三峡电力职业学院 王远瞧

电力电子技术在电力系统中的应用

三峡电力职业学院 王远瞧

在电力系统中被广泛应用的技术，我们称之为电力电子技术，这一技术的研发是为了更好的实现智能电网的运行，也是其运行的必要手段。本文论述的是电力电子技术从产生、发展再到应用的过程，其中着重论述的是发电、输电、配电、节能的四个环节在电力系统的应用。经由这些论述也充分的表明了电力电子技术在电力系统中的应用已经相对成熟，并且能够得到长远的发展。

电力电子技术；电力系统；应用

电力电子技术作为一门新型的行业技术，引来了社会各界的关注。这门技术把电子技术和电力技术很好的融合到了一起，并且与新能源发展还有着极大的联系。这门技术的发现和应用能够大幅度地提高人民的生活水平，现阶段这项技术已经广泛的得到应用，电力电子技术也有力地促进了电子技术的发展进程。

1　 电力电子技术的发展

1.1 电力电子技术的产生

电子电力的产生有着悠久的历史，最早可以追溯到上世纪50年代。当时这一技术是以晶闸管为基础，从这一基础上又进行创新便产生了可控硅整流装置，这一装置的问世同时也代表着电力电子技术的重大变革，从此电子电力技术又迈入了一个新的进程，同时也标志着电子电力技术地真正产生[1]。

1.2 电力电子器件的发展

电力电子器件的发展历经了三个过程，首先是第一代电力电子器件，其电子器械的淘点特点是体积小、耗能低，换言之就是说电力二极管能够十分有效的改善电路的性能，不仅能降低电路损耗还能提高电源的使用效率[2]。第二代电力电子器械产生于上世纪70年代，其特别体现在全自动上，能自动调节、自动关闭，这一性能可提高开关频率。第三代电力电子器件主要是90年代将装置的结构和体积更加精良，集成了电子模块形式，构成集成电路。通过三代电力电子器械的改良能预示出我国的电子产业正在向高频技术方面发展，在发展中也更重视节能环保。

2　 电力电子技术在电力系统中的应用

从目前电力系统需求方向看，电力电子技术主要应用在输电和发电这两个环节中，从发电这一环节说，其具体使用在发电厂风机水泵的变频上，多用于调节速度，同样适用于太阳能控制系统、水利和风力发电机、和对大型发电机的控制上。从输电环节说，运用在轻型直流输电、柔性交流输电、配电环节、以及节能环节。通过以上技术的应用，对电力系统的发展和运行提供了强有力的支持。

2.1 电力电子技术在发电环节中的应用

电力电子技术如何在发电环节得到更好的应用，其应用体现在发电厂水泵变频调速、太阳能控制和水力风力发电机的变速以及大型发电机的静止励磁等[3]。发电厂风机水泵的耗电量占整个发电设备耗电量的一半以上，运作效率比较低，实行变频调速以后，能有效的降低电量的使用，采用高压或低压变频器，低压变频技术已经非常成熟。太阳能控制系统是一种新能源控制系统，大功率太阳能发电是直流电向交流电的转换，核心设备是逆变器。水力和风力发电机的变速恒频励磁，风力发电的有效功率与风速之间的三次方正比的关系[4]。此外，调整励磁电流的频率，恒定输出频率。对大型发电机的静止励磁进行控制，采用晶闸管技术，电力电子技术对大型发电机的改善，省去了励磁机，可以快速调节，创造了有利的条件，获得效果。

2.2 电力电子技术在输电环节中的应用

电力电子技术在电力系统输电环节的应用主要体现在输电效率和功率的补偿上，例如较为普遍的直流高压和柔性交流输电和静止无功补偿技术等。由于传统输电技术受到了研究条件的限制并不能够完成输电中控制电能的功能，这类的传统技术中以FACTS技术应用最为普遍。而柔性的交流输电技术需要对各项参数进行控制，降低在输电环节中的电能功率损失。然而现代的直流高压技术弥补了传统技术中的不足，能够以晶闸管和换流阀作为自动电力传送装置有力地节约电力生产成本。静止无功补偿器在电力系统中控制电压的作用，可以提高系统的稳定性，通过对电抗器的调控，特别适用中高压输电线路中的无功补偿工作。而无功补偿技术以其能够增大负载功率系数而极大程度地降低了电力传送中的能量消耗，与此同时，还最大程度地减少了各个电力设备的容量。无功补偿技术还可以平衡无功和有功的电力负载，保障电网的供电质量和受电端的可靠电压。例如，TSC和TCR都是常用的静止无功补偿装置[5]。在无功补偿技术中还经常用到SVC系统设计技术，可以解决直流高压电力输送中大型电流冲击带来的电压变动。

2.3 电力电子技术在配电过程中的应用

保障电力系统的电能质量、保障电力的分布式介入和远距离输送是电力工作的重要内容。电力电子技术在配电过程中的应用主要体现在对输配电网的电流分配上。在电力系统运行中技术人员需要考虑到一切电能传送中遇到的障碍，一旦发现不稳定因素要及时通过检查维修电子装置和检测硬件设备故障来进行解决。在这个过程中，FACTS技术起到了关键性作用，它可以增加电流和电压的可控制力，让电力系统发挥职能。用户在电力技术中需要保证配电过程中的稳定性，同时保证电能的输送能力，这两项技术都能有长足的依靠和发展，这两项技术现在已经可以比较好的合并。

2.4 电力电子技术在电力系统节能方面的应用

电力系统运行中也需要节约能量。在发达国家里，有百分之六十的电力能源都要经过电力装置的处理，来提升能源利用效率。一是变负荷电动机调速运行，二是提高电能使用率。电厂在生产电能的过程中，发电机组不能很好的配合，会产生无功功率的浪费现象，通过电子技术可以很好的对变负荷电动机的运行速度进行调整，但是有很多时候是存在缺陷的，在配送电的过程，对于电能的损耗和生产的成本比较高，对于电能的质量影响较大。

3　 结语

综上可知，电力电子技术已经根据电力系统运转要求不断地进行升级，在输电安全、效率与节能方面都得到了较为突出的应用，为保障电力系统的安全高效运行起到了积极的推进作用。

[1]高颂九．静止无功补偿发生器在变电站的运行分析[J]．浙江电力,2012(6):17-20．

[2]徐忻,胡靖,石辉,张勇军．基于电压源换流器的高压直流输电技术研究综述[J]．广东电力,2012(5):6-10．

[3]鲁伟,董丽珍,张天兵,毕思斯．电网应急指挥系统中开源WebGIS框架设计与应用[J]．电力系统通信,2012(11):55-57．

[4]顾兵,高楠．浅析电力计量系统的防分流窃电技术[J]．中国高新技术企业,2015(07):72-73．

[5]解利敏,华向阳,丁国战．电力计量系统与防窃电技术浅析[J]．硅谷,2014(22):39．

王远瞧（1991—），男，湖北宜昌人，大学本科，三峡电力职业学院电力与信息学院专业教师，助讲，主要研究方向：电力系统继电保护及供用电技术。