浅谈电力电子技术在新能源方面的应用
2019-11-28汤雷
汤雷
深圳市福瑞电气有限公司 广东深圳 518000
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。
1 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[1]。
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。
2 电力电子技术在新能源方面的应用要点
2.1 完善电网配置
城市发展过程中,需要具有完善的电网配置系统。无论是生活还是工业应用,都具有一定的特殊性,而电气使用过程中具有很高的用电负荷等级。工业生产中涉及大量的电气设备,这些设备运行时需要大量的电力支持,还要保证供电稳定。因此,要想实现节能效果,就要保证供电系统的稳定与安全,尽量减少供电环节,减少能源消耗。电气使用中,需要遵循相关规范,同一电压等级的供电系统的配电级数不能超过两级。另外,供电电压的使用要具有合理的方案。通常情况下,电压使用水平越高,消耗越少。工业生产中,大量使用循环水泵或者压缩机,既可以降低短路容量,减少导体与断流器的短路耐受等级,又可以降低线路损耗,减少电缆截面。
2.2 实施变压器节能设计
城市电气设计与应用工作中,需要明确变电所的位置,保证变压器在变电所中的应用与荷载,结合变压器合理选择材质,从而降低变压器线路的使用数量。通常情况下,变压器的空载损耗不会发生很大变化,不能消除变压器的损耗问题[2]。因此,需要结合变压器的使用环境选择节能效果较好的变压器,减少损耗问题,提高工作效率。变压器使用过程中,不仅会有空载损耗,而且会存在有载损耗。损耗数值的大小主要由变压器的节点功率和自身电阻决定。选择变压器时,需要根据电阻率的实际情况,选择较小的变压器。材质选择方面,要尽量使用铜制材料,以减少电力能源的损耗。另外,还要考虑设备的使用成本。为了能够减少能源消耗,要支出更多的电能损耗,而选择合适的变压器就可以减少损耗。
2.3 变电所需要深入负荷中心
城市发展过程中,通常应用220V(日常生活)和380V(工业生产)的电压。如果是远距离供电,要想保证系统运行正常且达到规定要求,就需要合理增加电缆的截面积,提高铜材的使用量,避免发生材料浪费的情况。如果工业生产厂区比较大,就需要合理设计供电半径。筹划相关区域时,要合理增加变配电装置的使用数量,缩短线路的使用距离,避免出现能源损耗。城市规划中,电气设计的工作人员缺少总体规划与设计,后期项目参与中,如果出现了变配电位置设计问题,就需要调整总图,影响了整体布局。因此,工程项目设计初期,需要提高总图设计人员之间的交流和沟通,相关变电所要深入负荷中心[3]。增加变电所时,如果处于危险区域,与爆炸危险区域之间要保证较远的距离。
2.4 进一步加快能源数字化转型的步
作为世界上最大的能源消费国,我国能源转型迫在眉睫。2016年我国发布了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,旨在促进能源与现代信息技术的深度融合,推动能源生产管理和营销模式变革,重塑能源产业链、供应链和价值链。利用数字技术、智能化管理模式使分布式能源生产、输送、交易、消费等环节得以高效运转,实现光伏、风电、核电等清洁能源的健康有序发展。
3 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。