电力电子技术在电力系统中的应用及发展闭盛涛.docx

?

?

电力电子技术在电力系统中的应用及发展闭盛涛

?

?

摘要：电力电子技术也广泛应用于电力、家电、水电、风力发电、核反应堆等领域。电力电子技术被广泛应用于社会的进步和人民生活的改善，提供了良好的“动力”。随着科技的探索，在对科学技术的研究和应用电力电子技术的发展方面，将更广泛地促进人类的进步和人类生活质量的提高。鉴于此，本文主要分析电力电子技术在电力系统中的应用及发展。

关键词：电力电子技术；电力系统；应用

1、电力电子技术的发展现状分析

电力电子技术主要包括电力电子电路的发展运用以及器件的制造技术两个方面，电力电子器件的发展经历了初期的第一代电力电子器件也就是半控型到中期的第二代电力电子器件即全控型到后期的第三代电力电子器件也就是复合型；把功率器件、保护电路以及控制等有机的结合到一起，构成了功率的集成电力，这也是电力电子技术发展的一个未来发展趋势。

整流电路是电力电子电路中应用非常广泛的一种电路，在20世纪80年代后期对于逆变电路的需求也变得越来越广泛，但是前者还是占据着非常关键的地位。PWM控制对于推动电力电子技术的发展起到了非常关键的推动作用，另外其他的一些控制方式比如瞬时无功功率控制、旋转坐标变换的矢量控制、神经元控制以及模糊控制等都将电力电子系统的发展推向了一个新的阶段。

2、制约电力发展的因素

电力的发展还有一些明显的局限性。首先，消费水平还比较低，人均年消费量仅为世界经济平均水平的1/6，社会发展仍然对电力的需求高，二是资源匮乏，能源效率低下，能源结构不合理，客观条件差等。电力结构和设计尚未达到最佳。要实现科学发展的力量，必须在更大范围的资源配置环境中加以调整，才能建立统一的国家能源体系。中国能源发展的目标和条件必须遵循“大同”的原则。大型电站高压、自动化、信息技术、水电、火电、核能、新能源等的整体发展，西派、南北互供、国家电网、中建设特高压电网的电力系统管理，同步网络结构，是推进科技进步的重要战略途径，特别是加快能源技术进步和电力电子技术、微电子技术的电气特性相结合，创新和快速变革。资源枯竭、环境退化、能源的开发，保护和可持续发展已成为21世纪经济社会发展的重要全球战略。电是最清洁、最便捷、最优质的、最大限度地提高电能，促进了生态文明的建设。电力电子技术的诞生和发展，为电力的使用带来了革命性的变化，极大地改变了人们对电力的传统观念。能源质量引起了高度的关注，电力电子设备的改造和调控也成为衡量水平的重要指标。

3、电力电子技术在电力系统中的具体应用

3.1、发电环节的应用

（1）静止励磁控制：采用晶闸管整流并自励方式代替励磁机的静止励磁作用，具有结构简单、性能良好、成本廉价、安全可靠的特点。同时由于省去了励磁机的中间惯性环节，使得调节速度更快，性能更优，控制效果更加明显，被广泛应用到大型电厂发电机组中。（2）变速恒频励磁控制：水力发电和风力发电都属于变速恒频励磁发电，通过调节转子转速，使发电机的电流频率与转子转速保持一致，以获得恒定频率的电流，实现发电机组最大功效运作。水力发电主要依靠水头的压力和流量，利用电力电子技术，能够合理调控发电机组中的励磁电流频率，使转速随着水流变化而变化。风力发电主要依靠风速，在风速发生变化时，利用电力电子技术提高风车捕捉最大风能的效率，从而提高风力发电功率。（3）太阳能发电控制：利用电力电子技术能够将太阳能发电产生的电能进行转化，也就是说电力电子器件所起的作用相当于一个大功率的转换器。（4）变频调速控制：低高压变频器的使用，大大提高了风机水泵的运行效率和节能效果。

3.2、输电环节的应用

（1）高压直流输电技术：这种传输电的模式可以降低线路的造价、传输的功率大、控制的性能比较好。目前在解决长距离传输电、高电压大容量以及异步联网等方面都采用了高压直流输电技术。而且直流输电的线路损耗小，可以解决额定频率不同电网的互联问题，也比较容易实现海底或者地下的电缆输电问题，有利于对潮流的控制。按照直流联络线可以分为背靠背直流输电系统、同级联络线、双机联络线以及单机联络线系统。

（2）柔性交流输电技术：这种技术主要是在上个世纪80年代产生的，主要是将柔性的交流输电设施广泛的运用在输电的线路中。因为在实际的电力传输过程中，传统的电力功率控制可能无法实现输电过程中对于电能的调整，就会导致损耗大量的电力，提高传输的成本。通过柔性交流电技术就可以适时的控制输电系统的各项参数，合理的分配输送过程中的电能功率，降低输送的成本，提高电力系统的可靠性和稳定性。

（3）静止无功补偿器：代表元件有晶闸管控制电抗器、可控串联补偿、电容器晶闸管等，被广泛应用于负荷补偿和输电线补偿。通过对供用电系统和负载功率因素的无功功率补偿，可以减少输电过程中的能量损耗，降低设备容量，使有功负载和无功负载得到平衡传输，从而提高