电力电子技术在输电领域的应用分析

孔庆生

摘要：经济的发展促进了电力电子技术的进步，新材料、新构件不断研制成功并且投入使用使得电力电子技术的应用领域更为广阔。越来越多的科技力量被应用于现代控制技术之中，尤其是计算机技术更是提供了坚实的支撑。随着时间的流逝，电力电子技术在输电领域的应用中也取得了诸多骄人的成果。

关键词：电力电子技术；输电领域；应用；成果

电力电子技术不管是在国内还是都已经被广泛的应用于输电领域之中，特别是在交直流输配电系统中。本文结合电力电子技术的发展成果以及工作经验，对用于电力系统的各种类型的电力电子装置的基本原理和其在输电领域中的应该进行讨论，阐释具体的应用方法。

一、电力电子技术概述

（一）电力电子技术的介绍

电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的”电力”功率可大到数百Mw甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同，电力电子技术主要用于电力变换。电力电子技术又划分为电力电子器件和交流技术两个方面，现在已经是现代化电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，能够为培养相关的专业人才打下坚实的基础。

（二）电力电子技术的作用

（1）优化电能使用。在使用电能时利用电力电子技术进行处理，能够合理有效的使用电能。以节约用电为例，在对风机水泵、电力牵引、化工、电解等方面进行调研之后，发现潜在的节电总量巨大，因此应该将电力电子技术的推广与应用作为一项重要的战略措施，经过使用已经取得了明显的节能效果，因此电力电子技术的广泛应用在我国已经成为重点。

（2）改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。经过相关的研究验证绝大部分的电能都需要经过电力电子技术的处理才能够进行使用。在工业和民用的各种机电设备中，95%的设备都与电力电子产业息息相关。电力电子技术属于弱电控制强电的技术，是机电设备与计算机之间进行连接的重要接口，能够为传统产业和新兴产业使用微电子技术创造良好的条件，是发挥计算机作用的保证和基础。

（3）促进机电设备转向高频化发展。电力电子技术目前处于高频化和变频技术的发展中，使机电设备突破了原有的工频传统，能够有效提升工作效率，缩减机电设备的体积，促进响应速度的提高，适应各种基准信号，真正做到无噪音使用以及实现全新的功能和用途。

（4）引发电子技术的改革。电力电子技术应该开始推进智能发展，从某种方面来说能够实现信息处理与功率处理的统一，将微电子技术与电力电子技术进行一体化发展。甚至有言论称电力电子技术将会把人們带进第二次电子革命的边缘

二、电力电子技术在输电领域中的应用

电力电子技术的将电力作为处理对象，对电能进行调节、控制与转换；在输电领域中直流输电、柔性交流输电这两方面经常会采用电力电子技术。

（一）直流输电领域

直流输电系统是由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。其中换流站是直流输电系统的核心，它完成交流和直流之间的变换。在直流输电中只有两根输电线路，线路建设费用低廉。当输电距离了超过某一定长度时，直流输电可以取得经济效益，适用于远距离的大容量输电。在进行直流输电时会受到电抗的影响，能够有效的保持稳定，在由直流联络的2个交流系统之间也不会出现同步运行稳定问题。直流输电方式在现代输电网络中备受青睐，随着电力电子技术的发展与应用开始采用品闸管组成的换流阀取代水银整流器组成现代直流输电的基本格局。依照晶闸管控制回路工作情况的变化，现代直流输电技术大致上经历了3个发展阶段。7080年代，早期应用的晶闸管使用的是高频脉冲信号控制晶闸管主电路的工作状态，是实际意义上的弱电控制强电的方式。80年代以光间接触晶闸管的方式投入使用，光信号通过光纤输出，在受信端再通过光电转化变成电信号，依然是利用电信号控制晶闸管主电路工作状态。80年代之后，光信号直接触发的光晶闸管大范围的进行使用，光晶管换流阀触发回路采用发光二极管和光纤。直流输电具有稳定性高、输电量大以及易于调节和控制的优势，能够对盖亚交流输电技术起到补充作用，在全球范围内都得到了普遍的应用。

电力电子技术在直流输电中应用，促进我国的远距离大容量的输电及电网互联工程中高压直流输电技术的发展。我国的西电东送和南北互供电网的发展战略为我国远距离大容量高压直流输电提供了广阔的发展空间。但是我国的高压直流输电项目的规划也是高压直流输电技术特别是其设备国产化的考验。

（二）柔性交流输电

电力电子元件的单件功率容量处于持续提升的状态下，高压技术也得了相应的发展。上世纪八十年代柔性交流输电设备研制成功并投入应用，是专门应用于远距离大容量输电中的，能够快速控制相关的参数。电力电子技术是柔性交流输电技术的基础，还包含了其他静止控制器件的交流传输设备，使用这种设备能够有效提高输电系统的可控性、稳定性因此可以有效的预防事故的发生。这种设备能够实现灵活控制交流输电功率潮流，大量提升送电量。柔性交流输电技术主要是通过电子技术以及现代控制技术来完成阻抗交流输电并且能够快速灵活的进行电压调节以及相位的输电技术。在柔性交流输电中STATCOM、SSSC、UPFC处于基础地位同时也是十分关键的，这些设备在我国就有广泛的应用前景。

三、结束语

在正文内容中站在了直流输电技术和柔性交流输电技术的角度，对于电力电子技术在输电领域中的相关应用进行了分析，但是电力电子技术还可以用于直流联络、输电系统稳定等方面。经济的发展为科学技术的发展提供了坚实的物质基础，电力电子技术也搭乘时代发展的快车得到了一定程度的发展，将发展成果应用于输电领域中能够有效保证输电水平的稳定提升，直流输电向无交流电源负荷点输电的问题得到了妥善的解决，也使得设备更加精简，成本达到了有效的控制。技术的进步为电力电子技术在输电领域的广泛应用提供了良好的市场环境，电力电子技术也必定会绽放异彩。

参考文献：

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