电力系统中电力电子技术的应用分析

摘 要 电力系统中，电力电子技术的重要性毋庸置疑，是实现智能电网的重要途径，电力电子技术在电力系统中的运用是多样的，本文针对电力电子技术中的几项重要技术入手，分别从高压直流输电技术、电机以及有源电力滤波等方面对电子技术做出一些简要的阐述。希望给广大相关工作者一些启发。

【关键词】电力系统 电力电子技术 应用

电力电子技术不是一项单一的技术，包含着电力、控制以及电子三方面的内容，是一项系统化、多样化的技术，主要的研究方向是电力变化，其主要目的是使得电力的交换与控制更加简易，方便人们日常生活。电力电子技术的运用十分广泛，根据统计数据显示，发达国家有超过60%的最终使用电能经过一次以上的变流装置处理。

1 电力电子技术的发展概述

变流技术包含电力电子设备的制造和电力电子的电路设计。这两个方面是电力电子技术的两个主要分支，电力电子器件的发展经过了3个阶段，分别是半控型、全控性以及复合型的发展过程，最后将保护电路、功率器件、驱动以及控制集成一起，形成集成电路（PIC），目前这种形式存在着功率较小的弊端，却是电力电力技术发展的一个十分重要的方向。

整流电路作为广泛应于电力电子电路设计的电路形式，具有一定的普适性，20世纪80年代之后，逆变电路成了主流，被广泛运用于电路设计当中，但是占主流地位的还是整流电路。电力电子电路向高频化趋势反向发展，像电路拓扑形式也不断涌现。同時微处理器的数字控制也不断发展，使得电子电力系统的控制技能发展到一个新的层次，渐渐取代了模拟控制，也是电力电子控制技术的一个新的发展方向。

电力系统的现代化是一个繁杂的过程，其实现绝对离不开电力电子技术的广泛应用。对于长距离、大容量输电，直流输电有着无可厚非的优势，其通过金闸管变流装置的作用实现其功能。除此之外，柔性交流输电也需要通过电力电子技术的相关装置才能实现其功能。在电力系统中，谐波抑制与无功补偿具有非凡的意义。晶闸管控制电抗器（TCR）以及晶闸管投切电容器（TSC）都是电力电子技术中重要的无功补偿装置。新型的电力电子装置，如源电力滤波器（APF）和静止同步补偿器（STATCOM）都具有更为强大的性能，更优越的无功补偿和谐波补偿的功能。电力电子装置在电力系统中的运用十分广泛，具有重大意义。

2 高压直流输电技术的应用

当交流电通过发电产传输出去，然后通过换流器整流交流电变成直流电，再经过输电线路的作用，将直流电输送至用电端，最后将直流电逆变为交流供电使用，这种技术形式我们就成为高压直流输电。其具有传输功率大、控制性能好以及线路造价低等优良特点，当前电力系统中，在高电压大容量、长距离输电以及异步联网方面存在着一些不足，高压直流输电技术可以有效的解决这个问题，直流电架空线路的高价低廉，能耗小，相比其他形式具有良好的稳定性，可以有效实行地下或者海底输电，容易实现不同电网的互联以及分级分期建设和增容扩建的优点。

3 有源电力滤波器

动态响应，高速度，功能多样和高稳定性是有源电力滤波器的优点，其有抑制谐波的作用，是当今电力电子发展的一个方向。有源电力滤波气的工作远离就是检测补偿对象，从而得到谐波电流的基本信息，最后产生一个等量的反极性电流分量，就可以和谐波电流相抵消，最后使得进入电网的电力仅仅含有基波。

有源电力滤波器包含两个部分，补偿电流发生电路与指令电流运算电路，两者相互作用，产生补偿电流，最后得到实际电量。

4 电子电力装置在电机中的运用

在水里发电机系统中，水力压力和流量是所能发出电流量的两个决定因素，因为机组的发电量会随着这两个因素的变化发生很大的变化；而在风力发电系统中，电量与风度的三次方呈正比，所以风力发电机所能发出的电量与风速密切相关。因此机组是变速运行的，如果想要获得最大的有效功率，就需要调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后始终保持一个恒定输出频率。电子电力装置在水力、风力发电中的运用特别广泛，特别是在变速恒频励磁方面。同时，半导体晶闸管整流和并励性能相互构成的励磁系统，是一种高稳定性、造价低廉以及技术结构简易的优良特点，应在电力系统中不断推广，以实现快速调节等现代化手段。

5 静止无功补偿装置的应用

静止无功补偿装置具有较强的稳定性，电流的质量偏低一直是一个需要解决的问题，而静止无功补偿装置有效地解决了这一困境，以往交流电网设备落后却依然在交流电网中运用，要加大静止无功补偿装置的应用，以提高输电系统输送功率和潮流控制能力。

无功功率补偿系统的作用也是十分重要的，用电系统的和负载的功率因素过低是一个比较复杂的问题，无功功率补偿系统很好的解决这一问题，可以提高功率因素，进而降低了电力系统的功率损耗，设备的容量也得到明显的降低，静止无功补偿装置也是多种多样的，晶闸管投切电容器（TSC）、可控串联补偿装置（TCSC）以及晶闸管控制电抗器（TCE），各个装置有着各自不同的特点，各有所长。SVC可以运用在高压直流电换流中，其作用是充当系统补偿和负荷补偿，其在电路中会对真个系统进行无功补偿，同时也可以抑制大功率负荷的冲击，避免电压闪变和电压波动的状况。 TCR的基本单相结构由晶闸管和电抗器组成，其电路的基本构成也就两个反并联的晶闸管和一个电抗器串联，晶闸管可以出发延迟，从而调节电抗器通过电流大小，最后达到基波无功率的效果，联结三相交流调压电路呈三角形，是TCR电路设计中的一种基本形式。

6 结语

电力电子技术在电力系统中有广泛的运用，其可以优化电力系统，实现电力网络化，调节配电网潮流分配，保障可再生能源的大规模发电，提高电能质量，治理电网，是建设智能电网的基础性措施，从而发挥电力电子技术对电力发展的促进作用，使其长足发展，为电网的不断发展打下坚实的基础。

参考文献

[1]万鑫.电力电子技术在电力系统中的应用及发展[J].电子世界，2012（03）：69-71.

[2]韦林，廖慧昕，易干洪.电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].数字技术与应用，2012（10）：97-98.

作者简介

安哲（1981-），男，河北省沙河市人。大学本科学历。现为邢台职业技术学院实验师。主要研究方向为电子电力。

作者单位

邢台职业技术学院 河北省邢台市 054000