电力电子技术在电力系统应用的发展趋势

李亚鹏

摘 要：电力一体化与弱电控制，使强大的电力电子技术不但能够在各个环节的现代电力系统中渗透，并且拥有的生命力巨大。发展与应用电力电子技术的关键性范畴为节能领域、电网技术、可再生电力、可再生资源。在未来30年中，发展与创新新应用、新产品、新材料与新的电力电子技术是必然趋势。本文详细分析了电力电子技术的发展历程，提出了电力系统中各个环节电力电子技术的具体应用发展，以供相关业界人士参考。

关键词：发展趋势;电力电子;应用;技术;电力系统

前言：现今阶段，控制高效发电包含：控制波形、频率、电压、电流。在电气自动化、电力等生产部门得到了应用和普及。电力电子技术在航海航空、医疗、家用电器等众多领域也得到了广泛应用。由中科科学院研究推测得知，电力电子技术将在核废料技术、新核电、发电技术等方面获得关键性地位。

1电力电子技术的发展历程分析

1.1电力电子技术的整流器时代

通过商用交流发电机供应电力的大功率工业用电，应用在直流电方面的电力有20%左右，最关键的是城市无轨电车、城市机车、电力机车内燃机车、机车牵引、电解等直流电机组的造纸、滚动等领域。大功率硅整流器将交流电有效转换成直流电，在19世纪60、70年代，应用与开发大功率晶阀管与整流器获得了较大程度的进展。现今阶段我国引起了大型硅整流器的一波浪潮，当前的大型与小型硅半导体整流器制造商就是从当年转变而来的。

1.2电力电子技术的逆变器时代

能源的全球性危机从70年代以来便已存在。因为快速、显著的节能效果，促使产生快速发展的交流电机。变频调速的重要技术是对0-100Hz交流电中存在的直流电进行改变。20世纪70、80年代，伴随广泛应用的逆变器控制装置，大功率变频器中电力电子的主角为晶闸管、巨功率晶体管与晶闸管。这时的电力电子技术可以使逆变与整流实现，然而存在较低的工作效率，只于低频段应用。

1.3电力电子技术的变频器时代

大规模集成电路在20世纪80年代得到了迅速的技术发展，奠定了发展现代电力电子技术的发展前提。产生了拥有一系列高压电压技术、精密加工技术与集成电路技术的新型全控功率器件，优先到来的是功率，其中小功率提供给绝缘双极型晶体管和高频开发与供应大中型电源发展高频的机会。研制新器件不但为高频交流电机提供了调速，而且使其拥有更加可靠完整的性能，并且提供给机电实现智能化与一体化、节约高效节能材料、现代高频电子技术等方面发展关键的技术方法与基础，使电气新时代得以开辟。

2电力系统中电力电子技术在各环节的应用

2.1电力系统中的输电线路

2.1.1静止无功补偿器（SVC）

早在20世纪70年代，这种设备便得到应用，而且需要在补偿输电线路中应用，是其中较大功率的输电网络，SVC具备的关键职能是调控电压。而且，对电力系统提升稳定性存在促进的作用。另外，经过分析与研究SVC的构成得知，因为其不存在旋转职能的零件等，所以，一般应用的电容器不是容量较大的，关键是凭借电感器使自身满足无功功率的需要。并且SVC具备的无功功率输出转变至吸收的过程，关键是凭借对电抗器的高频率效率，所以，通常在无功补偿高压输电线路的环节应用。

2.1.2高压直流输电技术

应用这种技术的关键表现是应用晶阀管。晶阀管在是电力电子技术中很重要的构成部分，关键在电力系统的直流输电环节应用，对推动整体的电力系统提升运行效率存在积极作用。而且，伴随不断出现的较高实效性的电力输送控制器，令各电厂投入的实际成本很大程度的降低，使得有效积极的推动电流交换设备充分发挥其自身优势。

2.1.3柔性交流输电技术

这种技术在20世纪80年代得到了在各类输电线路中的应用与普及。其中，对于从前的电力输送模式来讲，因为这种调控电力功率的应用方式存在较低的实效性，进而使电力系统实际需要控制的电能不能得到满足，不但提升了很大程度的相应成本投入，而且增加了可能产生浪费电能资源的状况。并且经过合理应用柔性交流输电技术，能够使输电过程很大程度的减少电能消耗与成本投入，其原因关键在于柔性交流输电技术是凭借的调控电力电子的设备，对电力系统相应的各种参数进行合理调控，进而具体进行电能输送时，能够科学的分配各种电能功率，有利于积极推动电力系统提高可靠性。

2.2电力系统的发电环节

在电力系统中电力电子技术应用于发电环节，关键是对发电机组进行变频调速等。对于我国当前较大规模的许多电厂来说，其电机组较为广泛应用的是静止励磁系统，而且相关单位和企业对电力电子技术的关键性逐渐产生了更加清晰的认识，使得这种技术的发展被有效推动，令静止励磁优化自身的基本性能，有利于积极推动其性能将优势性更好的额发挥。另外，由励磁机方式将电子技术替换，进而有效提升静止励磁自身具备的调节性，使整体电力体统很大程度的提高工作效率。变速恒频励磁中应用电力电子技术是很常见的。在水力发电实际开展时，因为直接影响着其整体发电效率的因素是在固定时间内的水流量与水源头压力，所以某种意义而言，对整个水力发电机组直接影响着高低运行速率。就此得知，为了在实际运行应力发电机组很大程度的提高效率，应该注重应用电力电子技术，合理调控发电机组中存在的励磁电流频率，进而使电流频率在电力系统中拥有统一的转速。

2.3电力系统的节能环节

在这一方面电力电子技术的应用关键是使调控变负荷电动机与电能利用率得到提升。在电厂进行电能的实际生产过程中，以电能源能够产生变化为前提，令发电机组中存在的各模块不能够展开良好的配合，所以，时长产生浪费无功功率的等状况。但是对变负荷电动机进行合理调控运行速度，对推动生產电能与更好的使用十分有利，能够积极推动电厂提高经济效益和整个电力系统提升运行质量。而且，因为我国电力电子技术实际应用存在较短的时间，所以应该对其展开不断的探索与完善，在具体运行变负荷电动机的过程中应该加强重视明晰和在这期间容易产生的问题，使得相关控制工作更有效的实施。另外，因为应用变负荷电动机存在较高的成本，并且能够直接影响到运行整个电网的效率，所以，一般在较大规模的各个电厂中得到广泛应用。

结束语：

总而言之，广泛应用电力电子技术使得人们改善了生活水平并使得社会进步，提供给人们工作与生活良好的电力环境。电力电子技术被普遍应用在核反应堆、风力发电、水电、家电、电力等范畴。伴随不断进步的科技，在研究科学技术与电力电子技术应用方面得到了良好的发展，将推动人们更广泛的提高生活质量与人类进步。

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