電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用

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1、淺談電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用【摘要】近年來，隨著科學文化的發(fā)展和世界文明的進步，新興科技不斷地涌現(xiàn)，尤其以計算機為主的第三次科技革命徹底的顛覆了傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展模式，而且近年來不斷地發(fā)展和進步。其中以電力電子技術的發(fā)展為例，其新材料、新結構器件不斷的涌現(xiàn)，在電力系統(tǒng)中的應用取得了令人矚目的成績，本文就對其具體應用現(xiàn)狀進行分析。【關鍵詞】電力電子技術；電力系統(tǒng)；直流輸電；應用；發(fā)展1.電力電子技術的應用與發(fā)展從上世紀80年代起，柔性交流輸電的概念已經(jīng)相當?shù)钠占?，促進了電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用和發(fā)展，不同的設備相繼出現(xiàn)，對其研究也

2、在逐漸的增多，本文將針對電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電部分以及配電進行詳細的分析闡述，對我國電力電子技術的應用現(xiàn)狀進行探討。1.1電力電子技術在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用對于整個電力系統(tǒng)的運行來說，發(fā)電環(huán)節(jié)對于整個電力系統(tǒng)的發(fā)展都是至關重要的，其余發(fā)電組的多種設備直接相關，而電力電子技術的加入，主要是為了提高運行設備的性能，加強運行的良好效果。1.1.1靜止勵磁控制與大型發(fā)電機的運轉(zhuǎn)在通常情況下，靜止勵磁都會采用晶閘管整流自并勵的方式，其結構簡單，但非常可靠，而且造價低，因此，其應用性最廣，在世界各大電力系統(tǒng)中均可看見其身影。期最大的優(yōu)勢是省去了勵磁機

3、這一中間的慣性環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了高效、高速的調(diào)節(jié)，為實現(xiàn)控制規(guī)律的發(fā)展提供了充足的空間，也為控制效果質(zhì)量的提升提供了保障。1.1.2變速恒頻勵磁在水力、風力發(fā)電機中的應用水頭的壓力和流量決定水力發(fā)電機的有效功率，如果水頭的變化幅度超過一定的值，將導致機組的轉(zhuǎn)速發(fā)生轉(zhuǎn)變。根據(jù)實踐總結，風力發(fā)電的有效功率與風速的三次方成正比，風能的轉(zhuǎn)速根據(jù)風速的變化而變化。因此，為了達到功率最大化，可以調(diào)節(jié)機組運行速度，也可以通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。1.1.3發(fā)電廠風機水泵的變頻調(diào)速目前，我國發(fā)電廠的平均功率在

4、一般情況下是8%，風機水泵的耗電量較大，占電力系統(tǒng)全部設備的65%的耗電量，同時其運行效率較低。對此可以采取低壓或者高壓的變頻器，對風機水泵實施變頻調(diào)速，達到節(jié)能的目的。從發(fā)展的角度來看，我國的低壓變頻器技術較為成熟，但是完整的系列生產(chǎn)廠家不多，目前我國眾多的相關院校與企業(yè)正在積極的進行研發(fā)和制作。1.2電力電子技術在輸電環(huán)節(jié)的應用電力電子技術設備在高壓輸電系統(tǒng)中的應用被稱為“硅片引起的第二次革命”，其為整個電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性的提升具有重要的意義。1.2.1直流輸電（hvdc）和輕型直流輸電（hvdc?light）技術相對于交流輸電，

5、直流輸電的電容量更大，但是其更加穩(wěn)定，實現(xiàn)靈活的控制，但是一旦采用遠距離的輸電或者是特殊環(huán)境中的輸電以及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)輸電，其優(yōu)勢顯現(xiàn)無疑。在1970年出現(xiàn)的第一項晶閘管是電力電子技術在直流輸電中的第一次運用，自此開創(chuàng)了電力電子技術在直流輸電中應用的歷史。1.2.2柔性交流輸電（facts）技術柔性交流輸電技術出現(xiàn)在上世紀70年代后期，其原理是基于電力電子技術與現(xiàn)代控制技術對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術，該技術的最大特點是實現(xiàn)了交流輸電公路潮流的靈活控制，提高了電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。從上世紀90年代開始，

6、國內(nèi)外對電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用都賦予了高度的重視，柔性交流輸電技術使其輸出的功率沒有區(qū)別，機械設備的結構簡單，便于操作，降低成本，這也是實現(xiàn)其迅速推廣的最大優(yōu)勢。1.3電力電子技術在配電環(huán)節(jié)中的應用配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其近年來為電力系統(tǒng)的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻，從其存在的問題分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，其最大的問題在于無法保障供電的可靠性，能量損耗較大，嚴重影響整個系統(tǒng)的運行。要想實現(xiàn)控制電能質(zhì)量的目的，必須同時滿足電壓、諧波和頻率的要求，同時更加要注意對各種瞬態(tài)的波動和干擾的抑制。從電力電子技術和現(xiàn)代控制技術的應用，整

7、個配電網(wǎng)系統(tǒng)都發(fā)生了翻天覆地的變化，實現(xiàn)了電能的控制，降低了電能的損耗。從市場的角度來看，潛在需求巨大，具有廣闊的市場前景，走進市場相對較為容易，同時其投入與開發(fā)生產(chǎn)成本都較低，保障了其延續(xù)性，隨著電力電子器件的價格不斷降低，我們有理由相信新型的電力電子技術必將走進發(fā)展的高速期。1.4電力電子技術在節(jié)能環(huán)節(jié)的應用1.4.1變負荷電動機調(diào)速運行節(jié)電成為近年來電力系統(tǒng)發(fā)展的主體，作為節(jié)電的兩個方面，電動機節(jié)電以及變負荷電動機的調(diào)速技術節(jié)電必須互相作用，互相輔助才能實現(xiàn)節(jié)電的目的。從技術的發(fā)展角度來看，我國的電動機節(jié)能功能發(fā)展良好。從當前的發(fā)

8、展形勢來看，交流調(diào)速在冶金、礦山等部門及社會生活中都已經(jīng)具有一定的普及性。首先是風機、泵類等變負荷機械中采用調(diào)速控制代替擋風板或節(jié)流閥控制風流量和水流量具有顯著的效果。1.4.2減少無功損耗，提高功率因數(shù)我