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电力电子技术在电力系统中的应用及前景杨俊鹏

摘要】近些年来，随着计算机技术的不断进步与发展，现代计算机技术为现代

的控制技术提供了强有了的技术支持。于此同时，新材料和结构器件的研究及使

用极大地促进了电力电子技术的发展，使得电力电子技术在各行业中有了广泛的

运用。本文的重点是介绍电力电子技术在电力系统中的运用，分别阐述电力系统

中的“发电环节”、输电环节、配电环节“”以及节能环节“”四个环节中电力电子技

术的运用。本文的提出，旨在为有关电力部门提供一点理论上的依据。

【关键词】电力电子技术；电子系统；应用及发展

导言

电力电子技术是计算技术在电力系统中的具体实现，随着电力系统计算机化和

信息化的水平不断提高，电力电子技术在电力系统中的作用也越发明显。简单的

说，电力电子技术就是通过计算机技术将强电和弱电进行有效的组合，它是计算

机应用技术、电子技术、电路技术还有电力控制技术为一体的服务性的技术。笔

者就电力电子技术在我国电力系统中的应用和发展进行了重点阐述，说明电力电

子技术在电力系统中的重要性。

一、电力电子技术的发展

电力电子技术的1.产生

电力电子技术的产生要追溯到上世纪50年代时期，电力电子技术的产生是以

晶闸管的问世为里程碑的。作为现代电力系统中的重要传动技术，电力电子技术

在晶闸管的基础上可发出了可控硅整流装置，可控硅整流装置的问世，代表了电

力系统传动技术的一次巨大的跨越。从此以后，电能的变换和控制正式步入了电

力电子器件构成的变流器时代。所以说，电力电子技术的产生是以可控硅整流装

置为标志的。

电力电子器件的发展2.

电力电子技术产生自以后在电力系统中有了十足的发展。第一代的电力电子器

件主要以电力二极管和晶闸管为代表。第一代电力电子器件的特点是体积小、耗

能低。在电力电子技术产生以后其迅速的取代了原有电力系统中的老式汞弧整流

器，为电力电子技术的推广和发展奠定了良好的基础。同时，电力二极管对于电

路系统中电路性能的改善作用十分明显，它在降低电路损耗和提高电源使用率方

面也各有建树。

电力电子技术发展到现在，整流二极管的种类各式各样，功能也各不相同。随

着电力系统的不断发展，第二代电力电子器件在上世纪79年代产生，第二代电

子电力器件的特点是具有自动关断能力（例如可关断晶闸管和静电感应晶体管

等）。第二代全自动可控型的电力电子器件较第一代晶闸管相比，开关速度有了

明显的提升，可以用于开关频率较高的电路中。

第三代电力电子器件的产生是在上世纪末90年代，随着电力系统的不断建设

和发展，电力电子装置的结构和体积得到了进一步的改良，第三代电力器件的体

积更小，结构也更为紧凑。并且出现了将几种电力器件相结合的电子模块形式，

为电力器件的发展和使用创造了很大的方便。后来，又在集成模块的基础上，把

应用于控制电力技术中的多中国电力器件相组合，构成了集成电路。功率集成电

路的出现，标示着电力电子技术迈向了高频化和标准模块化以及集成化和智能化

的新时代。

电力电子技术的产生至现在，以电力电子器件的变革为历程，经历了以上三个

阶段。目前，电力电子技术正向着以高频技术处理问题为主的现代电力电子技术

方向发展。在实现高频技术的基础上，更增加了节能、环保、自动化、自能化等

特点。

二、电力电子技术在电力系统中的应用

电力电子技术在发电环节中的应用1.

电力电子技术在发电环节中的应用，主要体现在发电机组的励磁控制和变频调

速上。在我国范围内乃至全球范围内的各个大型电厂发电机组中，运用的最为普

遍的就是静止励磁系统，电力电子技术的发展，使电子技术取代了励磁控制中的

励磁机环节，使静止励磁实现了简单的控制构造和高性能低成本的运作。同时由

于电子技术代替了励磁机的环节，使静止励磁能够对自身进行迅速有效的调节，

提高电力系统的运作效率。

其次，电子技术也普遍应用在电厂发电机组的变速恒频励磁上。由于在水力发

电中，水源头的压力和单位时间内水力的流动量对水力发电的效率产生着影响，

水力发电机组的运转速度也在随着水力的压力和流动量不断变化。同样的道理也

发生在风力发电和活力发电当中。因此，对发电机组转动的励磁电流频率进行调

整，使发电机组的电流频率同转速通过电子技术达到一致，保证发电机组实现最

大功效的运作，变速恒频励磁技术就是其中的代表。

同时，电子技术也应用于电厂的风机水泵的变频调速上和太阳能发电控制机组

的控制系统中。在