浅谈电力电子技术在电力系统中的应用

浅谈电力电子技术在电力系统中的应用

发表时间：2018-10-25T17:18:23.150Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第15期作者：陈剑

[导读] 电力电子技术在现代电力系统中的运用范围十分广泛。

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摘要：电力电子技术是现代化高新电力事业发展的重要基础，是电力系统传统产业改革的必要手段，在交通运输、一般工业产业、电子装置电源，特别是电力系统等多个方面，都具有着及其广泛的应用空间。电力电子技术为我国现代化电力事业的生产建设提供了一个良好的技术平台。文章主要从电力电子技术的概念、作用及其发展现状等方面着手进行展开，概要阐述了电力电子技术在我国电力系统中的主要应用形式，以供参考。

关键词：电力电子技术；电力系统；应用研究

引言

电力电子技术在现代电力系统中的运用范围十分广泛。近年来，随着现代计算机信息技术的快速普及发展，使得电力电子技术在电力系统现代化建设发展进程中的优势作用日益被突显出来。目前，电力电子技术正朝着节能环保化、自动自能化的方向不断发展，电力电子技术在电力系统中的实践应用，对于我国电力事业的改革建设与现代化发展意义重大。

一、电力电子技术的概述

（一）电力电子技术的概念

电力电子技术是应用于现代电力领域的一门新兴的电子技术专业，其主要是通过电力电子器件对大功率电能进行有效的变换与控制。一般认为，电力电子技术是由电力学、电子学以及控制理论三门学科交叉形成的。其中，电力电子技术主要是从电力工程技术的角度对这一学科概念进行称呼的。电力电子技术的主要研究内容包括电力电子器件、电力电子电路、电力电子装置以及电力电子系统等四个组成部分。

（二）电力电子技术的作用

第一，通过电力电子技术对大功率电能的变换及控制处理，能够有效确保大功率电能使用的合理性、准确性、高效性与节约型，最大限度上的实现和确保了电力电能使用的最优化，其节能效果十分显著。

第二，目前，工业和民用各类机电设备当中，多数的电能在经过电力电子技术的处理以后，能够在一定程度上实现电能的再使用，同时，电力电子技术的应用还能够为传统电力产业的机电一体化转型发展提供良好的基础保障。

第三，电力电子技术中，机电设备变频技术和高频化技术的发展，能够在有效减少机电设备生产体积的基础上，实现设备工作效率的最优化发展，同时，也为现有的机电设备产品赋予了全新的使用功能和用途。

第四，电力电子技术的应用和发展，能够有效推进以信息处理为主的电子技术和以电力变换控制为主的电力电子技术之间的一体化融合发展，从而进一步为当代电力产业的转型升级与改革发展奠定基础。

（三）电力电子技术的发展

电力电子技术最早产生于上个世纪五十年代的美国，其诞生标志为美国通用电气公司研制并生产出的第一个晶闸管。从上个世纪五十年代开始，直到七十年代末，电力电机技术的发展主要以晶闸管、大功率硅二极管的应用为主。

上个世纪七十年代末直到现在，随着微机技术、微电子技术以及光纤技术等多种技术的蓬勃发展，使得电力电子技术的应用和发展取得了再一次的巨大跨越。新一代电力电子器件、电力电子电路、电力电子装置、计算机模拟技术和仿真技术的不断出现，使得电力电子技术的发展达到了一个前所未有的崭新阶段，标志着现代电力电子技术已经逐步迈进了智能化、集成化、标准化、高频化的新的时代。目前，电力电子技术正朝着高频化和高频技术处理的方向不断进行着自我完善与发展。

二、电力电子技术在电力系统中的应用

电力电子技术在电力系统中的应用主要以实现功率变换和电能控制为主，其变换的是功率，传递的是电能。由于电力电子技术本身属于一种大功率的电子技术，因此多数为应用强电的工业电力系统服务。电力电子技术在电力系统中的应用贯穿于系统电能获取、传输、变换、利用和控制的各个环节之中，主要为电力系统提供以各种频率变换和功率控制服务，在现代电力事业的建设发展过程中占据着不可替代的重要地位。

（一）电力电子技术在电力系统发电环节中的应用

电力电子技术在电力系统发电环节中的应用，主要体现在发电机组励磁机控制和变频调速两个方面。首先，目前应用较为普遍的发电机静止励磁系统，便是通过晶闸管等电力电子器件取代励磁机控制环节，极大程度上的简化了发电机的励磁控制和调节，同时降低了制造成本，提高了电力系统的运行效率；其次，电力电子技术在发电厂风机水泵变频调速中的实践与运用，便是通过电力电子设备替代风机水泵中原有的变频器，进一步实现风机水泵高压电与低压电转换过程中的电能消耗控制，从而有效缓解发电厂电能转换过程中的耗能问题，提高了电力系统的运行效率。

（二）电力电子技术在电力系统输电环节中的应用

电力电子技术在电力系统输电环节中的应用，主要体现在柔性交流输电技术和高压直流输电技术等几个方面。首先，电力电子技术在柔性交流输电技术中的应用主要体现在对于电力输送重要部位的参数控制方面，通过电力电子技术的合理运用，能够有效缓解电力输送过程当中的功率分配问题，进一步降低电力损耗与输送成本，提高电力输送的稳定性与可靠性。其次，电力电子技术在高压直流输电技术中的应用，主要是通过晶闸管等电力电子器件的合理化运用，进一步实现了传统变压器在电能输送和电流转换过程当中的电能损耗，降低和减少了发电厂的电能生产成本，提高了发电厂的运行效率。除此之外，电力电子技术在电力系统输电环节中的应用还包括打工老板输电网络中的静止无功补偿电压控制当中。

（三）电力电子技术在电力系统配电环节中的应用

电力电子技术在电力系统配电环节中的应用，主要体现在配电频率控制、配电电压控制以及谐波控制等方面。通过电力电子技术的合

理化应用，能够有效降低和抑制电力系统配电控制环节中的电能不稳定波动和变化，增强电能配电环节的可控性、安全性和稳定性，提高电力能源质量。

（四）电力电子技术在电力系统节能环节中的应用

电力电子技术在电力系统节能环节中的应用，主要体现在提高电能运行使用效率和变负荷电动机调速运行两个方面。通过电力电子技术的合理应用，能够有效实现对于变负荷电动机调速运行的标准化控制，降低点击运转过程当中，不必要的电能浪费现象的发生，进一步确保电能的质量和生产稳定性。

（五）电力电子技术在电力系统储能环节中的应用

电力电子技术在电力系统储能环节中的应用，主要体现在发电机储能发电、蓄电池—电容器组储能、超导线圈磁场储能等多个方面。由于电能用电使用受时间影响，会相应的出现高峰处和低谷处，根据普遍电能用电情况，一旦能够有效实现用电低谷处的多余电能储存，便能够极大程度上的提高发电厂电力系统的运行效益。通过电力电子技术的控制作用，能够在一定程度上实现发电厂在电能用电低谷时间段的电能变换和储存，提高电能的运行和使用效率，如抽水储能发电，以及建筑物地下室蓄电池—电容器组储能等等，虽然其电能储存能力相对有限，但也能够在一定程度上缓解不必要的电能浪费现象。

除此之外，电力电子技术还可以被应用于电力系统的用电设备、能量转换以及提高电网运行的安全性与可靠性等多个生产环节当中，对电力系统的建设、运行中的各个环节，都带来了全新的变化。

结语

综上所述，电力电子技术在电力系统中的时间与运用对于现代电力事业的建设与发展具有着极强的促进性作用。为了进一步促进电力电子技术在电力系统中优势效用的发挥，就必须从电力电子器件的革新发展作为出发点，不断拓展电力电子技术在电力系统中的应用途径，提高电力电能的生产质量、经济性和稳定性。

参考文献

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[2]王鹏凯.基于电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].中国战略新兴产业.2018，16：119

[3]刘玉丛.电力电子技术在电力系统中的应用及发展[J].电子世界.2018，03：202