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電力電子技術(shù)在電力系統中的應用探討
摘要 近年來(lái)，不斷進(jìn)步的計算機技術(shù)為現代控制技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)、生活中提供了強有力的技術(shù)支持，新的材料和結構器件又促進(jìn)了電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，且在各行業(yè)中得到廣泛的應用。本文就電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節中、輸電環(huán)節中、在配電環(huán)節中的應用和節能環(huán)節的運用進(jìn)行了詳細的闡述。關(guān)鍵詞 電力電子技術(shù)；電力系統；應用
中圖分類(lèi)號TM1 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）38-0147-02。
以功率半導體器件、電路技術(shù)、計算機技術(shù)和現代控制技術(shù)為支撐依據的電力電子技術(shù)經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀的發(fā)展，目前在新能源開(kāi)發(fā)、電能質(zhì)量控制和民用產(chǎn)品等多個(gè)行業(yè)應用越來(lái)越廣泛。直流輸電是最成功地應用于電力系統的大功率電力電子技術(shù)。20世紀80年代之后，提出了柔性交流輸電（FACTS）概念，于是電力電子技術(shù)在電力系統中的應用研究引起的很大的關(guān)注，許多介紹和總結相關(guān)設備的基本原理和應用現狀層出不窮，相繼又出
現了多種設備。筆者按照電力系統的發(fā)電、輸電和配電以及節電環(huán)節，列舉電力電子技術(shù)的應用研究和現狀。
1 在發(fā)電環(huán)節中的應用
發(fā)電機組的多種設備在電力系統的發(fā)電環(huán)節都會(huì )被涉及到，如何改善這些設備的運行特性就需要電力電子技術(shù)參與應用。
1.1 大型發(fā)電機的靜止勵磁控制
靜止勵磁結構簡(jiǎn)單、可靠性高以及造價(jià)相對較低 ，采用晶閘管整流自并勵方式，在世界的各大電力系統被廣泛采用。省去勵磁機這個(gè)中間慣性環(huán)節，使其擁有了特有的快速性調節。這樣使得控制規律的方法和更加先進(jìn)，效果更加良好。
1.2 水力、風(fēng)力發(fā)電機的變速恒頻勵磁
水頭壓力和流量決定了水力發(fā)電的有效功率，抽水蓄能機組最佳轉速變會(huì )隨著(zhù)水頭的變化幅度而變化。風(fēng)速的三次方與風(fēng)力發(fā)電的有效功率成正比，隨風(fēng)速的變化，風(fēng)車(chē)捕捉最大風(fēng)能的轉速也發(fā)生變化。所以機組變速運行，即調整轉子勵磁電流的頻率，使其與轉子轉速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定，從而獲得最大有效功率。變頻電源是此項應用的技術(shù)核心。
1.3 發(fā)電廠(chǎng)風(fēng)機水泵的變頻調速
發(fā)電廠(chǎng)的廠(chǎng)用電率平均8%，風(fēng)機水泵耗電量約是火電設備總耗電量的65%，不僅耗量大且運行效率低，為了節能，在低壓或高壓變頻器使用時(shí)可以使風(fēng)機水泵變頻調速，從而減少電量的消耗。目前來(lái)講，低壓變頻器技術(shù)以達到一定 的水平，國內外的生產(chǎn)廠(chǎng)家也比較多，只是系列產(chǎn)品還不夠完整。但是高壓大容量變頻器設計和生產(chǎn)的企業(yè)還是比較少，需要院校和企業(yè)抓緊聯(lián)合開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。
2 在輸電環(huán)節中的應用
被稱(chēng)為“硅片引起的第二次革命”就是電力電子器件應用于高壓輸電系統，這樣使得電力網(wǎng)的穩定運行特性大幅度的改善。
2.1 直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDC Light）技術(shù)
流輸電相對遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電優(yōu)勢獨特，因為其不僅輸電容量大、穩定性好等優(yōu)點(diǎn)而且控制調節非常靈活，從。1970年世界上第一項晶閘管換流器之后，世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥，這也是電力電子技術(shù)正式應用于直流輸電的里程碑。
2.2 柔性交流輸電（FACTS）技術(shù)
20世紀80年代后期，FACTS技術(shù)的概念問(wèn)世，這是項基于電力電子技術(shù)與現代控制技術(shù)對交流輸電系統的阻抗、電壓及相位實(shí)施靈活快速調節的輸電技術(shù)，可以靈活控制交流輸電功率潮流，使得電力系統的穩定水平大大的提高。
20世紀90年代后，國外在研究開(kāi)發(fā)的基礎上開(kāi)始將FACTS技術(shù)用于實(shí)際電力系統工程。其設備結構簡(jiǎn)單，控制方便，成本較低，所以應用較早。
2.3 在配電環(huán)節中的應用
如何加強供電可靠性和提高電能質(zhì)量是配電系統迫切需要解決的問(wèn)題，電能質(zhì)量控制既要抑制各種瞬態(tài)的波動(dòng)和干擾，還要滿(mǎn)足對電壓、頻率、諧波和不對稱(chēng)度的要求，在FACTS各項成熟技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的電能質(zhì)量控制新技術(shù)就是用戶(hù)電力（Custom Power）技術(shù)或稱(chēng)DFACTS技術(shù)，它是電力電子技術(shù)和現代控制技術(shù)在配電系統中的應用。其實(shí)FACTS設備的縮小版就是DFACTS設備，因為其原理、結構、功能是相似。由于市場(chǎng)較大的需求，所以使用會(huì )日益的廣泛，再加上電力電子器件價(jià)格日益降低，可以預計DFACTS設備產(chǎn)品將迅速進(jìn)入快速發(fā)展期。
3 在節能環(huán)節的運用
3.1 變負荷電動(dòng)機調速運行
要想在節能環(huán)節有所成就，就必須從電動(dòng)機本身和變負荷電動(dòng)機的調速技術(shù)的應用兩方面入手，只有二者結合起來(lái)，電動(dòng)機的節能才能達到良好的效果。
目前，變負荷的風(fēng)機、水泵采用交流調速在國外居多，在我國還需要進(jìn)一步推廣應用。風(fēng)機、泵類(lèi)等變負荷機械中采用調速控制代替擋風(fēng)板或節流閥控制風(fēng)流量和水流量收到良好的效果，其調速范圍廣，精度高，效率高，可以實(shí)現連續無(wú)級調速且在調速過(guò)程中轉差損耗小，定子、轉子的銅耗也不大，可以達到30% 的節電率，缺點(diǎn)就是成本較高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)，即使這樣，并不影響其在在冶金、礦山等部門(mén)及社會(huì )生活中應用推廣。閥門(mén)控制和變頻控制水泵流量如圖1、圖2所示。
3.2 減少無(wú)功損耗，提高功率因數
在電氣設備中，屬于感性負載的變壓器和交流異步電動(dòng)機，在運行的過(guò)程中是有功功率和無(wú)功功率均消耗的設備，作為保證電能質(zhì)量不可缺少的部分無(wú)功電源與有功電源是一樣的，所以在電力系統中應保持無(wú)功平衡，不然就會(huì )系統電壓降低、功率因數下降、設備遭到破壞 ，嚴重時(shí)還會(huì )造成大面積的停電事故，為防止這樣的事情發(fā)生，當電力網(wǎng)或電氣設備無(wú)功容量不足時(shí)，增裝無(wú)功補償設備，提高設備功率因數勢在必行。
4 結論
總之，電力系統是電力電子技術(shù)應用的一個(gè)重要領(lǐng)域，只有不斷的加大已有研究成果的技術(shù)應用和運行投入，不斷改善經(jīng)濟可行性，才能大幅度提高電力系統的穩定水平，產(chǎn)生巨大效益。
參考文獻
[1]鄭錦彪.淺談電力電子技術(shù)在電力系統中的應用與研究[J].黑龍江科技信息，2007(5).
[2]張建誠，陳志業(yè)，梁志瑞.現代電力電子技術(shù)在電力系統中的應用[J].電力情報，1999(3).
[3]陳賢明，許和平，戴軍.電力電子技術(shù)在電力系統中的應用[J].水電廠(chǎng)自動(dòng)化，1996(2).
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