控制部分。PIC的应用将使电力电子技术实现第二次革命,进入全新的智能化时代。

2应用电路的改进

以下从電力电子主电路和触发器的改进两方面来谈一下。

2.1主电路的改进

2.1.1新型器件的使用

器件的发展带来了应用电路的变革。作为电力电子技术的重要成就之一——交流三相异步电动机变频调速技术,先前采用六个逆导型晶闸管作为主电路控制元件,目前已可采取GTR、IGBT等多种自关断器件代替晶闸管的方案。IGBT方案中,由于近年各种功能完善IPM(IGBT智能功率模块)的出现,使得频率控制更为灵活、方便。

2.1.2PWM技术的应用

全控型电力电子器件的出现,不仅使得逆变电路的结构大为简化,而且在控制策略上与半控型器件相比,也有了根本的不同,由原来的相控技术改变为脉宽控制技术,即PWM技术。PWM技术既可以调压,同时可以极其有效地进行谐波抑制,此优点无论对UPS还是变频调速,均极为难得。其中正弦脉宽调制波(SPWM)由于谐波影响较小,在各类逆变器应用中特别是在交流调速系统中被广泛采用,见图1。SPWM波形可通过硬件电路或软件方法生成。

图1SPWM逆变电压波形

2.2对半控型器件而言,集成触发器、数字触发器获得广泛的使用

晶闸管变流应用中,由于对触发电路工作可靠性、体积及简化生产、调试的要求,使用集成触发器成为一种趋势。以KC(KJ)系列集成触发器为基础,通过适当组合,可构成集成化触发组件,如KCZ6六脉冲组件。±15V双电源供电是KC(KJ)系列集成触发组件的特点。

近年来出现的一些新型集成触发器件,具有更优良的性能。如MC787和MC788等,它们与KC(KJ)系列相比较,功能更强、功耗更小、外接元件更少,且采用单电源供电,对于电力电子产品小型化和方便设计具有重要意义。

为了解决直流控制电压与同步电压叠加移相造成的触发脉冲的不对称度较大等缺点,专门设计了数字式触发电路。其中,用单片机构成的数字触发电路,控制灵活,精确度高,更有利于实现生产过程的自动化,因而发展迅速。

由于MCS-51系列8031单片机价格低、功能强,应用广泛,下面以用8031单片机构成的触发系列作一分析。

系统硬件配置如图2所示。

图28031数字触发系统硬件配置框图

图中P1口为输入口,用于读取以数字形式表示的控制角α的设定值,8031CPU以基准点作为计时起点开始计数;当计数值与控制角对应的数值一致时,CPU发出触发信号,此信号通过并行接口芯片8155输出,再经过功率放大后送至晶闸管门极。

其它三个I/O口作用:

P0:数据总线和2716的低8位地址总线,74LS373(ALE)对其进行地址锁存;

P2:2716外部存储器的高8位地址总线;

P3:使用P3.2引脚第二功能引入外部中断INT0。

该8031单片机数字触发器可作为三相全控桥电路的触发电路。

3实验、研究技术的进步、发展

相对于以往的单纯依靠搭建实际电路来分析、研究电力电子电路,现在有了新的选择,就是采用功能强大的仿真软件来进行虚拟实验的研究,结合最终搭建实际电路,从而可以更快、更好地进行电力电子电路和系统的设计,使研究者的电路或系统设计工作更加高效。软件方面,可以利用MATLAB下的Simulink工具箱,也可使用Saber进行建模和仿真。内容方面,从各种变流电路到交、直流电动机调速系统、自动控制系统,都可以进行仿真、研究。

参考文献

[1]王兆安.电力电子技术的发展动向[J].电力电子技术,1995,4.

[2]刘长国,于春.电力电子技术的发展[J].电子制作,2005,12.

[3]李序葆,赵永健.电力电子器件及其应用[M].北京:机械工业出版社,2004.

作者简介

电力电子技术在电力系统中的应用 篇7

关键词：电力电子技术,电力系统,控制和变换

1 电力电子技术的基本定义和发展

电力电子技术是应现代化需求而出现的学科, 是上世纪60年代的产物, 主要应用于电力方面、电子方面以及控制技术方面。其主要的研究方向在电力系统的转换方面。电能的控制和转换使电力资源得到更加科学的使用, 减少电能的浪费, 同时也响应了国家号召的可持续性发展。其原理就是通过计算机合理的组合了强电和弱电。电力电子技术是由电子、电路、电力控制等方面的技术结合计算机应用构成的一门现代化科学。是以晶闸管 (相当于PNP型和NPN型两个晶体管的组合) 的出现彰显了电力电子技术发展的里程碑。它主要分为器件制造与电路变流技术, 而电力电子器件也是在第一代电力电子器体积小、耗能低的基础上发展到第二代具有自动关断新功能, 第三代在之前基础上使体积变得更小, 结构也更加紧密, 能够将功率器件、驱动和控制等相结合在一起, 出现了PIC, 虽然功率上有所不足, 但却代表了一个新的发展方向。

在电力电路中整流电路是应用最为广泛, 在1970年之后虽然逆变电路出现后占据很大的应用空间, 但是整流电路还是有着无可取代的作用。伴随自动断电器件的大量使用, 电力电子的趋势是高频化的反向延伸, 一部分新的电路例如矩阵式的逆变电路等相继出现。PWN的控制对电力电子技术以后的发展有决定性的作用, 而自适应控制、状态监测机控制、模糊控制等控制方式进一步使电力电子系统的现代化控制技术方面得到飞跃性的进步。目前数字控制技术在各个行业逐步取代了以前的模拟控制技术。同时也为控制技术的发展指明了方向。

2 静止无功补偿装置的介绍

静止无功补偿器 (SVC) 主要作用于电工中系统稳定性的提高、对冲击性负荷的补能、电力质量的改进、电压的控制、闪变的及时抑制方面。柔性交流输电改善了以往交流电路中只能由效率慢、不精准机器进行机械控制的形势, 成功的提升了电路系统中输电功率、电路的控制能力, 电力系统中的平稳性和系统内部震荡的控制力度等。静止无功补偿器 (SVC) 的制造没有旋转装置, 所以它没有较大的电容器, 工作时需要的无功功率是电感器给予的, 通过静止无功补偿器对电抗器的较快调控, 可以由无功功率的发出转变为无功功率的吸收, 适合应用于中高型电压输出电路运行时的无功补偿。比较多见的补偿器还有静止同步补偿器、统一潮流控制器、晶闸管控制移相器、可控串联补偿器等。此类补偿器都属于FACTS装置。无功功率补偿能够有效的提升电力系统和负载的功率, 减少机器内部容量和功率的损耗, 提升电力的质量。静止无功补偿装置的重要组成部分有可控串联补偿装置、晶闸管投切电容器、晶闸管控制电抗器等。

(1) 可控串联补偿装置是由电容器和晶闸管等构成。能够快速的调节串联的电抗值, 提升电力系统的输送能力、改善系统电压、阻尼低频振荡和抑制次同步谐振等作用。

(2) 晶闸管投切电容器是由晶闸管和电容器构成, 和系统并联并向系统提供无功功率的静止无功补偿装置, 它有无机磨损、平滑的投切、反应快等优点。

(3) 晶闸管控制电抗器是由晶闸管和电抗器等部件构成, 它是与电力系统并联, 并且从系统中吸收无功功率的装置。改变晶闸管的触发迟角, 能够改变通过电抗器中电流的大小, 同时可以调节电抗器的基波无功功率。晶闸管控制电抗器一般用支路电流控制三角形法连接三相交流调节电路电压的形式。

静止同步补偿器简单来说是半导体桥式交流器工作时进行无功补偿的设备。其工作原理是把自换相桥式电路与电抗结合并联至电网, 通过桥式电路输出电压的调节, 达到电路所需要无功电流的目的。

3 高压直流输电技术

高压直流输电技术在电力系统的应用中晶闸管的作用尤为重要, 晶闸管是晶体闸流管、可控硅的简称, 它是电力电子技术发展中的产物, 从它1956年出现到应用于直流输电系统中取得良好成果后, 至今都被应用在直流输电系统中, 它的出现使半导体器件从弱电领域进入了强电领域。高压直流输电是把三相交流电在换流站转换变为直流电, 之后经过直流输电传送到另一个换流站转换为三相交流的输电方式。它这种传电方式具有传送功率较大、电能损耗较小, 可控制性较好、成本较低。目前主要应用在较高电压较大容量的长距离输电与水陆连电等方面。直流输电工程根据直流联络线来划分, 能够分成单级、双极和同级联络线。

4 在电机中的应用

水力发电机产生的的电量与水压和流量成正比, 所以水力发电机的供应量很不稳定;风力发电机产生的电量与风力的速度的三次方成正比, 所以风力机组的电量是随着风力速度而改变的。能够通过对电机转子励磁调节频率, 然后与转子的转速结合后使定子输出的频率保持相对的恒定, 这就提高了电机的有效功率。电力电子技术在水力和风力发电方面起到巨大的作用。静止励磁系统具有结构相对简单、稳定性能高、成本低的特点, 主要有半导体晶闸管、并励性能系统构成。现已在电力方面得到大量的应用。它能够减去励磁机中间惯性的环节, 使其达到快速调节的目的。

5 有源电力滤波器

有源电力滤波器 (APF) 是应用于补偿无功、抑制谐波的现代电力电子装置, 可以对变化的谐波和变化的无功给予补偿。具有补偿方式多样、且不受电网中阻抗的影响、响应快等优点。是以后抑制谐波发展中很有潜力的一个方向。

有源电力滤波器是通过电流互感器去检测电路中的负载电流。主要由指令电流运算的电路补偿电流发生电路、以及指令电流运算的电路构成。指令电流运算电路主要是检测补偿对象系统中的谐波、无功电流;补偿电流发生电路是接收识别前面检测出的结果, 进行电流的补偿。

6 总结

根据以上的探讨, 可以看出电力电子技术在电力系统中的重要地位。同时随着科技的进步, 电力系统对电力电子技术的要求也越来越高。只有把电力电子技术更加有效的利用到电力系统中, 减少电力系统的成本以及配送过程中的损耗, 提高整体的质量、稳定和控制性。才能更好的走科学发展之路, 才能使电力电子技术未来的发展更快更远。

参考文献

[1]田广青.静止补偿器及其在工业供电网络中的应用[J].江苏电器.1994 (02)

[2]崔学祖.电力电子技术在电力发展中的新应用[J].能源技术.2002 (06)

电子电力技术 篇8

1 变电站架构引下光缆的封堵目标

依照《国家电网电力安全工作规程》(变电部分) 13.1.5规定,变电站(生产厂房)内外的电缆,在进入控制室、电缆夹层、控制柜、开关柜等处的电缆孔洞,应用防火材料严密封闭。

引下光缆的封堵特别涉及一种具有阻燃、防水、防撞击作用的材质,对封堵处附近部分光缆的拉伸、扭曲、撞击等起到很好的保护作用,并且能有效地阻止大自然中的冷、热、氧、紫外线和微生物等引起的材料老化,对引下光缆与钢管间接头处起到良好保护作用的封堵方法。

依照《国家电网电力安全工作规程》(变电部分) 12.2.1.16规定,电缆施工完成后应将穿越过的孔洞进行封堵,以达到防水、防火和防小动物的要求。

2 变电站架构引下光缆的封堵现状

首先,原有变电站内的架构引下光缆均采用防火泥进行封堵,实现防水、防火、防小动物的安全要求。然而由于室外环境条件有限,使用时间超过两年后一般会出现防火泥封堵处松动、甚至脱落的现象,从而造成封堵不严,形成安全隐患,增加了维护工作量。

其次,防火泥的材质特征导致封堵成型后,防火泥无法重塑,这就使得维护检修工作时对封堵泥的拆除重封造成了成本浪费,增加了维护成本。

第三,从封堵效果、耐张力、耐弯曲、预留及外观都有严格规定,采用防火泥进行封堵对操作人员有技术要求,且操作流程繁琐,增加了单次封堵操作的工作时间。

3 架构引下光缆封堵器的研制

根据引下光缆的封堵目标和封堵现状,我们综合调研了市场上的相关产品,从材质、结构和制作工艺三方面出发制订了明确的研制方案,最终形成该成果,并申请了国家实用新型专利,同时获得2013第六届“海洋王”杯全国QC小组成果发表赛二等奖。如图2所示。

如图3所示,架构引下光缆封堵器外形按弧线型哈呋式结构设计,上下对开;其包括外壳主体、密封胶带、密封胶条以及螺丝,所述外壳主体为铸铝材料,为具有上表面(具有包裹引下光缆的圆孔)的柱体,所属柱体的下表面为与钢管尺度吻合的圈面;密封胶带、密封胶条,用于连接处的密封,以确保封堵的可靠性;螺丝,用于封堵器两部分的连接;适用于各种位置、各种恶劣环境下对引下光缆与钢管间接头的保护。

如图4所示,引下光缆采用传统的防火泥封堵的后期维护工作主要包括严寒酷暑期的重新封堵维护工作、巡视期间对松动、脱落封堵泥的重新封堵维护工作以及因检修工作对封堵泥的拆除和重新封堵维护工作三类。封堵器外壳铸铝,满足阻燃、防水、防撞击的作用,能有效地阻止大自然中的冷、热、氧、紫外线和微生物等引起的材料老化,前两项无需维护;封堵器采用两部分拼接模式,且为活动连接头,检修工作时仅需拧开螺丝即可,工作后直接恢复封堵,无需更换封堵器,即实现免维护!

依据内嵌模具的使用寿命,整个架构引下光缆封堵器的使用寿命为10年,即十年内维护费用基本为零。且10年后维护时,可依情况仅更换内嵌模具,成本更低(每个仅需10元)!

4 总结

架构引下光缆封堵器结构简单、操作方便,对操作人员无技术要求,一经观摩立即会用,使得单次封堵操作时间大大缩短,在我公司内得到了认证,并已开始推广使用。截至日前,此成果已用于45个变电站(其中220kV变电站14个,110kV变电站31个)、189根架构引下光缆的封堵,在大量节省维护费用、提高操作便捷性的同时,为电网、电力通信网的可靠稳定运行提供了安全保障!

摘要：变电站架构引下光缆的封堵一直是困扰电力安全生产的技术难题,传统的防火泥封堵容易出现松动脱落,对现场周围环境要求较高。本文通过对封堵目标、封堵现状以及架构引下光缆封堵器研制过程的介绍,展示了我公司员工自行研制并委托厂家批量生产的该市场推广产品,最后通过在国网冀北电力有限公司廊坊供电公司所辖站点内的使用情况,显示了其较好的经济效益与社会效益。

关键词：架构引下光缆,封堵,防火泥,安全隐患

参考文献

[1]国家电网电力安全工作规程[M].北京:中国电力出版社.2009.

电子电力技术 篇9

1 电力电子技术的简介

1.1 电力电子技术的内容

电力电子技术可以说是近年来刚刚兴起的一项电子技术, 它主要应用于我国的电力行业当中。通俗一些解释就是使用电力电子的器材以及配件 (例如IGBT、GTO、晶闸管等等) 来将电力能源进行控制与转换。这项技术的成功使用会得到提升电力系统的功率以及加强电力系统的运行成效等结果。如今, 我国相关的技术单位已经将这种技术分成了两大类别, 其中包括变流技术以及制造技术。伴随着这两种技术的广泛应用, 国内各大院校也相继开设了相关的专业, 并且也招收到了数量相当可观的一部分学员。

1.2 电力电子技术的作用

1.2.1 将电力能源进行优化

我国目前的电能供应系统仍然存在着一些问题, 而伴随着电力电子技术的广泛应用, 不仅能够将带电力能源进行进一步的优化, 同时还让电力能源的使用效率得到了非常明显的提高。由于我国的人口众多, 用电量也相应较大, 所以电力电子技术从很大程度上缓解了我国的电量紧缺问题。除此之外, 根据有效数据显示, 一些应用了电力电子技术的地区还出现了很明显的节约电能情况, 可谓是一举两得。

1.2.2 利于工业生产的更新换代

电力电子技术的应用能够让我国的民用电力设备效果得到大幅度的提升, 让我国人民的用电质量感受到明显的变化。如今是一个科技化的时代, 所以针对一些用电量较大的工业企业来说, 电力电子技术的应用将会有助于其改造传统工业的生产工艺, 让企业能够将工作效率得到进一步的提升, 并且稳步的迈向机电一体化的队伍当中。

1.2.3 智能化发展

我国的电力电子技术已经进入到了一个相对成熟的阶段, 而国家的相关科研单位也开始着手在其中加入更为高端的科技手段。这种做法不仅有利于电力系统的向前发展, 同时还会增加电力电子技术的使用范围, 让其更加的智能化与人性化。

1.2.4 电力电子技术的高频化

伴随着电力电子技术的广泛使用, 为了让其能够更好的为我国的电力系统服务, 已经开始逐渐的对传统技术手段进行了突破, 将运行系统不断的高频化。这样不但节约了企业的设备占地面积, 同时还从很大程度上提升了电力系统的运行效率。

2 电力电子技术在电网中的应用现状

2.1 在发电系统中的应用

发电系统是整个国家电网中的重中之重, 那么电力电子技术在这个系统中的应用也将起到至关重要的作用。其主要的功能为改善发电设备的运用效率以及调节运行系统中的功能效率等, 其中包括发电机励磁的控制、恒频、以及水泵的调速等等。电力电子技术主要应用的是晶闸管在励磁中的价格、性能、结构等优势, 从而保证其能够更完美的应用与电力系统当中。

除此之外, 在风力以及水力发电机的操控当中, 电力电子技术主要依靠的是变频电源来掌控转子励磁电流的转换频率, 以保证电力能源能够发挥出最大的有效使用功效。在我国的各大企业中, 能够制造高压力变频器的实属凤毛麟角, 所以电力电子技术将有效的填补这一部分的空白。

2.2 在输电系统中的应用

电力电子技术在我国电网的输电系统中主要应用的是柔性交流输电技术, 这种技术能够将电力系统中的电压、功率、相位角进行有效的控制与调节。在电力能源进行输送的过程当中, 难免会出现不同程度上的消耗, 而这种技术的应用将从很大程度上将其输电能力的稳定性进行改善。

针对我国电网目前的情况来看, 如果采取远距离高压直流输电的话将会相比交流输电降低很大一部分的损耗, 因为直流输电将避免电抗压降的问题, 并且还会降低电缆网线等设备的投入资金, 这样不仅能够解决稳定性差的问题, 同时还会缓解企业的经济压力。

2.3 在配电系统中的应用

在配电系统中最为重要的就是提高电力能源的质量和供电系统的稳定性。而这两项是否能够过关将取决与电压、不对称度以及频率等相关因素的质量能不能达到标准。而电力电子技术在国外的一些大企业当中也取得了比较成功的成绩, 并且也为企业带去了相当可观的经济收益。电力电子技术可简称为DFACTS技术, 在配电系统的应用中可以被理解为是一种控制单利能源质量的新型技术。与此同时, 由于DFACTS设备同FACTS设备的功能与使用方法大致相同, 所以DFACTS的设备也可以被理解为是FACTS的浓缩版本。

2.4 在节能环节中的应用

节约电能大致包括两个方面:电动机的节电潜力和电动机的调速节电技术, 这两中节能方法有效的相结合才能够形成一个比较完善的节能体系。就我国目前的形式来看, 交流调速技术已经被广泛的应用到了矿山以及炼金等重金属行业中, 而在国外较发达的国家中, 在水泵以及风机等设备的运行中也都相继的应用了交流调速技术。

3 结语

由于电力电子技术在不断的发展当中, 所以一些周边的材料、设备以及配件也都相继出现在大众的目光之下。针对这种情况, 笔者建议国家的相关单位不仅要在技术手段的研发上给予大力的支持, 同时还要在硬件的质量把关上做好相关的工作。以此来保证电力电子技术在我国的各行各业中都能够有更为广泛的应用, 继而取得出更多、更好的成绩。

参考文献

[1]林渭勋.浅谈半导体高频电力电子技术[J].电气自动化, 1989 (5) :7-l0.

[2]崔振华.浅谈电力电子技术在电力系统中的应用[M].北京:中国电力出版社, 2004.

[3]朱磊, 侯振义, 张开.电力电子技术的发展与应用明[J].电源世界, 2008 (6) .

电子电力技术 篇10

随着电力电子技术的不断发展, 在电力系统中的应用越来广泛, 并对现代电网发展有着积极的促进作用。伴随计算机等技术水平的不断提升和电力系统的不断完善, 电力电子技术在电力系统中的应用空间将更为广阔, 并对电力系统的运行效率和质量发挥着积极影响。为此, 加强对电力电子技术在电力系统中的应用问题具有重要意义。

1 电力电子技术在电力系统中发电环节的应用

目前, 电力电力技术在电力系统中的应用十分普遍, 其目的是促进发电环节中设备的更好运行。我国电力系统中发电环节涉及到的机械设备主要有四种, 即:发电厂风机水泵、太阳能控制系统、水力和风力发电机和大型发电机等。电力电子技术在发电环节的各类型机械设备中都有广泛应用, 对电力系统的安全稳定运行充分发挥积极的作用[1]。

1.1 对发电厂风机水泵进行变频调速

目前, 在我国电力系统中, 发电厂风机水泵的耗电量较大, 约占发电设备总耗电量的50%以上。不仅如此, 发电厂风机水泵的运行效率较低, 对电力系统运行有着不利影响。为此, 电力部门有必要加强电力电子技术在发电厂风机水泵应用问题的研究, 以实现变频调速, 降低电力系统的耗电量, 达到节能的目的。利用电力电子技术, 对发电厂风机水泵进行变频调速, 通常采用高压变频器或低压变频器, 我国电力企业采用低压变频器居多, 相对于高压变频器而言, 低压变频器的发展和应用更为成熟。

1.2 应用于太阳能控制系统

随着科学技术水平的不断提高, 太阳能作为一种新能源被深度开发和广泛利用。在电力系统中, 太阳能的应用较为普遍, 促使电力部门实现了太阳能发电的目的。大功率太阳能发电, 无论对于并网, 还是对于独立系统, 都需经过直流电向交流电的转化过程, 所以逆变器是太阳能控制系统的核心。由于新能源太阳能具有环保、安全、天然资源等优势, 必将成为我国乃至世界未来的能源结构调整方向。由此, 加强电力电子技术在电力系统中太阳能控制系统的应用, 具有重要意义[2]。

1.3 应用于水力和风力发电机

水头流量和压力对水力发电机的有效功率有着决定性作用, 机组转速随着水头变化而变化。风力发电在电力系统中发挥着重要的作用, 其风速和有效功率之间呈现三次方正比的关系。由此, 对机组进行变速恒频励磁具有重要性, 不仅能够使风力发电获得最大的有效功率, 而且有利于电力系统的发电环节的安全运行。变频电源是水力和风力发电机的变速恒频励磁技术的核心所在对励磁电流进行频率调整, 能够确保恒定的输出频率。

1.4 有效控制大型发电机的静止励磁

静止励磁在电力系统中具有许多特点, 包括低造价、结构简单、较强可靠性等, 由于采用晶闸管整流自并励方式而被世界电力系统所广泛应用。电力电子技术在大型发电机中的应用, 对大型发电机进行了合理改善, 节省了励磁机的工作过程, 以达到快速调节的目的, 为有关人员有效控制大型发电机静止励磁奠定了坚实的基础条件。由此可见, 电力电子技术在大型发电机机械设备中的应用, 对电力系统发挥着重要作用[3]。

2 电力电子技术在电力系统中输电环节的应用

2.1 应用于直流输电

直流输电在电力系统中具有灵活性、稳定性等特点, 尤其表现在控制调节的灵活和输电稳定方面。目前, 我国电力系统中的直流输电主要有两种类型, 即高压直流输电和轻型直流输电。随着我国科学技术水平的提高, 直流输电技术有着广阔的发展空间, 轻型直流输电为电力部门有效解决了直流输电中的众多问题, 使直流电可以向无交流电源的负荷点输电。由此可见, 电力电子技术在电力系统中直流输电环节的应用, 及时对直流输电技术的创新, 又是对电力系统更好运行的直接推动。

2.2 应用于柔性交流输电中

柔性交流输电也称FACTS技术, 在电力系统运行中具有较大的优势, 即能够有效控制交流输电功率, 提升电力系统运行的安全稳定性。随着我国科学技术水平的提升和电力系统的不断完善, 柔性交流输电技术也在不断完善中, 并充分发挥对电力系统的保驾护航作用。将电力电子技术应用于柔性交流输电中, 可以更好发挥其优越性, 维护电力系统稳定, 促进电力企业发展[4]。

3 电力电子技术在电力系统中配电环节的应用

提高电能质量和确保供电的可靠性, 是电力系统配电环节中最为重要的问题。为此, 在电力系统配电环节中应用电力电子技术具有必要性。控制电能质量需要满足两个要求:一是抑制多样化的瞬态干扰和波动;二是满足频率、电压、谐波的要求。电力电子技术在电力系统中配电环节的应用, 被称之为DFACTS技术, 能够更好满足电能质量控制的要求, 从而确保电力系统安全稳定运行, 提高电网运行效率, 对推动我国电力企业发展进程具有重要的积极意义。

4 电力电子技术在电力系统中节能环节的应用

4.1 减少无功损耗

变电器等电器设备在运行过程中, 不仅消耗有功功率, 而且消耗无功功率, 导致电力系统具有不必要的电力消耗。无功电源和有功电源是确保电能质量的重要组成部分, 且在电力系统运行过程中, 必须确保无功的平衡。倘若无功未能达到平衡, 则会降低电力系统的电压和功率因数, 致使设备受损, 甚至出现大规模的停电事故, 对电力系统运行的安全与稳定存在着较大威胁。利用电力电子技术, 能够有效减少无功损耗, 确保无功平衡, 从而确保电力系统的安全稳定运行[5]。

4.2 对电动机进行调速

目前, 相对于国外发达国家而言, 我国利用交流变速在水泵和变负荷风机中的范围相对较小。所以, 我国电力部门有必要加强对电力电子技术在水泵和变负荷风机中应用问题的研究。交流调速在水泵和风机等机械设备中的应用具有良好成效, 具有高效、高精度、调速范围广等优点, 从而充分发挥节能作用, 为电力系统的运行节约经济成本, 避免不必要的经济浪费。尽管电力电子技术中交流调速在电力系统中应用范围小, 但是在矿山、冶金等社会活动中的应用比较广泛。

5 结束语

总而言之, 随着国家经济的发展和社会的进步, 人们对电力系统运行质量和效率有着更高的要求。在科学技术水平不断提升过程中, 电力电子技术在电力系统中有着广泛应用, 为电力系统的安全运行和电力企业的发展提供了技术保障。所以, 供电企业部门人员有必要对电力电子技术在电力系统中的应用问题进行深入研究, 以开拓电力电子技术在电力系统中的应用空间, 促进电力系统不断完善和电力部门的更好发展。

参考文献

[1]吴俊勇.“智能电网综述”技术讲座第四讲:电力电子技术在智能电网中的应用[J].电力电子, 2010, 4:67-70.

[2]何湘宁, 宗升, 吴建德, 等.配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].中国电机工程学报, 2014, 29:5162-5170.

[3]饶宏.南方电网大功率电力电子技术的研究和应用[J].南方电网技术, 2013, 1:1-5.

[4]柳建峰.我国电力电子技术应用系统发展现状探究[J].数字技术与应用, 2013, 5:230+232.