浅述电力电子装置在电力系统中的运用

浅述电力电子装置在电力系统中的运用
摘要：电力系统保持稳定给国内国民经济相关发展具备特别重要推动作用，国内针对有关电力系统相关装置功能同时提出了全新要求，里面电力电子相关装置持续科技化同时更好的提升电力系统相关转换以及升级效率，所以，对于电力电子相关装置改进以及完善，这对于国内电力系统自身发展还有人民群众相关日常生活需求都具有特别重要意义。

关键词：电力电子；装置；电力系统；运用
一、电力系统的现状分析
目前伴随着社会发展，整体电力系统也占据更大比重，如何确保节能环保以及高效运行的相关设施，进一步做到电力系统的稳定以及可靠性，就可以在确保电力系统正常有效运行同时还做到最大的使用率。

但是，在祖国经济发展和环境不断变化的同时，电力的需求和应用也越加普遍，其形式和和规模也在进一步扩大，因此造成了生产和运行上不协调，超负荷的运行对环境造成了严重的污染生产对污染，对于这个问题，应该采取相应的措施，，使应用和和生产保持协调。

因为很多地区的电力系统运行都采用了化石燃料生产，这种生产方式对自然环境也会构成很大的威胁。

我国目前因这种问题产生的环境污染也相对较为严重，因此在认识到环保重要性的同时，也开始将电力系统的发展朝着可持续以及更加智能化的方向发展。

与此同时，蓄能装备乃至更为灵活的输电方法运用自动化的用电装备后，电力体系运转的能效也很大提升，假如对电力体系只是这样的需求，那么就能够全部满足基本功能。

但是还是要做好持续改良相关的设备设施进而方便实现进一步满足当下社会智能化的循环利用，符合时代需求。

二、电力电子装置的特点
电力电子装置对于整个电力系统的运行有着重要的作用，在研究电力电子装置的具体运用首先需要了解其运用的特点。

2.1电力电子装置的可靠性
随着经济水平以及科学技术水平的不断发展壮大，电力电子装置的产业也在不断发展，人们日常生活中对于电力资源的需求水平也是不断上升的，自然而然的对电力电子装置提出了更高的要求，最为重要的就是装置的可靠性水平，是整个电力系统平稳运行以及关乎电网安全的重要保障。

因此，一个优越的电力电子装置需要拥有较低的故障率、较长的运行时间以及使用的效果和效率的。

2.2电力电子装置的故障管理
电力电子装置在长时间的运营过程中出现故障是无可避免的。

一般情况下，电子装置出现故障的原因是由于温度过高，或者温度循环的波动所造成的。

而故障管理方法是对电子装置的故障进行诊断和预测，并根据诊断的结果及时采取相关的维修工作及后期的保护措施。

同时，还可以通过电子装置的故障机理推测装置的剩余工作年限，可提前采取预防措施。

三、电力电子装置在发电中的应用
3.1发电机组励磁
大型发电机组应用静止励磁技术，与励磁机相比，具有调节速度快、控制简单的特点，显著提高了发电厂的运行性能和效率。

水力发电机组应用交流励磁技术，通过对励磁电流频率的动态调整，实现了发电系统对水头压力和水流量动态变化的快速调节，改善了发电品质，提升了发电效率。

3.2风力发电
风电变流器通过整流器和逆变器将不稳定的风能变换为电压、频率和相位符合并网要求的电能。

随着变流器拓扑结构向多电平拓扑方向发展，使得风力发电系统的容量和电压等级逐步提高，有效降低了线路损耗和传输导线成本，促进了风电，特别是海上风电的大规模开发。

3.3光伏电站
大型光伏电站由光伏阵列组件、汇流器、逆变器组、滤波器和升压变压器构成，是大规模集中利用太阳能的有效方式。

通过给并联逆变器施加“电网友好”的控制方案，光伏电站可以实现无功补偿、有源滤波和动态电压补偿等功能。

四、电力电子装置在储能中的应用
我国常用的电力系统电能储存环节方式有压缩空气储能、可调速抽水储能以及电池储能这三种。

压缩空气储能的工作原理是利用电力系统的用电电荷对储气空间的空气进行控制。

当进入用电高峰期时，电力系统中剩下的电量能够驱动空气压缩机，把将能量转化为高压空气储存起来，当电压的负荷进入高峰期时，再将储气空间中的高压空气释放出来，驱动发电机发电。

而抽水储能需要借助于上下水库的落差让发电系统运行发电。

电池储能主要采用锂离子电池、钠离子电池和全钒液流电池等电池，通过小功率的DC/DC变换器进行电池模块的电流均衡调节。

五、电力电子装置在输电中的应用
5.1直流输电
直流输电含有的为常规直流输电以及柔性直流输电，常规直流输电采用的就是基于晶闸管的换流器；柔性主流输电采用的为基于全控制器件的换流器。

通过与常规的直流输电相比较，柔性直流输电具有的特点就是有功功率与无功功率可以独立的控制，不需要滤波以及无功的补偿。

所以其更加的适合于在再生能源里面接入、孤岛供电以及城市供电等领域展开应用。

5.2分频输电
分频输电系统利用为较低的频率进行电能的传输，其可以有效的减少交流输电线路的电气距离，提高系统的传输能力，抑制线电路电压的波动。

在水电、风电等众多的可再生能源发电系统里面，因为发电机转速是比较低的，所以十分适合利用低频进行发电与传输。

5.3固态变压器
固态变压器能够将电力电子转换技术与电磁耦合电能变换技术结合起来，从而实现对电压或电流的幅值、相位等特征进行调节。

固态变压器能够实现潮流控制，电能质量调节，具有更好的稳定性，能够实现灵活输电，能够更有效的控制电能传输。

六、电力电子装置在电能质量控制中的应用
在电能质量控制中，通常应用到的电力电子装置有：动态无功补偿器、链式静止同步补偿器、有源电力滤波器、统一电能质量调节器以及动态电压恢复器等电子装置。

其中，动态无功补偿器和链式静止同步补偿器在改善负荷异常、系统功率不稳定等方面有着较多的应用；有源电力滤波器、统一电能质量调节器则针对变流装置将传输电流导入电网系统前对谐波进行调整，保证网侧电流谐波含量得到抑制，进而提高电力设备的使用效率；动态电压恢复器是可以实现串联型电能控制的动态系统修复装置，它可以根据实际状况中出现的电压不平衡现象针对正序、逆序、无序现象进行有效补偿。

近年来，关于动态电压恢复器的主要研究方向集中在多电平逆变器这一方面发展。

结语
由此可见，目前在我国电力行业发展的过程中，电力电子装置的应用技术已
经得到了人们的广泛应用，其不仅有效的提高了电力资源的质量，还使得电力系
统的工作效率大幅度的增加。

因此在电力电子装置的研究中，除了应当对电力电
子装置的应用范围和方式进行研究之外，还应当加强对电力电子装置的可靠性、
故障运行、回路仿真等关键技术进行研究，以促进电力系统的长远发展。

参考文献
[1]张红丽,赤娜.电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].祖国:教育版,2013.
[2]王晓蓉.电力电子装置在电力系统中的应用[J].电子技术与软件工程,2015.
[3]张挺，宋斌斌，王惠铎.电力电子装置在电力系统中的实际运用[J].电子技术与软件工程，2015.
作者简介
张国（1988.10.29），男，学历：华北电力大学电气工程及自动化学士，单位：国网北京石景山供电公司，研究方向：电力电子方向。