电力电子装置在电力系统中的应用研究

刘琼

摘 要：当今社会逐步向前发展，科技也在不断进步，因此电力电子装置和电力电子技术也有了很大的发展空间，在各个领域都在有规模的使用。如今，电力电子装置在电力系统中也被使用，并且在电力系统中，電力电子装置所产生的作用也日益重要，不但能够使电力系统实现可持续发展，而且能够达成电力系统的智能化转型。文章重点讲了电力电子装置在电力系统中的应用研究。

关键词：电力电子装置；电力系统；应用研究

中图分类号：TM76 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）36-0124-02

引言

在社会经济领域发展的过程中，电力系统发挥着非常重要的作用，它是生产及生活能源的运输、使用还有补给。面临着能源危机的逐渐加深，导致电力系统从规模化向可持续化方向发展。因为电力系统一直在改进，所以储能装置和分布式电源也在逐渐地推广，主电网、微电网、地方电网三者之间的协作变得更加默契有效；电能配用的无功和谐波的治理因为网络中的电子装置获得了有用的强化。在大功率电子元器件的广泛使用的条件下，电子装置一定会拥有愈发广阔的发展空间。

1 如今电力系统的发展及特点

电力系统是由发电、输电、变电、配电以及用电等部分构成的电能制造和使用系统，也是能源使用、传输和供给的最重要的基础，在社会经济发展中有着举足轻重的效力，它促进了社会生产各个层面的改变，创始了电力时代，由此产生了近代史上的第二次工业革命。随着时代的发展，石油资源严重匮乏、环境破坏一直在持续，导致电力系统由规模化向环保、智能化、可持续化的方向发展，这令电能的使用不但长远地作用着社会物质生产方面，而且愈发广泛地应用到了人们的日常生活中。而今，可再生能源的并网发电、储能装置的功率转换等性能的实现必须要借助电力电子装置才能继续，电力电子装置的快速发展推动了电力系统向更好的方向改革，对电力系统的进步也有着非常重要的影响。

对于系统的规模这方面来说，产生了大型、超大型电力系统。电网建设的发展慢慢地出现了跨区域建设，这也就导致了大型和超大型电网的产生。虽然这么多电力系统的产生高效地安排了资源优化配置，可是在它们运行的时候，也使电网的平稳运行承担了更大的风险，在电源接入形式的这个方面，可再生能源愈来愈多的被使用，使普通的工频交流注入方式有了一些变化，如今的发电形式以很多种形式共同存在，这种形式有着非常大的优势，然而也出现有很大的问题，比如大功率的能量变换和控制的问题。如今，随着人们的生活层次逐渐提高，人们对电能质量也有着越来越高的标准。电力系统中电力变压器是最主要也是最基础的输变电设备，它的根本用处是调整电压、隔离系统。在科学技术的发展过程中，普通的电力变压器针对这种情况有了部分的调整改良，虽然在电能变换效率方面有了很大的改进，它的本质功能和构造却没有多大的改变，因此它本身具有的不足依然存留，电力系统仍然会出现事故，使电力系统的运行被阻碍。对于电力系统出现的特点还有问题，电力电子装置在电力系统中进行使用后会得到有效的解决。

2 电力电子装置在电力系统中的应用及范围

电力电子装置是由不同种类的电力电子电路构成的一种装置，主要用来转换和控制大功率能量，它也被称为变流装置。电力电子装置不仅能够转换、传送和控制电能，同时也是将能量和信息完美融合于一身的装置。在传统产业、高技术产业，尤其是在电力节能领域，它们都有高品质电能的稳定安全供给。电力电子装置的使用，是把不同的能源转换成为高品质的电能的高效的方法，因此电力电子装置被广泛使用在社会的各个方面，并且已经成为在社会发展过程中不可或缺的因素。

2.1 发电领域

从实践中可以得知，在电力系统中电力电子装置在发电领域有着比较宽泛的运用：其一，是风力发电机组。在这个机组当中，最根本的设备是变流器，逆变器和整流器能够把风能转变为更稳固的电能。可是在风力发电系统的发展过程中，有缘中点钳位和三电平往多电平拓扑的方向发展，可以很好地提高发电等级还有它的容纳标准。其二，是发电机组励磁。它在大规模的发电机组中有着广泛的使用，和普通的励磁比起来，它的静止励磁技术掌握起来更简单，调整的速度更快，能够更好地提高电厂的工作效率，水力发电可以使用励磁技术调节电流的频度，从而达到调整水流量和压力的目的，改良发电的速度和质量。其三，是光伏电站。大规模的光伏电站可以聚合太阳能然后进行使用，可以用并联逆变器的方法掌控，对有源滤波、无功补偿还有动压补偿的提高有很大的帮助。

2.2 存储电能

在电力系统中使用储能技术能够延缓高负荷供电，使电力设备和电网可以更好地运转，也可以很好地应付突发的状况，把电能品质和用电效率提升，从而使经济社会发展对优质供电感到满意。在不同的储能方法中，比较好的是抽水蓄能、压缩空气蓄能以及电池蓄能这三种。其一，是可以调节速度的抽水蓄能。抽水蓄能电站有这几部分组成，分别是上水库、下水库和输水还有发电系统。在它运行的时候，上下水库之间的落差一直在发生改变，所以要想获得最好的发电效率抽水蓄能电站只能在不匀速的情况下进行工作。抽水蓄能机组经过对转子励磁电流的频度、幅值进行调节，就能够对有功出力和无功出力有一个大规模的整顿，这也便利了机组模式之间的转换，从而使抽水蓄能电站可以更好的在电力系统中发挥它的多样的作用。其二，是压缩空气储能。其工作原理是：在电力系统用电情况松弛的时候，把多余的电量用来启动空气压缩机，这样就可以把能量用高压空气的方法保存；在用电使用量很高的时候，就可以使用已保存的高压空气启动发电机，使其发电。在如今社会发展的条件下，人们对于压缩空气储能系统的探究始终很热心地寻找其隐藏的潜能。其三，是电池储能。电池储能系统一般由两部分组成：电池系统，功率调节系统。在电池系统这方面，若是想要平衡电池里的电流可使用小功率变换器，而大功率变换器的使用能够提升直流母线电压级别、使掌握的技巧更加简单，并且对功率调节系统中的拓扑也有好处。在功率调节系统方面，电池系统和电网的电力电子接口是电压型四象限变换器，它不但能够控制电池的充放电，也能很好地使用储能系统的部分性能。endprint

2.3 输电环节

一般的直流输电大都使用晶闸管换流器，柔性直流输电则使用全控器件换流器，不过两者相比，因为柔性直流输电的优点是有功功率可控、无功功率可控、可向无源负荷供电等等，它比一般的直流输电在孤岛供电、城市供电这些地方使用的比较普遍，不仅如此，柔性直流输电释放的电压的谐波与畸变率也很小。在可再生能源中，例如水利发电、风力发电等，因为要减少输电线路电气距离、控制线路电压波动，所以必须使用低频率实现发电、电能运输。固态变壓器对于电压和电流的幅值、相位、频率以及形状可以发生改变，以此保证电力系统的稳固运转。

3 电力电子装置在电力系统中的应用研究

从可靠性评估角度来看，在电力电子装置设计运行的时候，为提高综合性管理系数可以为其做一个可靠性评估，这个评估得出的结果可以帮助检测技术指标的合格程度；要提高可靠性评估的准确性，为系统建设、运转和管理做出更精准的提示。从故障运行管理角度来看，故障管理是对故障进行观察判断，进而得出的结论对故障进行辨别，除此之外，通过观察各种零件发生的故障来判断出现故障的原因，为了保证电子电力装置在发生故障时依然可以支撑正常需求，我们应该使用准正常运行能力来满足此需求。从电子技术发展的角度来看，在电子标准模块技术逐渐进步的过程中，它可以把门极驱动电路、功率器件和其它元件组合到一个地方，让它的接口和功能达到标准化要求，使用标准模块可以很好的减小设备体积，以及所产生的浪费，做到合理节约。

4 结束语

在当今的社会经济发展中，电力资源有着举足轻重的影响，电力系统在前进的进程中，出现了很多未见过的特性，这对于电力系统而言，有好的一面也有不好的一面，好的是推动了电力系统更快更好的向前进步，不好的是在这个历程中对电力系统的平稳运行有了一定程度的破坏，也是因为这样才出现了电力电子装置的广泛使用。对电力电子装置相关问题的研究，可以很好地满足电力系统的需要，推动电力系统继续向前稳步发展。

参考文献：

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