综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

张振山

摘要：随着社会经济的高速发展与科技技术不断提升，电力电子技术得到更广泛应用。本论文主要从电力电子技术的发展历史开始介绍，讲述了现代电力电子技术在发电侧、输电侧以及用户侧的应用，对比了未使用电力电子器件以及使用了电力电子器件之后对于电力系统运行性能、经济效益差异，并展望未来电力电子技术发展的趋势。

关键词：电力系统;电力电子技术;应用;发展趋势

引言

电子技术作为新兴技术，能够促进电力系统的快速发展。将电子技术应用于电力系统，可以发挥其优质高效的特点，保证电力系统的可持续运行，同时促进电力系统稳定发展。

1电力电子技术的起源与发展

电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整电子产品流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，促进了电力电子技术在许多新领域的应用。上世纪六十年代至七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用，开启了电力电子技术的整流时代，电解、牵引、传动等工业得到飞速发展。七十年代到八十年代，交流电机的变频调速技术发展迅速。变频调速技术是将直流电逆变为0-100赫兹的交流电，GTR和GTO的大规模使用将电力电子技术带入到了逆变时代，但当时的逆变还只停留在低频范围内。八十年代，由于计算机的发展，大规模集成电路向着超大规模集成电路迅速迈进，因此电力人们想到了将将集成电路与高电压、大电流结合到一起。于是，IGBT和MOSFET应运而生。由此完成了传统电力电子技术向现代电力电子技术跨越。之后，现代电力电子技术与计算机通信设备相结合，应用到了我们生活中的方方面面。

2电子技术的应用作用

2.1提高电能利用率

电子技术在电力系统中广泛应用之后，可以有效整合电能资源，做到对电能的合理使用与分配，进而在保证电力系统正常运行的前提下，实现电能的高效、合理利用，极大地提高了电力系统中电能的利用率。

2.2推进机电一体化

电子技术具备计算机技术的各种优势，可以通过电子技术对机电设备进行计算机控制、网络控制，使得电器设备的操作更加便捷，进而推进机电一体化的发展。

2.3促进电力系统的智能化

未来电力系统的发展趋势是电器设备体积越来越小，响应速度越来越快，而电子技术为这一发展前景提供了可能。电子技术的智能化、高频化和变频化的实现，能够有力推进电力系统的智能化发展。

3电力电子技术在电力系统中的应用

3.1发电系统中电力电子技术的应用

在电力系统运行中，发电系统是比较关键的一个环节，其同样也需要重点借助于电力电子技术进行不断创新优化，改善发电性能，提升发电效率。当前电力电子技术在发电系统中的应用方式比较多，比如发电机运行中的静止励磁控制就能够表现出较强的实际效益，其可靠性相对比较高，能够较好实现对于发电机的快速调整，控制效果同样也比较理想;变速恒频励磁同样也能够表现出较强的发电效率提升优化效果，明显提升发电有效功率，应该围绕着不同发电方式进行合理布置;此外，变频调速技术等也能够更好提升发电系统的运行效率，尤其是在风机水泵的运转中，该技术的应用价值极为突出，能够明显提高发电量。

3.2电网间的直流输电

在电网之间进行输电时总是有相位差异，电压波动的困扰，由此就发展出来了直流输电技术。在电网之间进行输电时，可以通过背靠背的直流输电解决交流输电的困扰。背靠背交流输电的意思是：先将交流电变换成直流电，再将直流电转换成交流电并到另一个电网中，可以通过微机对电网相位和电压进行跟踪，进而解决相位和电压问题。其中交流变换成直流是电力电子技术中的整流，直流变交流是电力电子技术中的逆变技术。直流输电还可以提高输送电能的速度和功率，正因为有如此多的优点，该项技术在我国迅速普及。

3.3电子技术在电力系统节能环节中的使用

节能环保是可持续发展的重要措施，而且电力系统本身对能源的损耗是非常高的：对于火力发电来讲，能源消耗过高就会浪费大量不可再生的煤炭资源，同时对环境产生更多的污染;风力、水力和太阳能发电的技术还不够成熟，占据我国电力资源的比例较小，更应该加入节能环保意识，争取更高的能源转化率。在这一背景下，电子技术在电力系统节能环节中得到了广泛的应用：（1）使用电子技术可以降低传统火力发电过程中的能源消耗，通过改良发电机或者是控制电动机速度等方式，能够将发电频率控制的更加精确，从而达到节能环保的目的;（2）传统的电力系统由于其中的发电环节众多，每个环节都会带来电能的损耗，从而导致最终的发电效率较低;在加入电子技术之后，能够有效地减少发电环节，进一步降低发电过程中的能源损耗，最终提高发电效率。

3.4在配电的应用

配电环节是确保电力系统运行稳定的关键环节之一，配电系统的稳定运行是电力系统稳定供电的基础。在配电环节，借助电子技术，可以实现对配电系统的电压、频率等指标的合理设置，进而使电力系统稳定运行。电子技术的不断发展，使得配电系统能够不断完成技术创新，提高配电环节的稳定性和安全性，提升配电效率，降低电力资源消耗。在电力系统中，配电环节的关键是有效控制电能质量，电子技术的应用可以使配电环节电能质量控制更加精准，进而优化整个电力系统的运行方式，提升发电效益。

3.5微网并网

现代电力电子技术的飞速发展的同时，微网逐渐出现在人们的视野中。根据国家有关部门规定，国网必须接受微网向电网输送的电力，并且给予经济补偿。由于微网的出现使得逆变器的研究愈加火热，微网必将在未来改变配电网的组织形式。并网逆变器是实现微电网和公用电网链接的核心装置之一。微网并网逆变器在分布式电源并网的过程中占有主要地位，它的存在才使得分布式电源并網变成可能。所以先进的逆变器技术变得十分火爆，对逆变器的要求也越来越高。在未来，微网并网逆变技术的发展前景是将组合各种控制方法，以此来达到多算法复合控制，在向公共电网输送能量的同时，进行对电网的无功补偿和谐波滤除。

4电力电子技术在电力系统中的应用发展趋势

电力系统中应用电力电子技术确实能够表现出较强的作用价值，这也是未来大力发展电力电子技术的重要原因，在未来电力系统中运用电力电子技术需要重点围绕着新能源进行深入探讨，这也是满足当前节能需求的重要手段。在新能源开发中，其确实能够表现出较强的积极作用，但是同样也存在着较多的应用难题需要解决和克服，尤其是对于发电的稳定性和可靠性，必然需要依托电力电子技术进行优化控制。基于该方面电力电子技术的有效应用，其在当前也取得了一定成效，比如超低频可变频交流励磁在新能源发电中的应用就能够表现出较强的实效性，有助于提升其发电稳定性。

结语

电力电子技术在智能电网中的应用不仅可以满足时代的要求，还可以在智能电网中起到更高的效应作用。近年来，随着电子信息技术的不断更新，其对智能电网安全运营，提高经济电力电子技术也有了更高的技术要求，为了提高其技术的使用效果，就必须结合智能电网发展的现状，考虑我国的经济与资源的关系，采取适当的方式，加强电网系统的建设，实现真正意义上的智能化。充分利用电力电子技术，提高智能电网建设质量。

参考文献

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