电力电子装置在电力系统中的应用

吴云龙大唐七台河发电有限责任公司

电力电子装置在电力系统中的应用

吴云龙
大唐七台河发电有限责任公司

近年来，我国电力技术应用越加广泛，它已经成为人们生产生活中不可或缺的能源之一。随着社会经济的快速发展，电力资源需求也呈现逐年增长的趋势，电力系统发展逐渐自动化、智能化。作为电力系统中的核心设备，电力电子装置技术水平决定了电力系统智能化发展趋势。因此，本文笔者对电力电子装置的应用情况进行了深入的分析和研究，并提出了有效的解决意见和建议。

电子装置；电力技术；社会经济

前言

电力资源是社会经济发展的重要依托，是人们生产和生活的重要资源。电力电子装置应用到配电、发电、变电、输电等各个电力系统应用过程，只有实现电力电子装置的高度自动化和智能化，才能够提升电力系统的高高效性、高稳定性和高可靠性。传统电力系统发电使用的是不可再生能源，环境污染严重，能源利用率低，其早已不能满足不断增长的社会需求。

1.电力电子装置与电力系统发展现状

为了不断完善电力系统建设，提升电力资源利用率，更好的满足社会经济发展需求，提高电力电子装置技术水平，下面我们就电力电子装置及电力系统发展状况进行简要叙述，深入了解电力电子装置应用于电力系统中的现实意义。

由于近年来我国社会经济水平的不断提高，人们对于生活品质的要求也随之提高，电力资源传输由小容量、短距离逐渐向大容量、远距离转变，电力系统逐渐向自动化、智能化发展。社会的进步、科技的发展无疑是推动电力系统发展的重要影响因素，电力系统智能化实现了全国各地电能使用，我国电力系统现今规模在世界也是位居前列。我国电力电子装置在电力系统中应用时间虽短、起步较晚，但其发展迅速。同时电力电子装置的应用也极大的改善了我国电能输送质量，促进了电网发展。传统电缆传输已经逐渐被光纤传输所取代，这是我国电力网络的突出改进，它打破了传统的技术壁垒，实现了电力系统硬件设计到软件设计的转变，电力电子装置也由传统半控型装置转变为全控型装置，并逐渐发展为复合型装置，数字控制也逐渐取代了传统的模拟控制等等，虽然我国电力系统发展较快、规模较大，但与世界先进电力系统仍有着一定的差距，具体表现在科技含量较低、智能化程度不高、创新性技术应用少等方面。因此，我国电力系统工作人员应当充分自身行业发展状况，全身心的投入到电力电子装置的科学研究当中去，不断完善我国电力系统现代化建设，提高电力系统智能化、自动化水平，推动电力系统发展建设，加快我国电力行业发展步伐，实现社会经济的稳步增长。

2.电力电子装置在电力系统中的实际应用

2.1电力电子装置在发电阶段的应用

在传统的电力系统中，均是采用不可再生能源来发电的，可利用资源有限且易造成重大环境污染，并不利于电力系统的长期发展。因此，新型电力系统应当因地制宜，从环境保护的角度不断开发可再生能源如：势能、风能、太阳能等，充分发挥当地资源优势，不断提高能源的利用率，下面我们就从可再生能源的开发和利用加以叙述，简要介绍电力电子装置在风力发电、水力发电、太阳能发电几方面的具体应用。

首先，风力发电。由于风是一种自然现象，其变化较快，想要利用风力发电就必须对当地风能变化有一个全面的了解，我们需要通过电力电子装置实现对风能的逆变和整流，将其变化为可供使用的、电压稳定、频率可控的电能资源，这也就是我们较为常见、应用普遍的电力变流器。变流器拓扑结构分层极大的提升了电能容量和电压，提升了风力发电效率。

其次，水力发电。相较于风力发电而言，水力发电稳定性较高，但整体建设规模较大，它利用调节水库水位线的高低变化实现对水力势能的运用，进而达到发电的目的。水力发电采用了交流励磁技术，不仅有效的提升了水力发电速度，实现了快速准确发电，还极大的提升了水力发电站工作效率。交流发电机组励磁是水力发电的核心电力电子装置，其原理较为简单，它就是通过改变交流频率来实现对水压和流量大小的控制。

再者，太阳能发电。毋庸置疑，就是利用太阳散发热能来发电的，它所使用的电力电子装置就是能够将太阳能转变为电能的变压器、滤波器、变压器等装置。我国太阳能发电的应用水平不高，在某些方面的应用仍存在一定的不足之处，许多太阳能发电问题仍有待我们继续研究并加以解决。

2.2电力电子装置在储能阶段的应用

由于可再生能源具有较为明显的季节性和实时性，这就造成电能应用的阶段性，出现了生活生产电能使用的高峰和低谷，电能储存也就成为了保证人们正常用电的重大举措，只有做好这一点才能够实现电力系统的安全、可靠、稳定运行。笔者就以我国目前应用较为广泛的水力储能装置、风力储能装置和电池储能装置几方面加以论述：

第一，电池储能装置。该装置是我国研究时间较早的一种电力电子装置，它能够将任意发电装置电力资源转化为电能。其根本发电原理就是利用小功率直流变换器平稳化储存到电池当中，并利用拓扑结构实现对电压高低电流大小的控制，利用电压型四象变换器进行装置功率的调节。这是电力电子装置中损耗最小化、最优化储能系统。

第二，水力储能装置，该装置采用的是抽水储能的办法，应用较为普遍的就是利用抽水蓄能中励磁电流频率与幅值转换来实现对电力功率的转换，进而达到对电力能源供应的高峰和低谷问题的解决。

第三，风力储能装置。它利用的就是对空气进行压缩的方式达到储能的目的，通过空气压缩机进行空气压缩存储，当电能应用不足时，就可以将空气势能转变为可应用的电能，满足电力供应需求。

2.3电力电子装置在输电阶段的应用

若是想要在电力行业走的更远、更久就必须要实现输电领域的高容量、长距离、低损耗电力输送这就需要利用电力电子装置的协助，如变流器和换流器等来降低电能装换过程中的损耗。在长距离、高容量的电力输送过程中极易受意外灾害的影响，进而造成重大经济损失。此时，电力电子装置对电力输送异常的发现和控制就显得十分重要，它能够为电力工作者提供有用的参考意见，避免重大能源和经济损失。

2.4电力电子装置在智能电网中的应用

智能电网建设是现代电力行业发展、社会经济发展的必然要求，只有实现电力资源网络的高度智能化和自动化，才能够实现达到对各个电网环节的有效监控，促进节点间电力资源双向流动。利用功率变换器进行用电功率调节是智能电网的主要操作方法。电力电子装置集成实现了对电网通信系统的有效控制，促进了电网的自动化和智能化，极大的提升了电网的可靠性和稳定性。

2.5电力电子装置有效的提升了电能的利用效率

由于近年来我国对于电能需求的不断增加，而自然中的可再生资源又不能做到长时间、不间断供应，这就要求我们从节能降耗等方面入手。电力系统要提高电能使用效率、降低电能损耗。电力电子装置应充分发挥其作用，利用链式景致同步补偿器维护电力系统稳定、降低电压扰动，努力营造良好的电力供应及使用环境。谐波治理装置能够降低电网中谐波，降低不必要能源损耗，而动态电压恢复器则可以实现对电压暂降补偿，有效的降低电压设备损害，保障电力系统的稳定、可靠。

3.电力电子装置未来发展方向

我国电力电子装置在应用方面取得了重大突破，电力系统得到了极大的改善，但目前仍与世界先进水平有着一定的差距。我们应当从电力资源基本需求出发，不断改善电力系统结构，不断加强电力电子装置方便的研究。我们应当做好电力系统的智能化、自动化建设，利用电力电子装置，积极采用科学合理的电力电子装置设计，不断提高我国电力系统自动化控制水平，充分发挥风力发电换流器的可靠性和太阳能发电逆变器的稳定性，努力降低能源损耗。积极开发新的可再生能源，加强电力系统能源开发建设。做好电力系统故障应急体系，利用电力系统的有效控制实现对资源的优化配置，提高能源利用率。作为现代化我国优秀电力系统行业工作者，应当充分认识到自身工作的重要性，肩负起发展电力行业的伟大历史使命，不断加强我国电力系统建设，提升电力服务质量。

结束语

电力系统建设是人们生活生产正常运行的重要保障，是现代化发展建设的基本要求，电力电子装置作为电力系统建设的重要基础，它在保证电力系统可靠、及时和准确运行等方面有着难以取代的作用。因此，我们必须要重视电力电子装置科技水平的提升，使其努力向发达国家电力行业发展水平靠拢，积极投身于电力电子装置的开发与研究，更好的满足日益增长的电力资源需求，促进我国社会主义现代化建设发展要求。

［1］周孝信，陈树勇，鲁宗相.电网和电网技术发展的回顾与展望--试论三代电网［J］.中国电机工程学报，2013（33）

［2］张文亮，汤广福，查鲲鹏，贺之渊.先进电力电子技术在智能电网中的应用［J］.中国电机工程学报.2010（04）

［3］盛况，郭清，张军明，钱照明.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（30）

［4］李乔，吴捷.关于电力电子装置谐波问题的综述［J］.电源技术应用.2004（07）

［5］喻翔.电力系统中电力电子装置的应用研究［J］.电子技术与软件工程.2015（10）

［6］贺之渊，汤广福，郑健超.大功率电力电子装置试验方法及其等效机理［J］.中国电机工程学报.2006（19）