电子电工技术在电力系统中的应用

2016-12-31李婧

现代商贸工业 2016年20期

李婧

(新会冈州职业技术学校，广东江门 529100)

电子电工是电力系统必不可少的部分，电子电工技术则是在传统电工基础上发展而来的新门类，电子电工技术以计算机技术为基础，综合电工技术、电子技术的新形式。随着电子电工技术的日益发展，我国电子电工技术的研究工作明显提升。电力系统中应用电子电工技术后，能有效保障电力系统的安全性和稳定性。本文针对电子电工技术在电力系统的应用展开分析，对电力企业的发展产生重要影响。

1 电子电工技术特点

电子电工技术是根据传统电工技术发展起来的门类，该技术自出现经历几十年的发展期，逐渐演变成为智能技术与现代控制技术相互结合的新型技术。电子电工技术具有以下优点：

1.1 高频化的特点

高频化是指电子器件达到集成化的同时，能有效提升工作效率。例如：电力晶体管能够在十千赫兹频率的状态下工作，金氧半场效晶体管比它的工作速度更快，其频率搞到几百千赫兹。

1.2 高效率的特点

电子电工技术效率高是指在电力系统器件使用过程中，利用减少电子器件的方法降低线路损耗，同时，利用软件技术，确保器件趋于更加合理化的运行状态。

1.3 全控化的特点

全控化只要表现在电力系统中采用具有自关断功能的器件代替普通晶闸管，有效提升电子器件的功能。同时，电子电工技术全控化特点，促使电力系统内复杂的换相电路自动关闭，在一定程度上简化电路设计步骤，确保电路运行的安全性和稳定性。

2 电子电工技术在电力系统中的应用

2.1 发电环节的应用

电力系统日常发电中需使用形式各样的发电设备，合理引用电子电工技术，能有效提升发电设备的性能。目前，静止励磁是依托晶闸管整流构造的设备，因其安全度高、价格低，多数电厂广泛采用静止励磁技术取代传统的励磁装置。静止励磁控制技术不仅可以提升调节速度，也能发挥科学控制功能，提升电厂发电机组的运行效率。如果一个电厂采用水力进行发电，其压力和水流量必然对发电效率产生一定的影响。发电厂使用风力发电时，由于风速具有不确定性的特点，直接影响发电量和发电效率。使用电子电工技术后，能保证电流频率与机组自转频率相同，从而获得最佳的发电效率。电力系统高压和低压电进行互换过程中，采用变频机代替风机水泵变频器，能有效提升运行效率。

2.1.1 发电机组励磁

在大型发电机组中应用静止励磁技术能够快速的提高发电机的速度，且控制比较简单，能够保障发电厂在高效的环境下运行。交流励磁技术常常用于水力发电机中，对电流励磁动态频率起着调节作用，能够在发电系统中快速实现对水流量的动态调节，提高发电的质量，从而达到水资源的利用效率。

2.1.2 风力发电

在风力发电中，变频器是最重要的核心环节。在风力发电中，风能与电能的转化主要是通过调整逆变器和对流器来实现的，且利用风力发出的电量电压、频率都与并网的要求相符合。随着技术的不断改进和更新，两电平和三电平的变流器拓扑结构变为H乔级联型等，并且在风力发电系统中应用十分广泛，能够有效提高风力发电的容量和电压，在电路的损耗和输导线的损耗上具有十分强大的能力和作用。因此对于大规模的风力发电站常常使用这种电力电子装置。根据国际上新的并网运行规则要求，将电网接入到风力发电系统中，发电系统需要具有功率控制和无功率调节等，实现故障的穿越能力等。

2.1.3 光伏电站

大型光伏电站由光伏列阵组件、汇流器等构成，在大规模老鹰太阳能中具有重要应用价值。并联逆变器与电网相互连接，光伏电站能够对电压实现无偿的供给和补偿作用。目前在大型的光伏发电站中逐渐的应用并推广，且光伏阵列还存在多峰值热性和热斑效应。因此在大型的光伏发电站中需要对光伏的列阵进行合理的设计，考虑到逆变器和光伏列阵的排列方式等。

2.2 输电环节的应用

输电是整个电力系统关键环节之一，电子电工技术得以广泛应用。目前，电子电工技术广泛应用于高压直流电、静止无功率补偿器等输电环节中，能有效节约电力系统运行成本，确保电流在稳定、安全的环境下完成输送，更加准确的控制电器。直流输电技术得到电力领域学者的深入研究和发展，不管是送电侧、受电侧均依赖晶闸变流设备，以此改善长途、大规模送电产生的损耗。同时，直流输电技术具有便于操作、安全稳定的特点，能够使用不同地理环境，尤其适合远距离输电。柔性交流输电技术则是对传统交流电力系统的优化升级，这种技术不单能合理控制输电损耗，也能从整体上保障电力系统的安全和稳定。例如：使用晶闸光替代传统的电气开光，能达到快速控制电气系统的效果，但目前这种系统依然处于研究阶段。同时，在电力系统中使用换流闸流管和晶闸管，能有效提升设备的移动转换能力，帮助电厂节省更多的运行成本，加强这类设备在市场竞争中的发展优势。

2.3 太阳能发电系统中的应用

太阳能发电系统是21世纪重要的清洁能源之一，对太阳能系统的研究具有重要意义。对太阳能系统展开研究过程中，大功率电流转换器是重要的工作内容，这种转换器就是运用电子电工技术，从而把太阳能转化为电能并储存起来。现阶段，我国研发的太阳能发电系统主要以小规模系统为主，缺少太阳能发电核心技术的研究，因此，国内学者可加强这方面的研究，让其更好地为人们服务。

2.4 节能降耗环节的应用

为保证电动机大大节能降耗的效果，可合理运用变负荷电动机调速技术，设计具有节能降耗功能的发电机。目前，调速控制技术在变负荷设备内得到广泛应用，在风力、水流控制方面也取得一定进展，加之这种设备调速效率、精度较高，能够满足持续无级调速的要求。同时，其在调速过程中转差损耗较小，能有效降低铜损耗率，能节省30%的电量。但其各项投入加大，极易污染电力系统，但这项技术依然有待深入研究和推广。

变压器、电动机是整个电力系统中消耗最大的设备，这些设备支持电能正常供应，为保证电气设备的安全运行，必须确保其保持无功平衡状态。一般情况下，可配设无功补偿装置，以此提升电气设备的功率因数。