电路系统中电力电子技术的应用分析

2018-04-26张速江

山东工业技术 2018年8期

张速江

摘要：随着社会的不断进步，科技的不断进步，电力系统也有了飞速的改善和提高。电力是我们赖以生存的工具，一直以来，我们致力于创造更好的、更高效的电力系统。也随之广泛出现了与之有关的文献资料、书籍等。本文围绕电力系统中的电路系统中关于电力电子技术的应用进行分析，来说明电力电子技术在电力系统中各个环节的应用。

关键词：电路系统；电力电子技术；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.170

电力电子技术是在电力系统不断发展后兴起的新的广泛应用于电力领域的技术，基本的功能是利用基本的电子器件对电力系统进行控制。电力电子技术涉及到很多方面的技术，像计算机技术、电路技术等等，应用在电能质量的控制。下面就对电路系统中电力电子技术的应用进行分析。

1 电路系统中电力电子技术的应用

电力系统中的电力电子技术的应用主要是来改善和提高电力系统的工作特性，使其有更高的工作效率。

1.1 大型发电机的静止励磁控制

在电力系统中，使用到了大型发电机，因其的静止励磁控制的简单的结构和可靠的运作，被很多电力系统所采用。其最重要的特性就是其省去了励磁机这个中间惯性环节，使得其具有快速调节的特性，给电力系统提供了既快速又可靠的控制。

1.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁

随着可持续发展战略的实施，对发电系统提出了节能环保的要求，所以新能源的使用成为以后电力系统的发展趋势。就举例对水力和风力。水力的发电效率跟水的压力和流量有关，而水的压力会影响到机组的转速，从而影响到发电的效率。同样风速与机组的转速有关。电力系统中的电路通过调整转子励磁电流的频率，来与转子转速叠加，以此获得最大的发电效率。

1.3 发电厂风机水泵的变频调速

以往的风机水泵耗电量大，运行效率低。为了解决这一个问题，提出了变速调频的解决方案，它主要是在电路中采用不同类型的变频器，以此来控制发电系统的发电效率，达到节能的目的。

2 在输电环节中的应用

2.1 直流输电（HVDC）和轻型直流输电（HVDC Light）技术

输电环节，主要涉及的是远距离输电、海底电缆输电和不同频率系统的联网的问题。直流输电具有电输电容量大、稳定性好和灵活控制的特点。在直流输电中应用了一个很重要的电力电子器件即晶闸管换流器，它很好的解决了直流输电和不同频率系统的联网的问题，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。

2.2 柔性交流输电（FACTS）技术

柔性交流输电（FACTS）技术是面向交流输电的，它利用计算机技术等对发电系统中的电阻、电位和相位进行灵活的调节控制。该技术输出无功，控制方便灵活，很好的改善和提高了电力系统的稳定水平。又加之其设备结构简单，低成本，使其广泛应用在电力系统中。

3 在配电环节中的应用

在配电环节中主要对电能的质量和供电的可靠性有严格的要求。电能的质量要求我们对尽可能的以最少的资源发出足够多的安全可靠的电能，也要做好抗干扰的工作。为了保证电能的质量我们引入了用户电力技术，该技术与FACTS技术很相似，其工作原理相同。电能的可靠性即做好抗干扰的工作，在配电网中，有各种的补偿器，像面向负荷的补偿方式——串联补偿器、面向系统的补偿方式——并联补偿器及抑制谐波的有源滤波器。可见，在配电环节中，电力电子技术的应用有效的提高了发电效率和输电效率，旨在建立一个信息化、自动化和智能化的电网。

4 在节能环节的运用

在目前的电力发展中，节能低碳是我们的最新，也是最迫切的要求。现阶段我们资源与供电矛盾突出，能源效率偏低，新能源技术滞后，对于我们的国情来说，节能低碳刻不容缓。

4.1 提高功率因数

在电力系统中存在像电动机之类的负载，运行时必须从电网索取无功功率，而无功功率占用了发电机、变压器、输电线的容量，造成了有功功率减少，影响了发电效率。最好的办法就是使用无功补偿的装置，通过该装置为负载提供无功功率，这样减少了从电网的索取，从而提高电网的功率因数，提高资源利用效率，达到节约电能的目的。

4.2 提高发电机的发电量、电网的输电量

没有什么东西是无限的，同样发电系统中的发电机的发电量和电网的输电量都有最高容量的限制的，如果提高cos?，减少系统的无功电流和无功功率，使发电机能多发出有功电流和有功功率。

4.3 变负荷电动机调速运行

调速即通过变频器对发电系统进行控制调节，改善发电机的运行特性，以此提高发电效率。因变频调速的优良特性，其节电率可达30%，目前，这种技术我国也正在推广中。但其也有成本高，产生高次谐波污染电网的缺点，需要谨慎使用。

4.4 变频器节能

变频器的给你是利用电力半导体器件的通断作用，把电压、频率固定不变的交流变成电压和频率都可调的交流电源。把变频器应用于发电系统，可以有效的提高资源的利用率和发电效率。所以，在节能环节中，变频调节占着至关重要是作用。

5 结束语

在我国资源与供电矛盾突出、能源效率偏低，新能源技术滞后的国情来说，做好节能减排、低碳刻不容缓。我国电力电子技术也正在如火如荼的发展中，如何做好电路系统中电力电子技术的应用，是我们的又一项考验。