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電子技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用研究:電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，我國科學(xué)技術(shù)的水平也越來越高，電力系統(tǒng)也不僅僅局限于強(qiáng)電領(lǐng)域，電力電子技術(shù)也早已在電力系統(tǒng)建設(shè)中普及開來，并且為現(xiàn)代化的電力發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。近年來，新型材料及各種電子結(jié)構(gòu)元件的不斷問世，更大大促進(jìn)了電子技術(shù)的飛躍，也為電力系統(tǒng)的技術(shù)革新創(chuàng)造了平臺。本文通過對電力電子技術(shù)的闡釋，對其在電力系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討與研究。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；電力電子技術(shù)；應(yīng)用

引言

電力系統(tǒng)的發(fā)展離不開電力電子技術(shù)的支持。電力電子技術(shù)通常可以分為制造技術(shù)和變流技術(shù)這兩大分支，電子器件作為電力電子技術(shù)核心組成，其發(fā)展經(jīng)歷了半控型、全控型、復(fù)合型三個發(fā)展時期，向著可承受超大功率的新型材料元件邁進(jìn)。電力電子技術(shù)的高頻化和變頻技術(shù)發(fā)展，將會使機(jī)電設(shè)備突破工頻傳統(tǒng)，朝著高頻化的方向發(fā)展，也使得電力系統(tǒng)運行更加經(jīng)濟(jì)、高效、合理，從而優(yōu)化電能使用。下面就電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

一、電力電子技術(shù)在電力發(fā)電環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用

我國電力電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了非常長的一段時期，在經(jīng)過了數(shù)代人的努力后，其發(fā)展才進(jìn)入了正常的軌道，而發(fā)電環(huán)節(jié)在整個電力系統(tǒng)中屬于比較復(fù)雜的一個環(huán)節(jié)，因為電力生產(chǎn)與傳輸中所涉及到的設(shè)備都是電力系統(tǒng)的一次設(shè)備，即直接生產(chǎn)電能的設(shè)備，其承受電壓等級一般較高，也正因如此，才使電力電子技術(shù)在其中的應(yīng)用顯得更加的重要。具體的來講，電力電子技術(shù)就是弱電控制強(qiáng)電的媒界，是機(jī)電設(shè)備與計算機(jī)之間的重要樞紐，在發(fā)電環(huán)節(jié)中應(yīng)用電力電子技術(shù)就是為了提高其運行特性，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化。

1.對發(fā)電機(jī)靜止勵磁的控制

電力電子技術(shù)進(jìn)行發(fā)電機(jī)靜止勵磁控制的主要方法就是通過晶閘管整流的方式來達(dá)到其弱電控制強(qiáng)電的目的。這種方式的運用簡單又易操作，且成本造價低，使發(fā)電機(jī)整個運行的過程更具有安全性、性，所以電力電子技術(shù)在強(qiáng)電領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。在提高了生產(chǎn)安全性的基礎(chǔ)上，晶閘管整流環(huán)節(jié)也省去了勵磁機(jī)中間慣性環(huán)節(jié)，使其調(diào)節(jié)速度更快，控制效果更為明顯，為發(fā)電機(jī)的高效運行提供了有利的條件。

2.對水力、風(fēng)力發(fā)電的控制

眾所周知，在水力發(fā)電中，水頭的壓力及流量是最為關(guān)鍵的因素，水頭直接影響了發(fā)電的有效率，所以對水頭壓力進(jìn)行有效的控制，就成為電子技術(shù)中所要研究的重要課題。雖然風(fēng)力發(fā)電與水力發(fā)電不同，但因環(huán)境與自然的制約，兩者具有相近的特性，因為風(fēng)速的大小與風(fēng)力發(fā)電的有效功率是成正比關(guān)系的，也就是說，為了獲取較大發(fā)電功率，我們只有通過改變機(jī)組的轉(zhuǎn)速來完成。結(jié)合電力電子技術(shù)的理念，運用到水力及風(fēng)力發(fā)電過程當(dāng)中，可以對轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，能量輸出低時控制能量的輸出，能量輸出高時，限制較大輸出功率，只有保障其輸出頻率的恒定，才能保障電網(wǎng)電能的質(zhì)量。

3.對變頻調(diào)速的控制

實現(xiàn)變頻調(diào)整的主要器件是變頻器，所以在發(fā)電過程當(dāng)中，要想使水泵變頻實現(xiàn)自動的調(diào)速，以達(dá)到節(jié)約成本，提高效率的目的，需要配合符合系統(tǒng)要求的變頻器來進(jìn)行操作。從我國電力電子技術(shù)的現(xiàn)狀來看，低壓變頻技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但對高壓大容量的變頻器的研究還有些許空白需要填補(bǔ)，需要科研工作者加大力度，進(jìn)行深入的研究及探索，以現(xiàn)實其節(jié)能提效的目的。

二、電力電子技術(shù)在電力傳輸中的具體應(yīng)用

我國的高壓輸電系統(tǒng)在經(jīng)過二次革命以后，在很大程度上改善了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。眾所周知，在電力輸電過中，對于高電壓等級的輸電線路,在距離遠(yuǎn),容量大的情況下，交流電輸電線路的對地電容，消耗無功功率，從而大量損耗電能,有時一條線路電能損耗可能超過10%。在輸電過程中，安裝整流設(shè)備整流，將交流轉(zhuǎn)換為直流進(jìn)行輸送，因為直流輸電比交流輸電更具有穩(wěn)定性，而且操作簡單易控制，還能承受更大的輸電容量，所以直流輸電以其本身極大的優(yōu)勢成為輸電環(huán)節(jié)中的不可替代的一項技術(shù)，而后隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的電力輸送環(huán)節(jié)已經(jīng)由七十年代的晶閘管換流器直流輸電環(huán)節(jié)發(fā)展到了八十年代的FACTS技術(shù)，這標(biāo)志著我國的輸電技術(shù)又邁上了一個新的臺階，使輸電系統(tǒng)變得更具有穩(wěn)定性、安全性和性。

三、電力電子技術(shù)在電力配電環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用

電能的質(zhì)量以及供電的性能成為我國電力配電系統(tǒng)工作中的關(guān)鍵要素，但從我國的電力發(fā)展現(xiàn)狀來看，對于這兩個環(huán)節(jié)的處理還沒有達(dá)到十分的程度，尤其是對于電能質(zhì)量的控制環(huán)節(jié)，更是難以把控的。電能質(zhì)量的優(yōu)劣不僅關(guān)系到電壓、頻率以及波形等等，而且還會受到外界的各種干擾，哪怕是瞬息的動態(tài)波動，也會使電能質(zhì)量受到影響，因此，要想實現(xiàn)電能質(zhì)量的穩(wěn)定性就必須把現(xiàn)代化的電子技術(shù)融入到配電管理系統(tǒng)當(dāng)中，比如說DFACTS技術(shù)的應(yīng)用，就使配電系統(tǒng)的運行得到了很大的改觀，更是我國電力電子技術(shù)的一大進(jìn)步。

四、電力電子技術(shù)在電力節(jié)能環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用

1.實現(xiàn)調(diào)速功能

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平也在不斷提高，電能作為主要能源隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們越來越廣泛的運用，所以節(jié)能技術(shù)成為當(dāng)前需要解決的一項重要問題。面對不斷增長的人民生活用電，電力系統(tǒng)的負(fù)荷也在增長，運用電子技術(shù)實現(xiàn)的電動機(jī)變負(fù)荷功能，使得電動機(jī)在進(jìn)行變頻調(diào)速以后，節(jié)電率達(dá)到百分之三十五左右。這項技術(shù)在進(jìn)行調(diào)速過程中也體現(xiàn)了許多優(yōu)點，比如說調(diào)速范圍大、能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速，而且率高等等。

2.減少電能損耗

大多數(shù)的電氣設(shè)備在工作過程中，都是會消耗一定量的功率，比如變壓器鐵損和輸電線路對地充電電容等等，輸供電的過程中不僅會對有功功率進(jìn)行損耗，而且還會消耗無功功率的一部分能量。但電力系統(tǒng)的運行要求有功與無功必須要達(dá)到平衡的狀態(tài)，所以就要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償，采用電力電子開關(guān)技術(shù),通過調(diào)節(jié)電路中電力電子開關(guān)的占空比,達(dá)到調(diào)節(jié)電容器在每個工頻周期內(nèi)分擔(dān)電壓的目的,從而改變無功的補(bǔ)償量，從而取得有效的提高其功率因數(shù)。

五、電力電子技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

電能的使用及發(fā)展離不開電力電子技術(shù)，電力電子技術(shù)與我國現(xiàn)代化建設(shè)有著不可分割的關(guān)系，所以發(fā)展電力電子技術(shù)的新興產(chǎn)業(yè)，使之與各種機(jī)電設(shè)備進(jìn)行對接，充分發(fā)揮計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的強(qiáng)大功效，實現(xiàn)微電子技術(shù)的創(chuàng)新與改革，為我國電子技術(shù)再創(chuàng)輝煌奠定基礎(chǔ)。總而言之，電力電子技術(shù)其實就是一個用弱電來控制強(qiáng)電的過程，是通過對各項機(jī)電設(shè)備及元件的控制，來實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及高效性。我國的電力系統(tǒng)正處于高速發(fā)展的階段，只有不斷的提高電力系統(tǒng)工作人員的綜合素質(zhì)，加強(qiáng)對電子技術(shù)的研究與創(chuàng)新，并進(jìn)行不斷的應(yīng)用與探索，才能在更大程度上提高電力系統(tǒng)的有效性，使其為社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)產(chǎn)生更加巨大的效益。

作者:馮韻 單位:河北師范大學(xué)

電子技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用研究:電力系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的應(yīng)用

摘要：

電力系統(tǒng)的安全有效運行事關(guān)國計民生，是現(xiàn)代國家能源保障的較大是想，隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，將它的先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)，讓電力供應(yīng)更加安全，是新時代電力電子技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)之一，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化，響應(yīng)時代的號召。我們對現(xiàn)在電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：

電力電子技術(shù);電力系統(tǒng)應(yīng)用

1研究背景

現(xiàn)在是科技發(fā)展的高峰期，科技的發(fā)展促進(jìn)了人們對新材料的旺盛需求，新的材料和結(jié)構(gòu)器件又反過來促進(jìn)了電力電子技術(shù)發(fā)展，并在社會中得到廣泛的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中，應(yīng)用電力電子技術(shù)也取得了很大進(jìn)展。電子電子技術(shù)是電子技術(shù)的主要內(nèi)容之一，除了電力電子技術(shù)，還有信息電子技術(shù)。現(xiàn)代電子技術(shù)主要是用電子器件進(jìn)行設(shè)計的，以電子學(xué)原理為基礎(chǔ)，進(jìn)而制造一些特定功能的電路，可以為解決實際問題提供科學(xué)的依據(jù)的一項高科技電子技術(shù)。該項技術(shù)主要應(yīng)用在電力領(lǐng)域，主要是建立在電工原理學(xué)科、電子學(xué)等學(xué)科的理論基礎(chǔ)上。

2電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)智能化的飛速發(fā)展，主要是可以將電子信息和器具的處理功能的整合，將電力電子技術(shù)的發(fā)展與電力系統(tǒng)的發(fā)展走向一體化。很多人指出：新型的微電子技術(shù)將是人類學(xué)科發(fā)展的主戰(zhàn)場，將會帶領(lǐng)人類走向新的智能時代。

3主要的應(yīng)用

3.1在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，包括發(fā)電環(huán)節(jié)在內(nèi)的多種設(shè)備，是將來應(yīng)用該的主要載體，使用該技術(shù)可以優(yōu)化設(shè)備的工作狀態(tài)。（1）使用先進(jìn)的靜止勵磁技術(shù)的發(fā)電設(shè)備具有安全性高、結(jié)構(gòu)簡單和成本廉價等優(yōu)點，其控制靜止勵磁是采用的閘管整流并自勵方式，此方式在各行業(yè)的大電力系統(tǒng)得到廣泛采用。因為勵磁機(jī)的中間慣性部分被去掉了，所以具備快速性調(diào)節(jié)性能，可以產(chǎn)生良好控制效果和充分發(fā)揮其性能。（2）水力發(fā)電主要依靠的是水流的流量和流速，使用電力電子設(shè)備，使得發(fā)電機(jī)的運轉(zhuǎn)速度隨著水流的變換而不斷的變換，提高發(fā)電效率。而風(fēng)力發(fā)電是依靠的風(fēng)的風(fēng)速，還與發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率有關(guān)，運用電力電子設(shè)備可以提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的風(fēng)能捕捉效率，提高風(fēng)力發(fā)電的效率。風(fēng)力和水力發(fā)電都是一種變速的恒頻勵磁發(fā)電。通過電力電子設(shè)備的調(diào)節(jié)使得設(shè)備的轉(zhuǎn)速達(dá)到的發(fā)電狀態(tài)，獲得的有效功率，改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速獲得不同的電流頻率，獲得恒定頻率的電流。

4電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

4.1在節(jié)電方面的應(yīng)用

4.1.1變負(fù)荷電動機(jī)調(diào)速運行

電動機(jī)節(jié)電主要是表現(xiàn)在兩個方面：一個是不斷的發(fā)掘設(shè)備的節(jié)電余地；二是使用近期的變負(fù)荷電動機(jī)的變速調(diào)節(jié)技術(shù)來實現(xiàn)。這兩方面的單一實現(xiàn)都不能達(dá)到的節(jié)電措施，只有將它們有機(jī)的結(jié)合起來，使得設(shè)備在節(jié)電的同時有實現(xiàn)節(jié)能的變速的多重節(jié)電目標(biāo)，獲得較好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。現(xiàn)在在礦產(chǎn)開采和加工等行業(yè)的電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛。

4.1.2減少輸送過程中的損耗和使用大功率輸電

電力設(shè)備消耗的功率有有用功率和無用功率的消耗，無功功率是確保電力的質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，所以我們在使用的設(shè)備的無用功率較低時應(yīng)該使用必要的無用功率補(bǔ)充設(shè)備，確保電力質(zhì)量，還可以實現(xiàn)設(shè)備的功率因素的提高。

4.2在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

4.2.1通信高頻電源開關(guān)

現(xiàn)在科學(xué)的迅速發(fā)展要求信息的傳播速度快而且還要穩(wěn)定，所以極大的促進(jìn)通信行業(yè)的電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通信之中使用的電源開關(guān)主要是一次和二次電源開關(guān)，前者主要設(shè)備是整流器，后者為電流變換器。不同設(shè)備使用的電壓不同，集成電路的種類也多;因此，在通信供電系統(tǒng)中，從中間母線電壓，根據(jù)設(shè)備的工作電壓進(jìn)行變換乘所需要的電壓，這樣可以使設(shè)備的工作效率提高，減少中間環(huán)節(jié)帶來的損耗等問題。

4.2.2電流變換器

它可以將恒定的電流轉(zhuǎn)變乘所需要的可變直流電，在地鐵列車和無軌電車無級變速的控制上該技術(shù)已經(jīng)成功的應(yīng)用了，同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能。使用新型的電力電子設(shè)備更換原有的效率低的變阻器，可以大幅度的降低能耗約三成以上，而且設(shè)備的工作效率很高，電壓調(diào)節(jié)平穩(wěn)，降低了電流變換時引起的巨大噪聲和波動等，不利因素都進(jìn)行有效地控制和抑制，使調(diào)節(jié)和控制效果取得了明顯的進(jìn)步。

4.2.3直流輸電技術(shù)

直流輸電、輕型直流輸電技術(shù)具有很多優(yōu)點：有較大的輸電容量，能靈活的進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并且穩(wěn)定性能極好等。同時，電壓直流輸電所具有的的獨特優(yōu)勢是：可以利用海底電纜輸電;并能進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電;還可以將不同頻率系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。在上個世紀(jì)七十年代，電力電子技術(shù)正式應(yīng)用在直流輸電上，起源于世界上及時個晶閘管換流器的誕生。從那往后，在生產(chǎn)實踐中所用到的直流輸電工程基本上都是用的晶閘管換流閥。

5在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

目前，能否進(jìn)行性供電，到底如何進(jìn)行加強(qiáng)和提高電能質(zhì)量，是現(xiàn)在配電系統(tǒng)中所需要迫切解決的問題，要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾才可以使電能質(zhì)量得到控制，同時還要滿足頻率和諧波以及電壓的不對稱度的要求。現(xiàn)代控制技術(shù)和電子電力技術(shù)發(fā)展的主要領(lǐng)域是用戶電力配送。而且DFACTS的設(shè)備和原理及功能與FACTS比較相似，根據(jù)市場的需求，其使用范圍會逐漸廣泛，再加上電力電子器件價格越來越廉價，可以預(yù)計DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將快速進(jìn)入一個高速發(fā)展的階段。

6結(jié)論

通過以上介紹可以知道，電力系統(tǒng)是電力電子技術(shù)主要應(yīng)用的一個方向。在已有研究成果的基礎(chǔ)上，使得該技術(shù)應(yīng)用和運行投入逐漸加大。只有在不斷改善該技術(shù)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性的情況下，才有可能在電力系統(tǒng)中大規(guī)模推廣這項技術(shù)，將會極大的推動我國電力事業(yè)的科學(xué)還管理，減少不穩(wěn)定事件的發(fā)生。

作者:王再利 單位:西安財經(jīng)學(xué)院后勤集團(tuán)動力中心

電子技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用研究:電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的重要性

摘要：

在如今社會，計算機(jī)技術(shù)正在飛速發(fā)展，我國的電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已有很大的進(jìn)步，電力電子行業(yè)在計算機(jī)技術(shù)方面給予了支持。電力電子技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，電力系統(tǒng)是其中一個重要的領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)運行的過程中，電力電子技術(shù)為其提供安全保護(hù)，提高其運行質(zhì)量。因此，我們應(yīng)該重點看待電力電子技術(shù)，要根據(jù)其特點和實際工作中的問題進(jìn)行研究，保障電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中更加積極的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：

電力電子技術(shù);電力系統(tǒng);應(yīng)用研究

隨著社會的發(fā)展，電力電子技術(shù)在不斷地進(jìn)步，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運行效果也在提高，在提高的過程中，形成了各種裝置，用來保障電力系統(tǒng)的運行效果能夠達(dá)到要求。我們根據(jù)電力電子技術(shù)在電子系統(tǒng)中的應(yīng)用，對其在電力系統(tǒng)中形成的幾種類型的技術(shù)裝置進(jìn)行分析和研究，分析這些裝置的性能和特點，加強(qiáng)對這些裝置的了解程度和電力電子技術(shù)的了解程度，加強(qiáng)電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的影響，使其得到更廣泛地應(yīng)用。電力電子技術(shù)對電力系統(tǒng)提供了技術(shù)上的支持，使電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中獲得更好的效果。

一、有源濾波器應(yīng)用分析

有源電力濾波器不僅是一個新型的電力電子裝置，還是一種在補(bǔ)償無功和動態(tài)抑制諧波的基礎(chǔ)上形成的一種新型化電力電子設(shè)備，這種新型設(shè)備可以進(jìn)行一些相關(guān)的無功補(bǔ)償，而無功補(bǔ)償是按照諧波的頻率和強(qiáng)弱進(jìn)行的。有源電力濾波器在運行過程中所需的動力是電源裝備為其提供的，有源電力濾波器沒有傳統(tǒng)濾波器中所存在的缺點，提升了電力系統(tǒng)的工作速度，使動態(tài)跟蹤補(bǔ)償可以實現(xiàn)。從有源電力濾波器的組成可以看出，有源電力濾波器可以對電力系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，有源電力濾波器對電力系統(tǒng)中的諧波進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆绞剑褪请娫垂╇姷姆绞健＿@種方式的優(yōu)勢在于可以進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償，和傳統(tǒng)固定的補(bǔ)償方式相比較，這種方式的優(yōu)勢是非常明顯的。因此可以看出，在無功補(bǔ)償這方面，有源電力濾波器的應(yīng)用是非常重要的。有源電力濾波器可以保障電力系統(tǒng)在運行的過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)，因為有源電力濾波器可以對一直處于變化狀態(tài)的電力系統(tǒng)中諧波頻率和強(qiáng)弱進(jìn)行無功補(bǔ)償，所以有源電力濾波器可以有效地保障電力系統(tǒng)中的諧波一直是一個穩(wěn)定的狀態(tài)。根據(jù)這個優(yōu)點，在電力系統(tǒng)中的有源電力濾波器的應(yīng)用是非常重要的，有源電力濾波器使電力系統(tǒng)能夠在長時間的運行過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

二、靜止同步補(bǔ)償器裝置分析

從靜止同步補(bǔ)償器的功能和它的組成結(jié)構(gòu)可以看出，靜止同步補(bǔ)償器可以當(dāng)作無功電流源進(jìn)行使用，在無功電流源的所有類型之中靜止同步補(bǔ)償器是其中重要的一種類型，靜止同步補(bǔ)償器電流的變化形式就是跟著負(fù)荷電流進(jìn)行變化的。這種變化不僅對補(bǔ)償電力系統(tǒng)在運行中的電流損失有重要的作用，對提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要的作用。因為靜止同步補(bǔ)償器是無功電流源的一種，所以無功電流源在對電力系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償時，它的效果非常明顯。不僅如此，如果補(bǔ)償電流處于一直變化的狀態(tài)，那么在電力系統(tǒng)中無功電流源進(jìn)行補(bǔ)償時，補(bǔ)償效果更加明顯。因此，在電力系統(tǒng)中靜止同步補(bǔ)償器對其的補(bǔ)償作用非常重要。從靜止同步補(bǔ)償器的實際應(yīng)用過程中可以看出，靜止同步補(bǔ)償器可以隨時對無功電流進(jìn)行控制，無功電流根據(jù)電力系統(tǒng)在運用中的所需進(jìn)行變化。靜止同步補(bǔ)償器和其他補(bǔ)償器的區(qū)別就在于前者具有可控性，所以我們更應(yīng)該對靜止同步補(bǔ)償器加強(qiáng)認(rèn)識。

三、動態(tài)電壓恢復(fù)器分析

經(jīng)過對電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析和研究可以知道，在電力電子技術(shù)基礎(chǔ)上的重要裝置是動態(tài)電壓恢復(fù)器，其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果是非常好的，不僅滿足了電力系統(tǒng)在運行中的需要，還對電力系統(tǒng)運行過程中質(zhì)量的提高有著推進(jìn)的作用。與動態(tài)電壓恢復(fù)器的實際應(yīng)用相結(jié)合，可以看出其具有下面這幾個方面的特點。及時，可以把動態(tài)電壓恢復(fù)器看成在整個配電系統(tǒng)中動態(tài)受控的電壓源動態(tài)電壓恢復(fù)器起著電壓源的作用。我們不僅可以運用一些相關(guān)的手段和方法減少它的能量消耗，還可以減少它對電壓產(chǎn)生的不利影響，可以對電壓不平衡及諧波、電壓跌落的產(chǎn)生進(jìn)行預(yù)防。第二，在電力系統(tǒng)運行過程中，動態(tài)電壓恢復(fù)器的功能就是消除負(fù)荷電壓對電壓系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，負(fù)荷電壓會對電壓系統(tǒng)產(chǎn)生很多不利的影響。在應(yīng)用動態(tài)電壓恢復(fù)器以后，電壓的穩(wěn)定性就會提高，可以滿足電力系統(tǒng)運行的需要，保障電力系統(tǒng)在運行過程中的電壓是平穩(wěn)的。第三，補(bǔ)償電壓跌落是動態(tài)電壓恢復(fù)器的一個作用，通過系統(tǒng)整流可以獲得直流側(cè)能量，即使系統(tǒng)發(fā)生了單向故障，剩下的仍然可以提供電能維持DVR的正常運行，能為長期的電壓跌落進(jìn)行補(bǔ)償。動態(tài)電壓恢復(fù)器的作用是可以預(yù)防電壓跌落對系統(tǒng)造成的故障，增加設(shè)備的使用壽命。根據(jù)動態(tài)電壓恢復(fù)器的特點可以看出，動態(tài)電壓恢復(fù)器解決了電壓跌落產(chǎn)生的問題，還在電壓跌落時進(jìn)行補(bǔ)償，以保障電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行。因此，動態(tài)電壓恢復(fù)器在電壓跌落時的補(bǔ)償效果非常明顯。

四、結(jié)論

經(jīng)過分析研究可以看出，電力電子技術(shù)的應(yīng)用是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的保障，電力電子技術(shù)由有源濾波器和靜止同步補(bǔ)償器裝置以及動態(tài)電壓恢復(fù)器組成。因此我們要正確認(rèn)識電力電子技術(shù)的優(yōu)點，促進(jìn)電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的整體應(yīng)用。

作者:閆瑤瑤 單位:青島科技大學(xué)

電子技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用研究:論電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：文中概速性地介紹電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的各類應(yīng)用，重點在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運用。

關(guān)鍵詞：直流輸電；電力電子；發(fā)電機(jī)

一、前言

電力電子技術(shù)是一個以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐的技術(shù)平臺。經(jīng)過50年的發(fā)展歷程，它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設(shè)備發(fā)行、電能質(zhì)量控制、新能源開發(fā)和民用產(chǎn)品等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用。最成功地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)是直流輸電(hvdc)。自20世紀(jì)80年代，柔性交流輸電(facts)概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。本文介紹了電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運用。

二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用

自20世紀(jì)80年代，柔性交流輸電(facts)概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。已有不少文獻(xiàn)介紹和總結(jié)了相關(guān)設(shè)備的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀。以下按照電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電以及節(jié)電環(huán)節(jié)，列舉電力電子技術(shù)的應(yīng)用研究和現(xiàn)狀。

(一)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備，電力電子技術(shù)的應(yīng)用以改善這些設(shè)備的運行特性為主要目的。

1　大型發(fā)電機(jī)的靜止勵磁控制

靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、性高及造價低等優(yōu)點，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵磁機(jī)這個中間慣性環(huán)節(jié)，因而具有其特有的快速性調(diào)節(jié)，給先進(jìn)的控制規(guī)律提供了充分發(fā)揮作用并產(chǎn)生良好控制效果的有利條件。

2　水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵磁

水力發(fā)電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當(dāng)水頭的變化幅度較大時(尤其是抽水蓄能機(jī)組)，機(jī)組的轉(zhuǎn)速便隨之發(fā)生變化。風(fēng)力發(fā)電的有效功率與風(fēng)速的三次方成正比，風(fēng)車捕捉較大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得較大有效功率，可使機(jī)組變速運行，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項應(yīng)用的技術(shù)核心是變頻電源。

3　發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速

發(fā)電廠的廠用電率平均為8％，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約占火電設(shè)備總耗電量的65％，且運行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實施風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速，可以達(dá)到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術(shù)已非常成熟，國內(nèi)外有眾多的生產(chǎn)廠家，并不完整的系列產(chǎn)品，但具備高壓大容量變頻器設(shè)計和生產(chǎn)能力的企業(yè)不多，國內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開發(fā)。

(二)在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)被稱為“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運行特性。

1　直流輸電(hvdc)和輕型直流輸電(hvdc light)技術(shù)

直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點，對于遠(yuǎn)距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電擁有獨特的優(yōu)勢。1970年世界上及時項晶閘管換流器，標(biāo)志著電力電子技術(shù)正式應(yīng)用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。

2　柔性交流輸電(facts)技術(shù)

facts技術(shù)的概念問世干20世紀(jì)80年代后期，是一項基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可實現(xiàn)對交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。

20世紀(jì)90年代以來，國外在研究開發(fā)的基礎(chǔ)上開始將fa cts技術(shù)用于實際電力系統(tǒng)工程。其輸出無功的大小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，成本較低，所以較早得到應(yīng)用。

(三)在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題是如何加強(qiáng)供電性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾。電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，即用戶電力(custom power)技術(shù)或稱dfacts技術(shù)，是在facts各項成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電能質(zhì)量控制新技術(shù)。可以將dfacts設(shè)備理解為facts設(shè)備的縮小版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場介入相對容易，開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對較低，隨著電力電子器件價格的不斷降低，可以預(yù)期dfacts設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。

(四)在節(jié)能環(huán)節(jié)的運用

1　變負(fù)荷電動機(jī)調(diào)速運行

電動機(jī)本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個方面，通過變負(fù)荷電動機(jī)的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個方面，只有將二者結(jié)合起來，電動機(jī)節(jié)電方較完善。目前，交流調(diào)速在冶金、礦山等部門及社會生活中得到了廣泛的應(yīng)用。首先是風(fēng)機(jī)、泵類等變負(fù)荷機(jī)械中采用調(diào)速控制代替擋風(fēng)板或節(jié)流閥控制風(fēng)流量和水流量具有顯著的效果。國外變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵大多采用了交流調(diào)速，我國正在推廣應(yīng)用中。

變頻調(diào)速的優(yōu)點是調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，能實現(xiàn)連續(xù)無級調(diào)速。在調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，節(jié)電率一般可達(dá)30％左右。其缺點主要為：成本高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。

2　減少無功損耗，提高功率因數(shù)

在電氣設(shè)備中，變壓器和交流異步電動機(jī)等都屬于感性負(fù)載，這些設(shè)備在運行時不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此，無功電源與有功電源一樣，是保障電能質(zhì)量不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無功平衡，否則，將會使系統(tǒng)電壓降低，設(shè)備破壞，功率因數(shù)下降，嚴(yán)懲時會引起電壓崩潰，系統(tǒng)解裂，造成大面積停電事故。所以，當(dāng)電力網(wǎng)或電氣設(shè)備無功容量不足時，應(yīng)增裝無功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)。

結(jié)束語

電力電子技術(shù)正在不斷發(fā)展，新材料，新結(jié)構(gòu)器件的陸續(xù)誕生，計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步為現(xiàn)代控制技術(shù)的實際應(yīng)用提供了有力的支持，在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究與實際工程也取得了可喜成績。

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電子技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用研究:電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要文中概速性地介紹電力 電子 技術(shù)在電力系統(tǒng)中的各類應(yīng)用，重點在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運用。

關(guān)鍵詞：直流輸電；電力電子；發(fā)電機(jī)

一、前言

電力電子技術(shù)是一個以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、 計算 機(jī)技術(shù)、 現(xiàn)代 控制技術(shù)為支撐的技術(shù)平臺。經(jīng)過50年的 發(fā)展 歷程，它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設(shè)備發(fā)行、電能質(zhì)量控制、新能源開發(fā)和民用產(chǎn)品等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用。最成功地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)是直流輸電(hvdc)。自20世紀(jì)80年代，柔性交流輸電(facts)概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。本文介紹了電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運用。

二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用

自20世紀(jì)80年代，柔性交流輸電(facts)概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。已有不少 文獻(xiàn) 介紹和 總結(jié) 了相關(guān)設(shè)備的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀。以下按照電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電以及節(jié)電環(huán)節(jié)，列舉電力電子技術(shù)的應(yīng)用研究和現(xiàn)狀。

(一)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備，電力電子技術(shù)的應(yīng)用以改善這些設(shè)備的運行特性為主要目的。

1　大型發(fā)電機(jī)的靜止勵磁控制

靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、性高及造價低等優(yōu)點，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵磁機(jī)這個中間慣性環(huán)節(jié)，因而具有其特有的快速性調(diào)節(jié)，給先進(jìn)的控制 規(guī)律 提供了充分發(fā)揮作用并產(chǎn)生良好控制效果的有利條件。

2　水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵磁

水力發(fā)電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當(dāng)水頭的變化幅度較大時(尤其是抽水蓄能機(jī)組)，機(jī)組的轉(zhuǎn)速便隨之發(fā)生變化。風(fēng)力發(fā)電的有效功率與風(fēng)速的三次方成正比，風(fēng)車捕捉較大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得較大有效功率，可使機(jī)組變速運行，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項應(yīng)用的技術(shù)核心是變頻電源。

3　發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速

發(fā)電廠的廠用電率平均為8％，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約占火電設(shè)備總耗電量的65％，且運行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實施風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速，可以達(dá)到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術(shù)已非常成熟，國內(nèi)外有眾多的生產(chǎn)廠家，并不完整的系列產(chǎn)品，但具備高壓大容量變頻器設(shè)計和生產(chǎn)能力的 企業(yè) 不多，國內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開發(fā)。

(二)在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)被稱為“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運行特性。

1　直流輸電(hvdc)和輕型直流輸電(hvdc light)技術(shù)

直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點，對于遠(yuǎn)距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電擁有獨特的優(yōu)勢。1970年世界上及時項晶閘管換流器，標(biāo)志著電力電子技術(shù)正式應(yīng)用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。

2　柔性交流輸電(facts)技術(shù)

facts技術(shù)的概念問世干20世紀(jì)80年代后期，是一項基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可實現(xiàn)對交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。

20世紀(jì)90年代以來，國外在研究開發(fā)的基礎(chǔ)上開始將fa cts技術(shù)用于實際電力系統(tǒng)工程。其輸出無功的大小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，成本較低，所以較早得到應(yīng)用。

(三)在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題是如何加強(qiáng)供電性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾。電力 電子 技術(shù)和 現(xiàn)代 控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，即用戶電力(custom power)技術(shù)或稱dfacts技術(shù)，是在facts各項成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上 發(fā)展 起來的電能質(zhì)量控制新技術(shù)。可以將dfacts設(shè)備理解為facts設(shè)備的縮小版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場介入相對容易，開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對較低，隨著電力電子器件價格的不斷降低，可以預(yù)期dfacts設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。

(四)在節(jié)能環(huán)節(jié)的運用

1　變負(fù)荷電動機(jī)調(diào)速運行

電動機(jī)本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個方面，通過變負(fù)荷電動機(jī)的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個方面，只有將二者結(jié)合起來，電動機(jī)節(jié)電方較完善。目前，交流調(diào)速在冶金、礦山等部門及社會生活中得到了廣泛的應(yīng)用。首先是風(fēng)機(jī)、泵類等變負(fù)荷機(jī)械中采用調(diào)速控制代替擋風(fēng)板或節(jié)流閥控制風(fēng)流量和水流量具有顯著的效果。國外變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵大多采用了交流調(diào)速，我國正在推廣應(yīng)用中。

變頻調(diào)速的優(yōu)點是調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，能實現(xiàn)連續(xù)無級調(diào)速。在調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，節(jié)電率一般可達(dá)30％左右。其缺點主要為：成本高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。

2　減少無功損耗，提高功率因數(shù)

在電氣設(shè)備中，變壓器和交流異步電動機(jī)等都屬于感性負(fù)載，這些設(shè)備在運行時不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此，無功電源與有功電源一樣，是保障電能質(zhì)量不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無功平衡，否則，將會使系統(tǒng)電壓降低，設(shè)備破壞，功率因數(shù)下降，嚴(yán)懲時會引起電壓崩潰，系統(tǒng)解裂，造成大面積停電事故。所以，當(dāng)電力網(wǎng)或電氣設(shè)備無功容量不足時，應(yīng)增裝無功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)。

結(jié)束語

電力電子技術(shù)正在不斷發(fā)展，新材料，新結(jié)構(gòu)器件的陸續(xù)誕生， 計算 機(jī)技術(shù)的進(jìn)步為現(xiàn)代控制技術(shù)的實際應(yīng)用提供了有力的支持，在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究與實際工程也取得了可喜成績。