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电力电子技术在电力系统的应用

1研究背景

现在是科技发展的高峰期,科技的发展促进了人们对新材料的旺盛需求,新的材料和结构器件又反过来促进了电力电子技术发展,并在社会中得到广泛的应用。在电力系统中,应用电力电子技术也取得了很大进展。电子电子技术是电子技术的主要内容之一,除了电力电子技术,还有信息电子技术。现代电子技术主要是用电子器件进行设计的,以电子学原理为基础,进而制造一些特定功能的电路,可以为解决实际问题提供科学的依据的一项高科技电子技术。该项技术主要应用在电力领域,主要是建立在电工原理学科、电子学等学科的理论基础上。

2电力电子技术的发展

电力电子技术智能化的飞速发展,主要是可以将电子信息和器具的处理功能的整合,将电力电子技术的发展与电力系统的发展走向一体化。很多人指出:新型的微电子技术将是人类学科发展的主战场,将会带领人类走向新的智能时代。

3主要的应用

在电力系统中,包括发电环节在内的多种设备,是将来应用该的主要载体,使用该技术可以优化设备的工作状态。(1)使用先进的静止励磁技术的发电设备具有安全性高、结构简单和成本廉价等优点,其控制静止励磁是采用的闸管整流并自励方式,此方式在各行业的大电力系统得到广泛采用。因为励磁机的中间惯性部分被去掉了,所以具备快速性调节性能,可以产生良好控制效果和充分发挥其性能。(2)水力发电主要依靠的是水流的流量和流速,使用电力电子设备,使得发电机的运转速度随着水流的变换而不断的变换,提高发电效率。而风力发电是依靠的风的风速,还与发电机的发电效率有关,运用电力电子设备可以提高风机转子的风能捕捉效率,提高风力发电的效率。风力和水力发电都是一种变速的恒频励磁发电。通过电力电子设备的调节使得设备的最优转速达到最优的发电状态,获得最优的有效功率,改变转子的转速获得不同的电流频率,获得恒定频率的电流。

4电力系统中的应用

4.1在节电方面的应用

4.1.1变负荷电动机调速运行

电动机节电主要是表现在两个方面:一个是不断的发掘设备的节电余地;二是使用最新的变负荷电动机的变速调节技术来实现。这两方面的单一实现都不能达到最优的节电措施,只有将它们有机的结合起来,使得设备在节电的同时有实现节能的变速的多重节电目标,获得较好的经济指标。现在在矿产开采和加工等行业的电力系统中应用较为广泛。

4.1.2减少输送过程中的损耗和使用大功率输电

电力设备消耗的功率有有用功率和无用功率的消耗,无功功率是确保电力的质量的重要环节,所以我们在使用的设备的无用功率较低时应该使用必要的无用功率补充设备,确保电力质量,还可以实现设备的功率因素的提高。

4.2在输电环节中的应用

4.2.1通信高频电源开关

现在科学的迅速发展要求信息的传播速度快而且还要稳定可靠,所以极大的促进通信行业的电源产业的发展。通信之中使用的电源开关主要是一次和二次电源开关,前者主要设备是整流器,后者为电流变换器。不同设备使用的电压不同,集成电路的种类也多;因此,在通信供电系统中,从中间母线电压,根据设备的工作电压进行变换乘所需要的电压,这样可以使设备的工作效率提高,减少中间环节带来的损耗等问题。

4.2.2电流变换器

它可以将恒定的电流转变乘所需要的可变直流电,在地铁列车和无轨电车无级变速的控制上该技术已经成功的应用了,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能。使用新型的电力电子设备更换原有的效率低的变阻器,可以大幅度的降低能耗约三成以上,而且设备的工作效率很高,电压调节平稳,降低了电流变换时引起的巨大噪声和波动等,不利因素都进行有效地控制和抑制,使调节和控制效果取得了明显的进步。

4.2.3直流输电技术

直流输电、轻型直流输电技术具有很多优点:有较大的输电容量,能灵活的进行调节和控制,并且稳定性能极好等。同时,电压直流输电所具有的的独特优势是:可以利用海底电缆输电;并能进行远距离输电;还可以将不同频率系统进行联网。在上个世纪七十年代,电力电子技术正式应用在直流输电上,起源于世界上第一个晶闸管换流器的诞生。从那往后,在生产实践中所用到的直流输电工程基本上都是用的晶闸管换流阀。

5在配电环节中的应用

目前,能否进行可靠性供电,到底如何进行加强和提高电能质量,是现在配电系统中所需要迫切解决的问题,要抑制各种瞬态的波动和干扰才可以使电能质量得到控制,同时还要满足频率和谐波以及电压的不对称度的要求。现代控制技术和电子电力技术发展的主要领域是用户电力配送。而且DFACTS的设备和原理及功能与FACTS比较相似,根据市场的需求,其使用范围会逐渐广泛,再加上电力电子器件价格越来越廉价,可以预计DFACTS设备产品将快速进入一个高速发展的阶段。

6结论

通过以上介绍可以知道,电力系统是电力电子技术主要应用的一个方向。在已有研究成果的基础上,使得该技术应用和运行投入逐渐加大。只有在不断改善该技术应用经济性的情况下,才有可能在电力系统中大规模推广这项技术,将会极大的推动我国电力事业的科学还管理,减少不稳定事件的发生。

作者:王再利 单位:西安财经学院后勤集团动力中心

参考文献

[1]陈建业等.电力电子技术在配电网中的应用[J].国际电力,2001(01):28-32.

[2]郑锦彪.浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与研究[J].黑龙江科技信息,2007(05).

[3]张建诚,陈志业,梁志瑞.现代电力电子技术在电力系统中的应用[J].电力情报,1999(03).

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