电力系统的电力电子技术应用分析

肇庆市恒电电力工程有限公司 龚文清



电力系统的电力电子技术应用分析

肇庆市恒电电力工程有限公司 龚文清

【摘要】在电力系统内，电力电子技术正被广泛采纳，新式技术融汇了多学科。电力电子技术注重电力变换，系统调配电能更加便捷。在智能电网内，电力电子新式技术可提升智能性，电力系统采纳的这类技术整合了无功补偿、滤波电力的技术、直流输电的高压技术。针对电力系统，有必要解析电力电子技术现存的应用状态；结合电力运转的真实情况，采纳最合适的应用方式。

【关键词】电力系统；电力电子技术；具体应用

电力系统配备了电力电子装置，采纳新式的调配技术。现代化改造中，各类电网都不可缺失这类技术。从直流输电看，电力电子技术更适宜用作容量较大及距离较长的实时输电，同时增设了晶闸管及整流阀门［1］。此外，交流的柔性输电、谐波抑制及无功补偿都包含了电力电子特定的技术，采纳了配套性的各类装置。日常的应用中，电力系统配备了各类的电源，电力电子技术表现出独有的优越性。

一、解析技术内涵

电力系统配备的电力电子技术采纳了微机调控，搜集各阶段内的电力信息。最近几年，信息化水准快速在提升，与之伴随的电力电子技术凸显了更高的价值。从技术内容看，电力电子特定的新技术整合了强弱电，采纳了电路及电子两类的技术。在微机调控下，电力系统设定了一体控制。电力电子技术包含了变流及制造器件的技术。从发展阶段看，电力电子各类的构件从原先的半控制型变为全控制型，直到现今的复合型。现今新颖的这类技术还包含了控制性、电路保护及驱动，整合了多样的功率器件。在这种基础上，构建了集成电路。构件的功率变得更小，这种趋向表征了系统总的进步趋向［2］。

在电子电路中，广泛采纳了整流电路。到了上世纪末，普及采纳了逆变电路。然而不应忽视，主导性的仍为整流电路。最近几年，高频性的电子电路被制作出来，伴有自关断的构件。新近增设的电路类型含有逆变及矩阵类的电路、谐振的电路等。电力电子可选取PWM予以调控，这就从根本上推进了持久性的进步。除此以外，控制技术还涵盖了矢量控制、变换旋转坐标、无功功率瞬时性的技术、模糊及自适应性的控制、神经元的状态控制。从目前来看，电力电子更新后的配套技术日益替代了常规控制，这是新近的趋势。

二、现有技术应用

（一）输电的直流技术

直流的高压输电采纳了如下途径：交流电从电厂发出，经过换流器后，整流可得输出的直流电。在这之后，受电端接纳了输入进来的直流电，逆变器可变换原先的直流电而后输送交流电。相比来看，直流性的高压送电可减低电路造价，并且拥有较大功率及更优的控制性。针对于较大容量、异步联网及距离较长的用户送电，都可选取如上的输电途径。架空输电借助于直流电路，这类电路减低了总成本，缩减损耗且确保了稳定。在额定频率下，电缆输电采纳了互联性的新式电网，更能便于海底及地下特定的输电。在扩建及增容时，分级构建的电力体系也更便利了潮流控制。

从联络线来看，直流输电可配备双极的、单极及同级多类的线路。此外，还可采纳背靠背的新式输电。例如：新近增设了HVDC新式的双极系统，转换电流可借助换流器。HVDC包含了切换器、整流性的变压器、其余的构件等。在这之中，高压阀及阀桥衔接了逆变器、整流器及脉波。换流器在各阶段内都会带有谐波，滤波器可用作谐波的滤除。在直流线路内，电流电压都可通过平波电抗器，由此限制了偏高的峰值电流并且防控了不够连续的负荷电流。系统必备换流器及阀门，还需配备晶闸管用作直流输电［3］。

（二）电机发电技术

在水力发电中，发电机可发出足够的电能，流量及水压关系到总电量。这种状态下，机组将会频繁变更原先的电量。风力发电的进程中，应能随时调控风速及电量。机组变速运转，若要获取有效的最佳功率，则必须调控转子在各阶段内的频率。唯有如此，输出频率及励磁电流才会维持恒定。针对于风力发电、水力的发电等，电力电子装置都有着必要的价值。

最近几年，励磁系统增设了静止类型，新式的静止系统包含着晶闸管半导体。静止性的励磁系统拥有更优的稳定性，构架也更简易；同时，励磁系统减低了总造价。相比于常规系统，励磁机省掉了中间附带的各发电步骤，加快调节速度［4］。

（三）滤波器的技术

现今新式的滤波器设定为有源的电力装置，可用作测定分量的谐波电流。针对于选定的补偿对象，补偿装置会增添某一反向且相等的分量电流。在这种状态下，补偿电流可用作抵消原先的谐波电流，滤除了网内谐波因而保留了基波分量。根本的原理为：采纳无功功率的瞬时补偿，加快响应速率且增添了多样的补偿方式。无功功率采纳的这类补偿优势为：摆脱了阻抗影响，抑制了网内较多的谐波。详细来看，有源滤波器可分成补偿性的发生电路、运算的指令电路。针对于补偿电路，可用作测定电流及隐含的谐波；对于指令电路，可产生各阶段内的指令信息，产生补偿电流。

图1　滤波器的构架

（四）无功补偿的静止装置

从现今状态看，静止性的无功补偿拥有了更优的输电质量，可改善稳定性。在输电领域内，无功补偿可用作抑制闪变、抵抗负荷的冲击。交流输电配备的灵活系统借助于FACTS方式，摒除了交流电网隐含的各类缺陷，例如精准性低、间接性及缓慢的电网控制。这样做，提升了电力系统总的稳定性，更能便于控制潮流。现有这类装置包含了同步性的静止补偿器、无功补偿装置、串联的可调控装置、潮流控制器、统一调配电能的装置。此外，电源也设定为不间断的。现今的应用为：换流站可用于抑制较大负荷的冲击，阻止了突然的电压波动及闪变。

三、在节能中的应用

在节能领域内，电子技术包含现有的两类运用：提升电能效率、调控电动机变换的负荷。电厂日常调配电能时，经常增添了额外损耗的电能。这是由于，发电时频繁变换了能源，机组很难密切配合。在这时，无功功率将被过多浪费。若能有序调控运转中的电动机速率，将会创设最优的控制实效。最近几年，域外归纳得出的这一节能方式趋向于成熟，但我们仍在摸索中［5］。真实的运用中，不可忽视转速调控的潜在缺陷。应能提升电动机在运转中的总体效能，采纳电力电子的调控方式。

现有电力设备耗费了配送中的较高电能，产生电能损耗。增设了调控的节能系统后，强化了可控性的输电进程，从长效入手改进了现有传输方式。在配电系统内，应能确保更稳定及安全的日常输电，提升了可传输的电能质量。为了改进节能，配送过程中还可随时调控电能。唯有及时调控，才能确保各区域优质及稳定的供电。

四、结语

技术在快速进步，与之相伴的电力系统也拓展了固有的规模，覆盖了更广区域。作为控制性的新式技术，电力电子技术从现状看仍没能予以完善，有待持久的改进。在电力系统内，若要有序调控各步骤的输电，应当改进相应性的电力电子技术。唯有如此，才能提升根本的系统控制价值，缩减了配送电能时的额外损耗。未来的实践中，还需改进技术应用，创设最优的电力系统实效。

参考文献

［1］姜建国，乔树通，郜登科.电力电子装置在电力系统中的应用［J］.电力系统自动化，2014（38）：2-6+18.

［2］盛况，郭清，张军明等.碳化硅电力电子器件在电力系统的应用展望［J］.中国电机工程学报，2012（32）：1-7+3.

［3］韦林，廖慧昕，易干洪.电力电子技术在电力系统中的应用研究［J］.数字技术与应用，2012（10）：97-98.

［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（05）：230+232.

［5］李伟，林丽，向超.电力电子技术在电力系统中应用［J］.中小企业管理与科技（中旬刊），2015（03）：119-120.