电力电子技术在电力系统中的应用探讨

常乐

摘 要：随着我国经济的快速发展和科学技术的进步，电力电子技术有了更好的发展，并在电力系统中有着广泛应用。由于人们对电力系统的运行质量和效率有着更高的要求，所以电力电子技术在电力系统中的应用更为重要。文章主要从四个方面论述了电力电子技术在电力系统中的应用。

关键词：电力电子技术；电力系统；应用探讨

前言

随着电力电子技术的不断发展，在电力系统中的应用越来广泛，并对现代电网发展有着积极的促进作用。伴随计算机等技术水平的不断提升和电力系统的不断完善，电力电子技术在电力系统中的应用空间将更为广阔，并对电力系统的运行效率和质量发挥着积极影响。为此，加强对电力电子技术在电力系统中的应用问题具有重要意义。

1 电力电子技术在电力系统中发电环节的应用

目前，电力电力技术在电力系统中的应用十分普遍，其目的是促进发电环节中设备的更好运行。我国电力系统中发电环节涉及到的机械设备主要有四种，即：发电厂风机水泵、太阳能控制系统、水力和风力发电机和大型发电机等。电力电子技术在发电环节的各类型机械设备中都有广泛应用，对电力系统的安全稳定运行充分发挥积极的作用[1]。

1.1 对发电厂风机水泵进行变频调速

目前，在我国电力系统中，发电厂风机水泵的耗电量较大，约占发电设备总耗电量的50%以上。不仅如此，发电厂风机水泵的运行效率较低，对电力系统运行有着不利影响。为此，电力部门有必要加强电力电子技术在发电厂风机水泵应用问题的研究，以实现变频调速，降低电力系统的耗电量，达到节能的目的。利用电力电子技术，对发电厂风机水泵进行变频调速，通常采用高压变频器或低压变频器，我国电力企业采用低压变频器居多，相对于高压变频器而言，低压变频器的发展和应用更为成熟。

1.2 应用于太阳能控制系统

随着科学技术水平的不断提高，太阳能作为一种新能源被深度开发和广泛利用。在电力系统中，太阳能的应用较为普遍，促使电力部门实现了太阳能发电的目的。大功率太阳能发电，无论对于并网，还是对于独立系统，都需经过直流电向交流电的转化过程，所以逆变器是太阳能控制系统的核心。由于新能源太阳能具有环保、安全、天然资源等优势，必将成为我国乃至世界未来的能源结构调整方向。由此，加强电力电子技术在电力系统中太阳能控制系统的应用，具有重要意义[2]。

1.3 应用于水力和风力发电机

水头流量和压力对水力发电机的有效功率有着决定性作用，机组转速随着水头变化而变化。风力发电在电力系统中发挥着重要的作用，其风速和有效功率之间呈现三次方正比的关系。由此，对机组进行变速恒频励磁具有重要性，不仅能够使风力发电获得最大的有效功率，而且有利于电力系统的发电环节的安全运行。变频电源是水力和风力发电机的变速恒频励磁技术的核心所在对励磁电流进行频率调整，能够确保恒定的输出频率。

1.4 有效控制大型发电机的静止励磁

静止励磁在电力系统中具有许多特点，包括低造价、结构简单、较强可靠性等，由于采用晶闸管整流自并励方式而被世界电力系统所广泛应用。电力电子技术在大型发电机中的应用，对大型发电机进行了合理改善，节省了励磁机的工作过程，以达到快速调节的目的，为有关人员有效控制大型发电机静止励磁奠定了坚实的基础条件。由此可见，电力电子技术在大型发电机机械设备中的应用，对电力系统发挥着重要作用[3]。

2 电力电子技术在电力系统中输电环节的应用

2.1 应用于直流输电

直流输电在电力系统中具有灵活性、稳定性等特点，尤其表现在控制调节的灵活和输电稳定方面。目前，我国电力系统中的直流输电主要有两种类型，即高压直流输电和轻型直流输电。随着我国科学技术水平的提高，直流输电技术有着广阔的发展空间，轻型直流输电为电力部门有效解决了直流输电中的众多问题，使直流电可以向无交流电源的负荷点输电。由此可见，电力电子技术在电力系统中直流输电环节的应用，及时对直流输电技术的创新，又是对电力系统更好运行的直接推动。

2.2 应用于柔性交流输电中

柔性交流输电也称FACTS技术，在电力系统运行中具有较大的优势，即能够有效控制交流输电功率，提升电力系统运行的安全稳定性。随着我国科学技术水平的提升和电力系统的不断完善，柔性交流输电技术也在不断完善中，并充分发挥对电力系统的保驾护航作用。将电力电子技术应用于柔性交流输电中，可以更好发挥其优越性，维护电力系统稳定，促进电力企业发展[4]。

3 电力电子技术在电力系统中配电环节的应用

提高电能质量和确保供电的可靠性，是电力系统配电环节中最为重要的问题。为此，在电力系统配电环节中应用电力电子技术具有必要性。控制电能质量需要满足两个要求：一是抑制多样化的瞬态干扰和波动；二是满足频率、电压、谐波的要求。电力电子技术在电力系统中配电环节的应用，被称之为DFACTS技术，能够更好满足电能质量控制的要求，从而确保电力系统安全稳定运行，提高电网运行效率，对推动我国电力企业发展进程具有重要的积极意义。

4 电力电子技术在电力系统中节能环节的应用

4.1 减少无功损耗

变电器等电器设备在运行过程中，不仅消耗有功功率，而且消耗无功功率，导致电力系统具有不必要的电力消耗。无功电源和有功电源是确保电能质量的重要组成部分，且在电力系统运行过程中，必须确保无功的平衡。倘若无功未能达到平衡，则会降低电力系统的电压和功率因数，致使设备受损，甚至出现大规模的停电事故，对电力系统运行的安全与稳定存在着较大威胁。利用电力电子技术，能够有效减少无功损耗，确保无功平衡，从而确保电力系统的安全稳定运行[5]。

4.2 对电动机进行调速

目前，相对于国外发达国家而言，我国利用交流变速在水泵和变负荷风机中的范围相对较小。所以，我国电力部门有必要加强对电力电子技术在水泵和变负荷风机中应用问题的研究。交流调速在水泵和风机等机械设备中的应用具有良好成效，具有高效、高精度、调速范围广等优点，从而充分发挥节能作用，为电力系统的运行节约经济成本，避免不必要的经济浪费。尽管电力电子技术中交流调速在电力系统中应用范围小，但是在矿山、冶金等社会活动中的应用比较广泛。

5 结束语

总而言之，随着国家经济的发展和社会的进步，人们对电力系统运行质量和效率有着更高的要求。在科学技术水平不断提升过程中，电力电子技术在电力系统中有着广泛应用，为电力系统的安全运行和电力企业的发展提供了技术保障。所以，供电企业部门人员有必要对电力电子技术在电力系统中的应用问题进行深入研究，以开拓电力电子技术在电力系统中的应用空间，促进电力系统不断完善和电力部门的更好发展。

参考文献

[1]吴俊勇.“智能电网综述”技术讲座第四讲：电力电子技术在智能电网中的应用[J].电力电子，2010，4：67-70.

[2]何湘宁，宗升，吴建德，等.配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].中国电机工程学报，2014，29：5162-5170.

[3]饶宏.南方电网大功率电力电子技术的研究和应用[J].南方电网技术，2013，1：1-5.

[4]柳建峰.我国电力电子技术应用系统发展现状探究[J].数字技术与应用，2013，5：230+232.

[5]方舒燕.电力电子技术及在电力系统中的应用现状及前景[J].高电压技术，2010，5：64-66.