王 强，王志勇

(长春理工大学光电信息学院，长春 130000)

电力电子技术在电路系统中的应用

王 强，王志勇

(长春理工大学光电信息学院，长春 130000)

电力电子技术在我国工业领域的发展较为广泛，对于交通运输中的电气化铁道、电动汽车、航天、航空等有所应用，冶金工业、电化学工业等工业中也常见电力电子技术，而在电力系统中，高压直流输电、电子装置电源等是电力电子技术在电路系统中的应用。电力电子技术的主要作用是优化电能的使用，通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用合理、节约，实现电能使用的最佳化。

直流输电；电力电子技术；发电机

电力电子技术经过几十年的发展历程，如今已经走向成熟阶段。微机的出现在一定程度上给电力电子技术带来了巨大的冲击，微机的发展对电力电子装置控制系统、故障检测等方面有一定的帮助。同时，微电子技术、光纤技术等发展，在我国电力电子器件中较为常见，这也是电力电子技术发展成熟的最基本表现。在不断的发展变化中，柔性交流输电的定义在在电力系统中引起了不小的轰动。电力电子技术给传统设备发行、电能质量控制等方面也提供了便捷。

1 电力电子技术的应用

电力电子技术在电力系统中的应用源于20世纪80年代的柔性交流输电的提出，此后，相继有电力电子设备不断出现。

1.1 在发电环境中的应用

电路系统中，电机组的设备应用是电力系统的关键环节。要想提升电力电子技术的使用效率，改变设备本身的运动特性非常重要。

1.2 大型发电机的静止励磁控制

目前，在各大电力系统广泛应用的静止励磁主要采用晶闸管整流自并励方式。这项系统本身具有快速调节性能，可以忽略对励磁机的中间惯性环节，可为先进的控制规律提供良好的控制效果。

1.3 水力、风力发电机的变速恒频

社会的快速发展给人类生活带来了巨大变化，因为科学技术的发展使人们的生活和工作内容更加丰富，在各行各业不断发展的同时，能源也在不断消耗，环境污染给当前的社会环境带来威胁，可再生绿色能源的风能是为我国能源继续发展而出现的能源，与此同时，风力发电技术在社会热点话题中也逐渐占据主要部分。在风电场的电力系统中，水头压力和流量是对励磁水力发电的有效功率的考验，机组转速发生变化与水产学研的变化幅度有关。风力发电中，风车可以随风能的转速而变化，此时，风力发电的有效功率与风速的三次方成正比。通过机组的变速运动和调整转子劢磁电流的频率可以获得最大的功率。

1.4 发电厂风机水泵的变频调速

节能环保并降低消耗是全社会发展的方向，在我国，60%～70%的发电量为电动机用电量。风机、水泵等应用的传统方法是在调节出口和入口的挡板、阀门开关来控制给风量和水量，这种输出功率在挡板截流过程中会出现能源消耗。但是，发电厂风机水泵的变频调速可以有效节约电能。目前，国内外的一些生产厂家对高压大容量变频器设计和生产能力还相对较少，这项设计的研究是我国各高等院校及企业关心的话题。

2 在输电环境中的应用

在电力电子器件的发展中，硅片的出现是高压输电系统发生重大改变的主要媒介，而且，硅片对整个电力网的稳定运行也起到了极大的促进作用。

2.1 直流输电和轻型直流输电技术

输电容量大、控制调节灵活、稳定性好是直流输电的特点，在高压直流输电中，远距离输电、海底电缆输电和不同频率系统的联网有一定的优势。

2.2 柔性交流输电(FACTS)技术

柔性交流输电是在20世纪80年代后期出现的，这一技术的出现有效实现了交流输电功率的高度控制。进入20世纪90年代以后，电力系统工程中采用了柔性交流输电，这项技术在早期就得到广泛应用，因为设备结构简单，控制也较为方便，而且成本低。

3 在配电环节中的应用

配电系统要解决的关键问题就是怎样加强供电的整体稳定性和可靠性，进而达到提高电能质量的作用。对电能质量控制时，不仅要满足对电压、频率和不对称度等要求以外，还要控制各种瞬态的干扰。电力电子技术以及现代控制技术在配电系统中的应用是在各项技术手段都成熟的基础上发展的一种电能质量控制技术。

4 在节能环节的运用

4.1 变负荷电动机调速运行

节能环节是整个电路系统运行中重要的组成部分。在节电方面，技术人员常用的技术手段就是调速技术，这是变负荷电动机的另一种存在方式。要想使电动机的节电相对完善，就要将两者有机的结合。在我国，煤矿等相关部门以及社会生活中使用交流调速比较广泛，风机等变负荷机械运用调速控制来代替挡风板，通过使用发现，其效果有非常显著的提升。近年来，在计算机技术的不断发展中，给人们的生产和生活都提供了有力保障，在节能环节的运用上，电力电子技术的范围较为广泛，在实际应用中，通过变速调整进行节能环保，这种方式成本低且对国家大力倡导的绿色电网是一种新的创新。

4.2 减少无功损耗，提高功率因数

在电路系统，变压器和交流异步电动机是电气设备中的感性负载，在实际应用过程中，设备有没有运行，都会消耗无功功率。基于此，保证电能质量时，无功电源和有功电源都是设备中不可或缺的部分。在电力系统中要保持无功平衡，不然，会使整个系统的电压出现降低现象，从而造成设备的损坏，还有可能引起电压崩溃，造成大面积的停电事故，如果电气设备的无功容量不足，技术人员要及时增加无功补偿设备，达到提高设备功率的目的。

5 结语

在科技不断进步与发展的进程中，我国已经全面进入现代化社会，互联网技术的发展为现代信息社会做出巨大的贡献，在社会各行各业都在广泛应用电力电子技术的同时，电力电子技术的发展已经迎来崭新的春天，电力电子技术给人们带来的便捷是过去传统技术所不能比拟的，所以，电力电子技术在电力系统中的应用，在一定程度上满足了人们的生活需要，为我国能源的节约提供了有力保障。

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Applicationofpowerelectronicsincircuitsystem

WANG Qiang, WANG Zhi-yong

(College of Optoelectronic Information, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130000, China)

Power electronics technology is widely developed in China’s industrial field, which has applications in electrified railways, electric vehicles, aerospace and aviation in transportation. Power electronics technology is also common applied in industries such as metallurgical and electrochemical industry. In power system, HVDC and electronic device power supply are the applications of power electronic technology in the circuit system. The main role of power electronics technology is to optimize the use of electrical energy through the power electronics technology, and achieve the optimal use of electrical energy.

DC transmission; Power electronic technology; Generator

TN303

B

1674-8646(2017)20-0076-02

2017-08-15

王强(1985-)，男，本科，助教；

王志勇(1983-)，男，本科，助教。