电力电子装置在电力系统中的应用

温思源　王子强

摘要：电力电子装置以其独特的优势，迅速融入到各行各业中去，其在电力系统中的应用也变得理所应当。尤其在当前对于电力供应质量要求越来越高的背景下，使用电力电子装置，发挥其在促进电力系统稳定性和安全性方面的作用，显得尤为必要。文章从这个角度入手，首先对于电力电子装置应用到电力系统的必要性进行探究，接着分析了电力电子装置在电力系统中的应用。

关键词：电力电子装置;电力系统;电力运行管理

传统的电力系统是以规模化取胜的，而在当前的性能发挥来看，并不能满足实际的供电需求，由此电力系统开始迈向了智能化的时代。而作为实现电力系统智能化发展的重要设备基础的电力电子装置，由此充分展现出自身的效能，由此更多的学者和专家开始将研究的论题界定为电力电子装置。

1电力电子装置在电力系统中的应用特性

电力电子装置是电力系统的重要组成部分，在实际应用过程中，由于电力电子装置具有一定的特性，容易对电力系统产生影响，所以，在电力电子装置应用前，应对其特性进行分析，具体来说，主要包括以下两点特性：

第一点，故障管理特性，在实际应用过程中，由于电子装置长时间运行，出现故障是正常现象。通常情况下，电子装置故障都是由温度循环波动或温度过高引起，在出现故障时，可以通过对故障进行预测和诊断，结合诊断结果对故障进行维修，以保证装置正常运行。同时，还可利用电子装置的故障机理判断装置的工作寿命，提前采取预防措施。

第二点，可靠性，电力电子装置在电力系统中应用时，其自身的可靠性直接影响电力系统的运行效率。电力电子装置的可靠性由电子装置自身的故障率、平均维护时长、平均无故障运行时间和其他因素决定，同时，根据估算的电力电子装置的可靠性，可以为电力系统的维修、检查、运行以及管理工作提供有效的参考信息，提高电力系统的稳定性和安全性[1]。

2电力电子装置在电力系统中的主要应用

2.1在储能阶段

可再生资源通常具有季节性、实时性以及不定性等特点，所以在利用可再生资源进行发电时，具有不稳定性，基于此，需要对电能进行有效的存储，提升电力系统的稳定性和可靠性。在实际应用过程中，电力电子装置在储能阶段的应用主要包括以下几种装置：

2.1.1电池储能装置

与其他装置相比，电池储能装置在我国应用范围较广，并且该装置能将任何装置生产出的电力资源利用电池进行储存，其主要工作原理是，利用适当的直流变换器，保持电池装置中的电流稳定，通过拓扑结构，集成电池并实现电流的高低压和电流变化，同时利用四象限调节功率。电力电子装置的高效利用，可以将电能的损耗降到最低，从而得到最优化的储能系统。

2.1.2压缩空气储能装置

压缩空气储能装置主要应用于风力发电中，其工作原理是：利用负电荷处于低谷的状态下，空气压缩机会受到富余电量驱动，将电能以高压空气的形式进行储存，当电力系统处于用电高峰期时，释放储存空间中的高压空气，以驱动发电机进行发电。

2.1.3水力储能装置

通常情况下，水力储能装置采用抽水储能的方式，利用转换电功率，实现电力功能备用紧急能源或调峰填谷等作用。在实际应用过程中，主要利用抽水蓄能机组励磁电流幅值与频率的转换实现电力功率转换。

2.2在发电阶段

当前，我国传统的电力系统通常利用不可再生资源进行发电，例如，火力发电、蒸汽发电等，在实际工作过程中，不仅消耗大量的不可再生资源，同时还对环境造成严重的污染，所以，新型电力系统应坚持可持续发展战略，在发电时充分利用环保可再生资源，例如，太阳能、水能、分能等，并提升资源的利用效率。在实际应用过程中，电力电子装置在发电阶段的应用主要包括以下几种装置：

2.2.1风力发电装置

在实际应用过程中，变流器是风力发电的主要环节，也是必不可少的环节。风电变流器利用逆变器和整流器将不稳定的风能进行转换，转变为频率、电压以及相位都符合并网要求的电能资源。

2.2.2光伏电站装置

我国大型的光伏電站装置由汇流器、光伏阵列组件、逆变器、升压变压器以及滤波器构成，是当前大规模利用太阳能的最有效方式。当前，光伏电站利用的电力电子装置主要分为两类：一类是对不稳定电能进行处理的装置，另一类是将太阳能进行处理并将其转变为电能的装置。

2.2.3水能发电装置

水力发电装置，主要是利用调节水库位置的高低改变水的势能，从而利用势能进行发电。发电机组励磁是水利发电站的重要装置，在实际应用过程中，大型发电机组采用静止励磁技术，其控制相对简单，调节速度较快，能有效提升水利发电的工作效率与运行性能。水利发电机采用交流励磁技术，动态调整励磁电流的频率，从而调节水头压力和水流量，提升水力发电质量。

2.3在输电阶段

2.3.1分频输电

分频输电系统利用低频传输电能，能有效减少输电线路的电气距离，从而提升系统的传输能力，防止线路电压波动。当前，我国分频输电主要是通过交变频器实现工频电网与输电线路的链接。

2.3.2固态变压器

固态变压器，是一种将电力电子转化技术和电磁耦合电能相结合，可变换电压和电流幅值、频率、相位、形状以及相数的新型变压器，具有潮流控电、调节电能质量等功能，提升了电能系统的稳定性[2]。

2.3.3直流输电

直流输电主要包括柔性直流输电和常规直流输电，在柔性直流输电中，主要采用全控器件的换流器，具有有功率和无功率独立可控优势，而常规直流输电中，主要采用晶闸管的换流器。

结论

综上所述，电力电子装置在电力系统应用过程中，相关技术人员应加强对电子电力系统装置与电力系统的研究，利用当前先进的科学技术，不断创新技术，从而促进我国电力系统快速发展。同时，将节能环保理念作为当前行业发展理念，将电力系统逐渐向智能化和可持续发展方向转型，以实现国民经济快速发展。

参考文献

[1]姜建国，乔树通，郜登科.电力电子装置在电力系统中的应用分析[J].电力系统自动化，2017，3803：2-6+18.

[2]刘沐欣.电力电子装置在电力系统中的应用[J].中国高新技术企业，2016，16：45-46.（2016-05-10）