电力电子技术在电力系统中的应用

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1、浅谈电力电子技术在电力系统中的应用【摘要】近年来，随着科学文化的发展和世界文明的进步，新兴科技不断地涌现，尤其以计算机为主的第三次科技革命彻底的颠覆了传统行业的发展模式，而且近年来不断地发展和进步。其中以电力电子技术的发展为例，其新材料、新结构器件不断的涌现，在电力系统中的应用取得了令人瞩目的成绩，本文就对其具体应用现状进行分析。【关键词】电力电子技术；电力系统；直流输电；应用；发展1.电力电子技术的应用与发展从上世纪80年代起，柔性交流输电的概念已经相当的普及，促进了电力电子技术在电力系统中的应用和发展，不同的设备相继出现，对其研究也

2、在逐渐的增多，本文将针对电力系统的发电环节、输电部分以及配电进行详细的分析阐述，对我国电力电子技术的应用现状进行探讨。1.1电力电子技术在发电环节中的应用对于整个电力系统的运行来说，发电环节对于整个电力系统的发展都是至关重要的，其余发电组的多种设备直接相关，而电力电子技术的加入，主要是为了提高运行设备的性能，加强运行的良好效果。1.1.1静止励磁控制与大型发电机的运转在通常情况下，静止励磁都会采用晶闸管整流自并励的方式，其结构简单，但非常可靠，而且造价低，因此，其应用性最广，在世界各大电力系统中均可看见其身影。期最大的优势是省去了励磁机

3、这一中间的惯性环节，实现了高效、高速的调节，为实现控制规律的发展提供了充足的空间，也为控制效果质量的提升提供了保障。1.1.2变速恒频励磁在水力、风力发电机中的应用水头的压力和流量决定水力发电机的有效功率，如果水头的变化幅度超过一定的值，将导致机组的转速发生转变。根据实践总结，风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风能的转速根据风速的变化而变化。因此，为了达到功率最大化，可以调节机组运行速度，也可以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。1.1.3发电厂风机水泵的变频调速目前，我国发电厂的平均功率在

4、一般情况下是8%，风机水泵的耗电量较大，占电力系统全部设备的65%的耗电量，同时其运行效率较低。对此可以采取低压或者高压的变频器，对风机水泵实施变频调速，达到节能的目的。从发展的角度来看，我国的低压变频器技术较为成熟，但是完整的系列生产厂家不多，目前我国众多的相关院校与企业正在积极的进行研发和制作。1.2电力电子技术在输电环节的应用电力电子技术设备在高压输电系统中的应用被称为“硅片引起的第二次革命”，其为整个电力系统的运行稳定性的提升具有重要的意义。1.2.1直流输电（hvdc）和轻型直流输电（hvdc?light）技术相对于交流输电，

5、直流输电的电容量更大，但是其更加稳定，实现灵活的控制，但是一旦采用远距离的输电或者是特殊环境中的输电以及不同频率系统的联网输电，其优势显现无疑。在1970年出现的第一项晶闸管是电力电子技术在直流输电中的第一次运用，自此开创了电力电子技术在直流输电中应用的历史。1.2.2柔性交流输电（facts）技术柔性交流输电技术出现在上世纪70年代后期，其原理是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，该技术的最大特点是实现了交流输电公路潮流的灵活控制，提高了电力系统运行的稳定性。从上世纪90年代开始，

6、国内外对电力电子技术在电力系统中的应用都赋予了高度的重视，柔性交流输电技术使其输出的功率没有区别，机械设备的结构简单，便于操作，降低成本，这也是实现其迅速推广的最大优势。1.3电力电子技术在配电环节中的应用配电系统是电力系统的重要组成部分，其近年来为电力系统的发展做出了不可磨灭的贡献，从其存在的问题分析，我们可以发现，其最大的问题在于无法保障供电的可靠性，能量损耗较大，严重影响整个系统的运行。要想实现控制电能质量的目的，必须同时满足电压、谐波和频率的要求，同时更加要注意对各种瞬态的波动和干扰的抑制。从电力电子技术和现代控制技术的应用，整

7、个配电网系统都发生了翻天覆地的变化，实现了电能的控制，降低了电能的损耗。从市场的角度来看，潜在需求巨大，具有广阔的市场前景，走进市场相对较为容易，同时其投入与开发生产成本都较低，保障了其延续性，随着电力电子器件的价格不断降低，我们有理由相信新型的电力电子技术必将走进发展的高速期。1.4电力电子技术在节能环节的应用1.4.1变负荷电动机调速运行节电成为近年来电力系统发展的主体，作为节电的两个方面，电动机节电以及变负荷电动机的调速技术节电必须互相作用，互相辅助才能实现节电的目的。从技术的发展角度来看，我国的电动机节能功能发展良好。从当前的发

8、展形势来看，交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中都已经具有一定的普及性。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。1.4.2减少无功损耗，提高功率因数我