浅谈电力电子技术在新能源方面的应用

董武松 王欣瑜 慕月清

摘 要：随着科技的发展和人们要求的不断提高，电力电子技术的应用越来越广泛。如今我国的能源供应和环境污染问题越来越突出，推动了再生新能源的发展与应用。应用电力电子技术是一种能实现非电能与电能之间的转换的技术，约75%以上的电能都需要经过电力电子处理后才能使用。电力电子技术为新能源的发展奠定了基础，为新能源材料行业的发展带来活力，对未来能源发展有着举足重要的影响。

关键词：新能源行业;运用;电力电子技术

一、电力电子技术的综述分析

能借助电力电子器件对电能进行转换及操控的现代技术，被称为电力电子技术。广义上认为，1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管代表着电力电子技术的诞生。电力电子技术的基本功能包括：整流、逆变、斩波、变频、变相等。电力电子技术为了能够满足不同用电装置的不同需求，它通过电网的工频电能，转换出不同性质、不同用途的电能。随着电力电子技术的诞生和发展，人类对电能利用的方式和利用电能的观念发生巨大的变化。电力电子技术对一个国家的工业发达程度有着重要影响，衡量一个国家工业发达程度的重要标志其中之一就包括电力电子装置变换和调节的控制。近年来，电力电子技术的作用不断上升，在国家的经济、科技、工业等领域都有着重要地位。

二、新能源行业在我国的发展背景分析

根据国家统计局相关资料分析，2008-2017我国煤炭消费占比持續下降，2017年我国天然气、水电、核电、风电等清洁能源占比首次突破20%，占能源消费总量的20.8%。传统能源占主导地位的一次能源消费模式已经走到了尽头，进行新能源，新材料的探索与开发已经成为我们迫切的需要。我国领土面积辽阔，经纬度跨度广，风能、太阳能、水能，地热能等开发潜力巨大，已经在新疆，内蒙古等风能丰富的地区建立了风能发电厂，在地热能最丰富的西藏地区建立了多座地热能发电厂。太阳光的辐射能量叫做太阳能，太阳能可利用性高，清洁无污染，在我国具有广阔的发展前景。核电具有供应能力强，资源消耗少的优点，目前我国在运核电机组数量持续增长，已经拥有成熟的第三代核电技术。我国新能源产业从整体上看，发展稳中有进，各种新能源的利用日趋成熟。与发达国家相比，我国虽然在新能源的开发利用规模上更胜一筹，但是能源利用效率较低，缺乏核心技术。我们应加强自主创新，抓住产业机遇，做大做强我国新能源产业。

三、新能源行业中电力电子的运用分析

电力电子技术在新能源行业有着广阔的应用前景，解决了新能源材料研发过程中的许多问题。进行新能源的探索开发不仅有利节能减排，还能解决当下严重的雾霾污染问题。

第一，在电力系统中的运用。电力电子技术可与应用于高压直流输送电能技术、柔性交流送电技术以及电子信息装置、绿色节能照明和家电产业中。促进了新能源电能的远距离传输，确保了电能的充分利用。

第二，在光伏产业中的运用。光伏产业中的核心技术是光伏电池技术。上个世纪五十年代单晶硅电池被美国科学家研制成功，经过六十余载的发展，光伏电池技术得到了很大的改进，但是仍有大量提升空间。电力电子技术在光伏电池中有着重要的作用，可以将太阳能转换为电能。

第三，在风力发电中的运用。为了解决风力发电过程中不稳定的问题，可以利用电力电力技术组织整合物理元器件，并以交流电的形式，把风能转换为电能。风电系统中的蓄电池也整合了多种电力电子技术，用来储存风力转化来的电能。风力发电的另一难题是电能的远距离传输问题，在降低电流远距离传输的能源损耗上，同样需要采用电力电子技术来解决。

第四，在水力发电中的运用。以著名的三峡水电站为标志的大批水电站的建立推进了我国经济的发展。电力电子技术可应用于发电机组的变速恒频励磁器件上，从而调节水流量对水力发电效率的影响。

四、新能源行业中电力电子的运用优势

第一，节能效率高。电力电子技术能将各种能源高效率的变换为高质量的电能，减少了资源浪费。现阶段我国主要能源消耗仍以煤炭为主，利用电力电子技术对风能，潮汐能进行电力转换，发展清洁能源，能有效节约能源，优化我国能源结构。

第二，绿色环保。伴随着电力电子技术智能化，数字化的发展，采用新的电力电子装置，可以得到接近0的谐波含量和接近1的功率因数，实现了电力系统对外界的零污染排放。

第三，控制精确度灵活化。传统的模拟控制电路具有接线复杂、系统反应迟钝、调试过程繁琐等缺点，因此适合控制较简单的线路控制。新型电力电子系统与传统相比有了很大的提升，通过运用数字控制技术，在保证灵活性和精确度的基础上实现控制和人机界面和通讯等功能。电子器件和电子产品的更新换代使得网络系统、通信系统和编码系统等领域的内容不断地相互碰撞和融合，使得现有设备的电子系统增加了许多功能，例如纠正、控制、调控等功能，设备变得更加简洁化，远程操控等操作变得更加便捷化，极大地满足了人们对控制准确性的要求。

第四，安全可靠。无触点开关的研发与使用，既降低用电设备的起停消耗，还大大地延长设备的使用时间，提高了用电的安全性。

五、结语

电力电子技术和新能源发电系统相互推动。一方面，电力电子技术对推动新能源经济的发展有着功不可没地作用;另一方面，新能源发电系统给电力电子技术提供帮助。为了推动经济又好又快的发展，发展新能源经济必不可少。我们要融合多方面技术，努力发展新能源电力，夺取未来能源领域的新胜利。

参考文献：

[1]张挺.电子技术在新能源材料行业的应用探究[J].科技论坛，2013（15）.

[2]李伟伟，张俊峰.电力电子技术在新能源中的应用[J].大陆桥视野，2012（22）.

[3]王立志.电子技术在新能源材料方面的应用探讨[J].电子制作，2017（11）.