电力电子技术在电力系统中的应用研究

摘要：电力电子技术是在当代电力系统中研发出来的新技术，直接关乎电力领域新能源和新技术的革新，由此改变人们的生活质量，进而推动社会的不断进步。随着近年来科技成果的不断涌现，电子技术在各领域中都得到了全面的推广，同时充分发挥着自身价值，便捷了人们的工作和生活。与此同时，电力系统中的电力电子技术也展现出良好的使用效果，为电力系统的发展夯实了基础。

关键词：电力电子；电力系统；技术；应用；研究

1电力电子技术的定义及模式

电力电子技术是综合性的技术平台，其以计算机为基础，内含半导体器件、控制系统等组合而成。该项技术诞生至今已有五十余年，极大的方便了我们的工作和生活。电力电子技术应用广泛，不仅存在于民用产品，还遍布于新能源开发、电量调控等领域。由于近年来技术的不断创新，使得其发展有了很大的飞跃。电力电子技术的本质就是借助半导体电子器件完成功率的转换，以及控制电路的通断等，一般涉及电力电子变换技术和电力电子控制技术两大类。前者以电力电子变换电路为基石，将电网中的电能变为负载需要的功能，一般有如下四种表现形式：（1）整流电路AC-DC；（2）斩波电路DC—DC；（3）逆变电路DC-AC：（4）交流变换电路ACAC。后者以电力电子控制电路为基石，借助自动控制理论以及计算机信息技术来进行系统优化，控制形式有如下几种：相控方式，频控方式，斩控方式，相频控制方式及斩频控制方式。只有择取先进的控制形式，变换电路的工作效率才能达到最大。

2电力电子技术的应用

在二十世纪末，就有学者抛出了柔性交流输电（FACTS）的概念，将电力电子技术使用在电力系统中之后，在社会上引起了极大的反响，各种实践性质的设备相继被研发出来。

2.1电力电子技术在发电环节的应用

电气系统是一个综合性极高的系统，其中包含很多发电组元件，后者均集合了当前的尖端科技，机构异常精妙。电气系统不仅需要相关从业人员有着很高的专业素养，还要兼具优秀的业务能力，能够根据实际情况进行设备护养。电力电子技术在电气领域的使用，能够显著提升设备运行效率。那些较大的发电机，通常都受控于静止励磁。静止励磁关联的基础是品闸管整流电路，在结构上极为便捷，并且具有极高的可靠性，关键的是其性价比极高。故而，励磁系统广泛运用于工程电力系统。在设备运转时，特意的去掉惯性环节，通过这种途径确保励磁性能的可靠性。以上种种措施都是为系统带来规律性的技术调控方案，充分体现技术优势。这能够显著改善电气设备运行模式，进而提升工作效率。水力、风力发电的模式较为不同，一般使用变速励磁机发电，输出的功率受制于水流量和水头压力。这里一般存在这些关系，随着水头压力的增加，机组的速度也会发生改变，运行形式趋于一致。公式显示，风力发电的最大功效是和风速有一定联系的，数值上显示前者是后者三次方形的正相关，由此为得到最大电力功效，作业人员会有意提升机组变化速率，再改变励磁的运动频率，进而带来生产效率的提升，继而使得输出频率维持稳定。

2.2电力电子技术在节电方面的应用

（1）变负荷电动机调速运行。电动机对电能的节省一般体现在两点：其一是研究电动机自身的节电能力；其二是借助变负荷电动机改变速度。如果能将两者进行有效的结合，那么节电能力才能被发挥到最佳。据了解，在矿山和冶金等方面，交流调速使用的极为频繁。

（2）去除无功损耗，提升功率因数。对于电气设备而言，变压器等核心设备基本都是感性负载。在它们正常运转时，首先会损耗有功功率，这在一般设备中也会见到，但是意外的是其还会耗费无功功率。无功电源和有功电源的目的都是保证电能质量的。故而，在无用功容量较小时，就需要加上一些无功补偿装置，进而提升它的功率因数。

2.3电力电子技术在配电环节中应用

现在的配电系统依旧有着很多的缺陷，它不仅需要优化电力运用效率，还需要在运用性能上进行提升。在研究电力问题时，最为关键的因素就是电能质量的优劣。通常来说，电能质量要符合谐波、频率、电压方面的规定，在产电环节必须要维持系统的稳定性。当代控制技术已经和电子电力技术进行了有效的融合，这在业界被称为DFACTS技术结合。在FACTS技术体系基本完善之后，该技术才得到推广。该技术是在FACTS技术的基石上进行升级而得到的，两者不管是在原理上，还是在结构、性能等方面都极为相似。伴随着电力电子元件的发展，电气设备出现了供需上的不均衡，需求量逐渐超过了供应量，DFACTS设备发展前景一片光明。DFACTS设备的市场被看好，其在成本上也比较低廉，技术难度也不高，随着时间的推移，其市场占比必将逐年增加。

3电力电子技术在电力系统中出现的问题及解决方案

3.1电力电子技术在电力系统应用中出现的问题

二十一世纪的科学技术得到了飞速的发展，电力电子技术更是发展到了一个全新的层面。不过，随着电力电子设备的市场逐渐被打开，一些相关的负面消息也出现了。在这些不利消息中，谐波污染谐波的问题最引人注目，其关键在于谐波会极大的减小电能产量，也会相应的削减输电效率，由此损害电网上的设备，影响它们的正常运转，最终也必将影响人们的正常生活。最典型的例子就是，谐波将会造成振动，也会引起噪声，产生的热量甚至会烧坏电机。谐波会使得继电保护等装置产生误动作，这样一来自动控制系统就会失去作用。同时更重要的一点就是，谐波还将扰乱通信系统，更有甚者还会直接打断通信设备。

3.2发展解决方案

就当前来看，谐波抑制常用两大方案，即为无源滤波器与有源滤波器，这两种使用的效果最为理想。无源电力滤波器主要的功能就是抑制谐波，有效提升电网功率因素，不过它的滤波经常会被阻抗所影响，并且它还只能去除特殊次数的谐波，还会与系统产生交互使得谐波被放大，这时候设备就会由于过载而被烧坏，同时，装置体量极大，这样消耗的材料就多。相较于此，有源电力滤波器展现的优势更为明显，它首先能够对各次的谐波进行补偿，不仅如此，还能补偿无功功率。这时候的谐波特性将会无视系统阻抗和频率的改变，即便后者出现大的改变，谐波特性依旧会维持稳定，与此同时，如果遇到其他电路的谐振，其还兼具阻尼作用，即便是谐波突然出现变化，也能够即刻展开动态跟踪补偿。

4小结

综上所述，电力电子技术在电力系统中发挥着重要的作用，我们只有在已有技术成果上不断进行开拓，加大研发力度，才能逐渐提升经济可行性，进而极大的提升电力系统的稳定性，由此得到最大的经济效益。

参考文献

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[2] 钱昕. 关于电力电子技术在电力系统中的应用研究[J]. 山东工业技术，2017，19（4）：150-150.

[3] 万鑫. 电力电子技術在电力系统中的应用及发展[J]. 电子世界，2012（3）：69-71.

作者简介：徐东宁（1987.02）；男；汉；辽宁大连；高级作业员；助理经济师；本科；研究方向：电力电子技术在电力系统中的应用研究.

（作者单位：广东电网有限责任公司珠海供电局）