电力电子技术在电力系统中的实践运用分析

摘要：随着科技信息技术的逐渐研发，促进了电力电子技术的优化。如今，电力电子技术在电力系统中应用比较广泛，在保障电力系统实现智能化方面发挥着重要的作用。电力系统的发展，需要先进的电力电子技术应用到控制系统中，提升电力系统运行效率。基于此，文章对电力电子技术在电力系统中的实践运用进行了分析。

关键词：电力电子技术；电力系统；有源滤波器；静止同步补偿器；节能技术 文献标识码：A

中圖分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2017）04-0042-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.022

电力电子技术在电力系统中的应用效果较好，不仅提升了电力系统的实际运行稳定性，还保障了系统中的各种装置功能，实现了电力系统的整体运行效果。电力电子技术能够按照电子学的基本原理，设计出具有特定性功能的元件，在实际的电力系统中应用能够变换和控制电力功率范围，并且在不同的功率级别中实现精确化的控制。可见电力电子技术在电力系统中的应用，对于优化电力系统性能方面具有较为积极的意义。

1 电力电子技术的产生与发展

1.1 电力电子技术的产生

电力电子技术产生于19世纪中期，晶闸管是第一代电子技术产物，电力电子技术设备在不同领域中的广泛应用，为社会发展带来了传动技术，开启了电力电子技术的新纪元。很多电力系统中应用晶闸管研发可控的硅整流装置，从此电力系统逐渐进入到了变流器时代，可以说，可控硅整流装置是电力电子技术生产中的重要标志。

1.2 电力电子技术的发展

电力电子技术的产生促进了电力系统的发展，产生多代电力电子器件，其中第一代电力电子器件主要以电力二极管和晶闸管为典型代表，这些设备在电力系统中的应用具有较大优势，其体积小、耗能低，与传统的汞弧整流器相比，该类型电力电子设备的应用，有效地推动了电力系统发展。电力二极管在实际电路中的应用，能够将电路的具体性能改善，提升电源的实际使用效率。在第二代电力电子器件研发中，其功能更加完善，应用到电力系统中，拥有自动关断能力，与第一代电力电子器件相比，第二代设备的应用效率明显提升，特别是在开关频率比较高的电路中应用较多。在20世纪末，研发出第三代电力电子技术设备，从设备的结构上实现了改进，能符合现代化的电力系统应用要求，以功能集成电路为标志，促进了电力系统实现智能化、集成化、标准化。

2 电力电子技术在电力系统中的实践运用

2.1 电力电子变流技术应用

电力电子变流技术包含了整流电路、交流调压电路、斩波电路、逆变电路，这些形式不同的变流形式在电力系统中得以广泛的应用，并且为电力系统带来了较好的效果。变流技术在电力系统中的应用主要体现在发电环节、输电环节以及配电环节中。电子电力变流技术在电力系统发电环节中的应用，能够实现发电节能，提升相应的发电效率。一般情况下，传统的电力系统中，既包含了传统的火力发电、水力发电，也包含了新兴的太阳能发电、核能发电、风能发电等形式。在人们的用电需求逐渐提升的基础上，传统的发电方式难以满足可持续发展要求，虽然新兴的发电模式能够一改传统发电形势的弊端，但是在实际运行中仍存在着一定的不稳定性。那么此时将电力电子变流技术应用其中，能够改善新兴发电形式环境，提升电力系统运行效率。

输电环节是电力系统中的重点内容，在实际输电过程中，电力系统会受到外在因素的干扰导致电力系统输电不稳定。将电力电子环流技术应用到是输电系统中，以电流形式的转换，抗击谐波，保障电力输送能够正常的运行。

电力电子变流技术也能在配电环节中应用，一方面能应用到蓄电充电中，另一方面也能够应用到操作电源上，保障配电工作的有序进行。

2.2 有源滤波器的应用

有源滤波器是一种典型的电力电子技术设备，其在电力系统中的应用能够有效地对于电力系统中的变化谐波以及变化无功功率进行补偿。有源电力滤波器其本质为一种用于动态抑制控制谐波、补偿无功的新型电力电子装置。该种滤波器之所以被称为有源，是因为其装置运行需要提供电源。在实际应用中能够克服LC滤波器等传统的滤波抑制和无功补偿方法应用缺陷，在电力系统中实现电力补偿。有源滤波器在电力系统中的应用方式共有并联和串联两种方式，并联方式较多，并联有源滤波器能够针对电力系统中的谐波进行处理，串联有源滤波器主要是治理电压谐波下的问题。从应用功能上分析，与无源滤波器相比较，有源滤波器对于谐波的治理效果比较好，在电力系统中不会出现谐振的情况。

从应用原理上分析，有源滤波器采用现代电力电子技术和高速DSP器件数字信号处理，在多种新型电力电子技术支持下所产生的专用设备。该设备的主要组成部分为指令电流运算电路和补偿电流发生电路。其中指令电流运算能实现电流的实时检测，能够实现信号的转换，将模拟信号转换为数字信号。在高速数字信号处理器中对于信号进行处理，实现谐波与基波的相互分离。最后经过处理的电路信号能够生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流入网。有源滤波器在电力系统中的应用具有较强的功能特性，能够在一次应用中滤除2～50次的谐波，或选择2～50次内任意次数谐波进行补偿，其实际的响应时间小于300μs。并且应用四相线技术，消除中性线电流。

2.3 静止同步补偿器的应用

在电力系统中，静止同步补偿器是一种并联型无功补偿的装置，在实际应用中能发出或者吸收无功功率，且输出的参数为电力系统中可以控制的特定参数值。从功能上来看，静止同步补偿器能够当作无功电流源来应用，这是因为该种电力系统设备在构成上与无功电流源相似，其内部的电流变化会随着负荷电流的变化而变化。基于静止同步补偿器的这种特性，使得电流系统的电流损失发生重大改变，有效地降低了实际电流量的损失，提升了电力系统的稳定性。因此，从其应用功能上分析，静止同步补偿器在电力系统中的应用，对于稳固电力系统而言具有较为积极的作用。

从补偿效果上分析，静止同步补偿器对于电力系统中所出现的损耗进行补偿，其实际的补偿效果比较明显。这是因为在实际补偿环节中，其电流状态一直在变化当中，基于这样模式无功电流源对于电力系统的补偿效果比较好。因此，可以说在电力系统中，应用静止同步补偿器能够实现系统的无功补偿。

从静止同步补偿器在电力系统中的控制上分析，其无功电流能够随意进行控制，但是该种无功电流并不是一成不变的，而是根据电力系统中的实际情况，进行需求性变化。该种变化与其他种补偿器相比，重要性凸显，能够有效地实现补偿器的控制性。

2.4 电力电子技术在电力系统节能中的应用

在能源紧张的当今社会中，应用先进的电力电子技术，实现电力系统节能，对于促进社会可持续发展具有较为积极的意义。实现电气节能是指将电力电子技术应用到电气设备运行环节中，节约资源、减少浪费、提高资源利用率等方式，最大程度上满足社会发展对于资源的实际需求。从企业发展角度分析，电力电子节能技术的应用，能够使得企业的实际运行状况好转，大幅度地降低用电费用的支出。从民众角度进行分析，实现电力系统自动化节能技术的应用，其本质上是一个惠民工程，在为民众提供电力服务的基础上，降低家庭的电费支出，并且能够为民众提供比较好的用电环境。

以空调系统节能应用为例进行分析，三星空调中的电力电子节能技术应用，展现出良好的电力节能性能，在普通空调的启动技术基础上，采用Turbo特保强力制冷（制热）技术，实现空调快速稳定的启动。在应用了Turbo功能的三星空调再启动阶段其设定温度达到时间同比缩短了40%，并且能够全面地启动“回流空调”战略。在空气回流控制系统中，采用数码控制独立送风系统，系统能够根据风力的强弱进行调节。三维出风的系统，改变壁挂式空调设计模型，使得空调的送风距离增加并且提升了空调的实际效率。同时，该技术的研发，还能够应用到汽车、航天、运输等领域中。

3 结语

综上所述，电力电子技术的产生，有效地推动了电力系统的发展，为人类社会进步带来科技动力。如今，电力电子技术的研发更加的集成化、智能化，在电力系统中的应用能够满足现代化的电力需求。在本文中首先对于电力电子技术的产生背景进行介绍，分析了不同电力电子技术以及设备在电力系统中的实际应用。如，电力电子变流技术应用、有源滤波器和静止同步补偿器的应用以及电力系统电力节能等。

参考文献

[1] 韦林，廖慧昕，易干洪.电力电子技術在电力系统中的应用研究[J].数字技术与应用，2012，（10）.

[2] 田兵.基于大功率电力电子技术可靠供电系统[D].华中科技大学，2014.

[3] 韩民晓.电力系统的柔性化技术——电力电子技术在电力系统中的应用[J].高科技与产业化，2009，（4）.

[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，（5）.

[5] 杨敏利.我国电力电子技术产业化模式选择与战略分析[D].西安理工大学，2000.

[6] 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，（3）.

作者简介：王玉彬（1995-），男，四川江油人，西北民族大学榆中校区本科在读学生，研究方向：自动化。

（责任编辑：蒋建华）