电力系统中电工电子技术的应用分析

田蕊

摘  要：电工电子技术作为以计算机技术与传统电工技术为基础的新型技术，其不仅在电力系统中得到了较为广泛的应用，同时其功能作用也在电力系统运行效率提升、运行安全保障等方面得到了充分体现，目前已经受到了电力系统领域的高度重视。基于此，本文对电工电子技术的特点进行了分析，同时围绕电工电子技术在电力系统中的具体应用展开了探讨，希望能够对电力系统的完善发展起到一定帮助。

关键词：电力系统  电工  电子技术  应用分析

中图分类号：TM1                               文献标识码：A                 文章编号：1674-098X（2020）07（b）-0091-03

Abstract： Electrical and electronic technology as computer technology and new technology based on the traditional electrical technology， it not only has been widely used in electric power system， and its functional role in safe operation of power system operation efficiency， security， etc were fully reflected， has so far received attaches great importance in the field of power system. Based on this， this paper analyzes the characteristics of electrical and electronic technology， and discusses the specific application of electrical and electronic technology in the power system， hoping to contribute to the perfect development of the power system.

Key Words： Power system; The electrician; Electronic technology; Application analysis

在计算机技术持续发展的背景下，机电一体化产业近些年迅速兴起，并将电力系统与计算机网络系统有效连接起来，推动了电力行业的网络化发展，而涵盖电力生产、电气工程、计算机等多个领域的电工电子技术，则正是实现电力行业网络化发展的关键技术之一。由此可见，未来电力系统的发展必须要以电工电子技术作为支撑，而针对电工电子技术在电力系统中应用的研究，也是十分必要且具有现实意义的。

1  电工电子技术的特点

1.1 集成化

集成化简单来说就是在对电工电子技术的应用中，必须要依靠多种单元器件来实现，而这些单元器件彼此间则存在着并联关系，能够集成化在某一个基片，将自身相对于传统电工技术的优势充分发挥出来。例如单元器件的集成化特点能够使各种单元器件的整体体积大大缩小，为计算机技术与电工技术的融合创造良好基础条件，而在计算机的支持下，电工电子技术也能够更好满足电力系统网络化的发展需求。

1.2 高频化

电工电子技术的高频化特点与其集成化特点直接相关。基于现代社会巨大的电力需求，电力系统对于电子器件的工作速度往往有着较高的要求，而在对电子器件集成于基片后，则恰恰可以使电子器件的工作速度得到提升，这种持续的高速度运行正是电工电子技术高频化特点的直观体现。例如在电力系统中，金氧半场效晶体管在集成后，其工作频率可达100kHz以上，是常规电力晶体管的数十倍。

1.3 全控化

电工电子技术的全控化特点主要是指对全自动化关断器件的应用。在传统电工技术的支持下，电力系统通常会采用半自动化控制的晶闸管，相关器件通常都具有着复杂的换相电路，虽然能够在一定程度上电力系统控制满足需求，但工作效率却相对较低，稳定性与安全性也比较差。而在电工电子技术得到应用后，这类半控型期间开始被具有自关断功能的电子器件所替代，不仅使电流设计得到了简化，同时也保证了电子器件的运行安全。

2  电工电子技术在电力系统中的应用

2.1 静止励磁控制的应用

随着社会电力需求的不断提升，近几年很多大型新建发电机组均开始投入运行，这虽然在一定程度上满足了社会电力需求，但由于新建发电机组的容量普遍较大，对于励磁系统的要求也比较高，因此传统直流励磁机在运行稳定性、火花控制等方面的问题也开始逐渐暴露出来。针对这些问题，相关企业目前已经开发出了以可控硅电子技术为基础的自并激静止励磁系统。与传统直流励磁机相比，自并激静止励磁系统具有着结构简单、可靠性强、工程造价低、调节响应速度快、灭磁效果好等特点，将其应用到发电领域后，可以实现对传统直流励磁机的有效替代，并解决传统直流励磁机存在的诸多问题，保证电能输送的稳定性与发电系统的控制能力，因此目前已经成为了常规发电领域的必然发展趋势。

2.2 发电频率控制的应用

受资源枯竭、环境污染等问题的影响，近些年太阳能、风力发电、水力发电等可再生清洁能源开发技术迅速发展了起来，并在电能供应、节能环保等领域做出了阶段贡献，但由于电力系统对于发电频率稳定性要求较高，而当前非火力发电方式的发电频率又很容易受到影响，因此为实现对发电频率的有效控制，同样需要对电工电子技术加以应用。以水力发电为例，在发电过程中，水流速度与水源压力都会直接影响到发电频率，且很难人为加以控制，如果水流速度与水源压力变化较大，那么发电频率的稳定性也会随之出现问题，并对电能的输送造成影響。而通过对电工电子技术的应用，则可以将双馈型异步发电机应用到发电系统中来，建立变速恒频励磁控制系统，该系统可以在水力发电过程中对水流速度与水源压力的具体参数进行采集，并根据参数变化来对转子励磁电流的频率进行实施调节，以实现发电机定子侧电能的恒频输出，这样电力系统的发电频率能够区域稳定，而可再生清洁能源也可以在发电领域得到更好的应用。

2.3 静止无功补偿的应用

电力系统对于电气设备的应用非常之多，由于不同电气设备在运行过程中的控制要求会存在很大差异，因此在出现特殊情况时，如何实现对各种电气设备的及时、准确控制就成为了电力系统输电环节所面对的重要问题。从目前来看，基于传统电工技术的手动电气开关虽然可以满足不同电气设备的控制要求，但在控制的准确性与及时性上却存在很大不足。而在电工电子技术得到应用后，则可以用晶闸管来代替传统电气设备手动开关，作为静止无功补偿器负责设备控制，设备运行过程中计算机系统根据输电系统的运行情況来确定控制指令，晶闸管则按照控制指令自动完成完成开关动作，在保证开关控制及时性的同时，避免误操作现象的发生。虽然我国尚未实现对静止无功补偿器的研发，静止无功补偿器也没有在电力系统中得到推广，但其未来在电力系统输电环节的应用却仍然是可以预见的。

2.4 输电安全保护的应用

输电环节的安全性与稳定性一直都是电力系统所面临的重要问题，而以电工电子技术为基础的高压直流输电与柔性交流电输电，则恰恰可以使这一问题得到有效解决。例如在高压直流电的输电过程中，通常都需要利用变压器来完成电流、电压、阻抗的变化，以保证输电安全，而在电工电子技术得到应用后，晶闸管与换流阀的出现却在功能上逐渐代替变压器，成为了高压直流输电的重要转换设备。通过对晶闸管与换流阀的应用，输电系统不仅可以无变压器的情况下保证输电安全，有效控制电力系统的运行成本，同时也可以提高转换设备的移动能力，为设备安装、维护提供方便，这对于输电安全保护同样是很有帮助的。

2.5 电能质量控制的应用

在电力系统中，配电系统主要负责对电能质量加以控制，而电工电子技术的应用，则可以是配电系统的核心目标得到轻松实现。一方面，电工电子技术支持下的晶闸管等设备能够对电压、谐波等进行实时、高效调节，在满足电力系统在电压、谐波等方面电能质量要求的同时，避免瞬间波动的发生。另一方面，借助电工电子技术的集成化、全频化特点，还可以对工频配电系统变压器加以改造，消除器体积大、高污染的不足，同时建立谐波的实时监控系统，收集配电系统谐波参数的实时数据，这些对于电能质量控制同样是很有帮助的。

2.6 节能降损环节的应用

电工电子技术在电力系统节能降损环节的具体应用主要有两个方面：变负荷电动机调速运行和控制无功损耗。电力系统中降低能耗的方法主要是降低电动机能耗，主要使用的技术是变负荷电动机调速技术，使用该项技术能够有效降低电动机能耗。目前在变负荷设备中越来越多地使用调速控制技术，在控制风、水流量方面发挥了积极作用，提高了调节的效率和精度，使用范围变得更加广泛，甚至可以实现无极调速效果。但是该项技术在降低能耗的，有效调速的同时还存在一些缺点，比如投入较大，并且容易对电力系统产生污染，对其应用还需要进行深入研究。

3  结语

总而言之，电工电子技术在电力系统中的应用具有着很强的必要性，无论是发电环节、输电环节还是配电环节，电工电子技术能够发挥出重要作用，但要想将保证电工电子技术的应用效果，则还需把握好电工电子技术的特点，并根据实际情况来对各种技术进行灵活应用。

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