电力电子技术在电气工程中的应用

张欢

摘要：由于电子技术能够对电气控制系统中的电气元件进行转换和控制，因此，电气控制技术的发展主要得益于电子技术和计算机技术的发展。目前，随着电子技术的不断发展，它已经被广泛应用于煤炭、电力、钢铁等各大行业，因此，加大对电气控制技术的研究不仅能提高电气控制技术，增强电气控制系统的可靠性，更能提高企业的管理效率，这对促进我国经济的进步和企业的发展都具有重要的意义。

关键词：电力电子技术;电气工程;应用要点

中图分类号：TM73 文献标识码：A

引言

电力电子技术应用范围非常广泛，在电力系统中的运用又尤为普遍，并且在电力系统中的运用效果也较为良好。在用电力电子器件对电能进行变频和控制的过程中，不仅提升了电力系统的快速性与稳定性，而且还保障了各个装置的功能不受损害。极大地实现了电力系统整体能够有效运行的效果，推动了我国电力系统的高速发展。所以，在电力系统中，电力电子技术的使用就显得尤为重要。

1 电气控制中电力电子技术应用的重要性

1.1 提高工作人员工作效率

目前，各个行业对电量的需求不断加大，依赖性逐渐增强。因此电力企业在各个领域中的作用非常明显。在电气控制中采用电力电子技术能够增强对电力系统的控制，从而有效减少各类安全隐患。与此同时，在人员配备上，相对于传统的运营模式也有较大改变，采用机械设备代替人工作业，大大提高了工作效率。

1.2 电力电子技术自身性能良好

电力电子技术本身具有一定的优势，这种优势在电子计算机技术的推动下，变得十分明显。将其应用到电气工程中，可以极大改进社会生产，带动电气工程进步。

1.3 能够提升电子技术系统适应力

电力电子技术以计算机技术为主要载体，在各项系统、设备的应用上具有较强的适应性。对于改善工作效率、降低工作压力，提升电力企业的发展具有重要作用。

2 电力电子技术在电气控制中的应用要点

2.1 软开关控制装置应用

由于电气系统本身对电磁的兼容性以及工作效率的要求较高，因此，电力装置系统必须要做到小型和简便，只有这样，才能促进电气系统的进一步发展和完善。通常，在传统的电气系统中，人们会利用开关控制来节省电容器等原件的占用空间，但这种方法会给电气系统带来很大的损耗，降低了电路的工作效率。随着电子技术的快速发展，为了更好的解决开关控制带来的问题，一种新型的软开关控制装置在一定程度上满足了现代电气系统的新需求，这种控制装置在开关频率高于1Mhz 的状态下，也能得到比较理想的状态。因此，正是基于软开关控制装置具有低损耗、低噪音以及高性能等多种有点而被广泛应用到电气控制系统以及其他系统中。

2.2 电力电子技术在输电环节的运用

直流輸电技术与轻型直流输电技术。直流输电有着大输电容量、稳定性强、调节灵活的特征，在远距离输电方面，高压直流输电展现出了巨大的应用优势，可以在同样的技术条件下，最大化的降低电能在输电过程中的损耗。随着电力电子技术的应用，加快了我国直流输电技术的发展。在出现了轻型直流输电技术后，把直流输电中所遇到的问题有效的进行了解决。确保直流电可以把电输送到无交流电源负荷点处。通过把脉宽调制技术应用到轻型输电环节中，从而实现无源逆变的目的。研究得知，在高压直流输电技术中，电力电子技术也得到了广泛的应用，它的基本功能是，将直流输电线路的两端接上晶闸管、逆变器和控制器件等来构成一个基本的电路单元，此技术成本低，保证了系统运行的稳定性。在应用了此技术后，在技术条件相等的情况下，与交流所带来的损耗相比，输送电能的损耗会更低。以技术层面入手进行分析，这是因为在直流的情况下，会具有稳定的电流，变化较少，这样一定的额电抗压降也会随之降低，从而也就降低了整个输送过程中的整体压降。在具体的应用时，需要在三相全控桥电流基础上，把有源逆变器、大功率的晶闸管以及半控型器件接入到直流输电线路首位两端。通过这种设计安装，构成了三相桥并联形式的变换器。基于此，在串联了众多晶闸管后，构成了三相上下的桥臂，而且是三相桥变换器。输电环节是电力系统中的重点内容，在实际输电过程中带那里系统会受到外在因素的干扰导致电力系统输电不稳定。那么此时将电力电子变流技术应用其中，能够改善新兴发电形式环境，提升电力系统运行效率。

2.3 高压直流输电技术

以晶闸管技术为奠基，使得高压直流输电技术能够在输电系统中实现运用，电子电力技术的重要发展历程就是发明产生了晶闸管，晶闸管之前一直被适用在输电系统的直流电输之中，但在之后研发出的电力输送控制器，例如GTO 等，在晶闸管的基础上实现了电流在转换的过程中很少需要到交直转换变压器，不仅节约了电能的生产成本投资，还影响了电流交换设备在电力系统中的竞争力，使竞争力加强。

2.4 电力电子技术在电力系统配电环节的应用

电能质量好坏取决于对电压等的要求控制，及对干扰和瞬间性波动的控制能力。为满足配电系统高质量电力需求，需要解决在配电过程中出现的配电频率、谐波等问题。由于电压不稳定，不同线路配电中，会产生电能波动及不稳定传送。为满足整个配电环节配电需求，需要采用电力电子技术以及FACTS 技术。新型控制技术DFACTS 技术的设备与FACTS 设备基本一样，只是其体积更小，质量更轻。

2.5 电力电子技术在发电环节中的运用

电力电子技术如整流、逆变等大范围运用于发电机组，电力电子技术的应用目的主要是为了保证在发电环节中设备的稳定运行的同时减小设备损耗，提高设备效率就大型发电机的静止励磁控制而言，静止励磁使用了晶闸管的电力电子交流技术中的整流技术，具有使用方便、技术成熟、价格低廉等优点，在各大电力领域中发挥着积极作用。因为省去了励磁机这个中间惯性环节，所以使其快速性性能得到了大幅提升，在保障了稳定性的前提下，给控制律提供了既稳定又快速运行的有利条件。在水力、风力发电机的变流技术调节环节中，电力电子技术也发挥着重要作用。在这里不进行详细的展开说明。

2.6 在PWM 控制技术中的应用

电力电子技术在电气控制中的应用还体现在PWM 控制技术上。具体PWM 控制技术指的是通过对待脉冲宽度的调节来获得相应波形的控制技术。面积等效原理是PWM 技术应用的主要原理，具体指的是通过一定的控制作用，保证面积相等、不同形状的窄脉冲在相关环节上，可以保证与最终的响应波一致。通过分析发现，造成这一现象的具体原因在于PWM 逆变器中的电流和电压谐波分量产生的转矩脉冲会作用于固定的转子上，从而降低震动造成的噪音，从而降低逆变器的工作频率。由于该技术具有一定的优点，因此在变流电路中具有重要应用，并且在逆变电路中的应用非常常见。

结束语

在电力系统的快速发展应用中，电子电力技术的研发创新在其中起到了非常巨大的推进作用我国的电力技术伴随着计算机技术一同快速的前进发展，但是，过于快速的创新前进也导致了一个问题出现，就是电子电力技术在电力系统中的应用的稳定性还处于不够平稳的状态中，还远远足够电子电力技术的对电力系统的支持要求。所以，我们要不断的创新、研发电子电力技术，不断前进，创造出更先进的技术能量，来提高我国现在电力的质量，能减少我们的研发成本，减少配送中的各种损失，研发出环保、高效、节能的新技术，实现电力系统更高的经济效益。

参考文献：

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（作者身份证号码：130621199011207563）