电力电子技术在电力系统中的实践运用分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 电力电子技术在电力系统中的实践 运用分析 摘要：随着科技信息技术的逐渐 研发，促进了电力电子技术的优化。如 今，电力电子技术在电力系统中应用比 较广泛，在保障电力系统实现智能化方 面发挥着重要的作用。电力系统的发展， 需要先进的电力电子技术应用到控制系 统中，提升电力系统运行效率。基于此， 文章对电力电子技术在电力系统中的实 践运用进行了分析。 中国论文网 /8/view-12911748.htm 关键词：电力电子技术；电力系 统；有源滤波器；静止同步补偿器；节 能技术 文献标识码：A 中D 分类号：TM76 文章编号： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 1009-2374（2017）04-0042-02 DOI：10.13535/ki.11- 4406/n.2017.04.022 电力电子技术在电力系统中的应 用效果较好，不仅提升了电力系统的实 际运行稳定性，还保障了系统中的各种 装置功能，实现了电力系统的整体运行 效果。电力电子技术能够按照电子学的 基本原理，设计出具有特定性功能的元 件，在实际的电力系统中应用能够变换 和控制电力功率范围，并且在不同的功 率级别中实现精确化的控制。可见电力 电子技术在电力系统中的应用，对于优 化电力系统性能方面具有较为积极的意 义。 1 电力电子技术的产生与发展 1.1 电力电子技术的产生 电力电子技术产生于 19 世纪中 期，晶闸管是第一代电子技术产物，电 力电子技术设备在不同领域中的广泛应 用，为社会发展带来了传动技术，开启 了电力电子技术的新纪元。很多电力系 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 统中应用晶闸管研发可控的硅整流装置， 从此电力系统逐渐进入到了变流器时代， 可以说，可控硅整流装置是电力电子技 术生产中的重要标志。 1.2 电力电子技术的发展 电力电子技术的产生促进了电力 系统的发展，产生多代电力电子器件， 其中第一代电力电子器件主要以电力二 极管和晶闸管为典型代表，这些设备在 电力系统中的应用具有较大优势，其体 积小、耗能低，与传统的汞弧整流器相 比，该类型电力电子设备的应用，有效 地推动了电力系统发展。电力二极管在 实际电路中的应用，能够将电路的具体 性能改善，提升电源的实际使用效率。 在第二代电力电子器件研发中，其功能 更加完善，应用到电力系统中，拥有自 动关断能力，与第一代电力电子器件相 比，第二代设备的应用效率明显提升， 特别是在开关频率比较高的电路中应用 较多。在 20 世纪末，研发出第三代电 力电子技术设备，从设备的结构上实现 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 了改进，能符合现代化的电力系统应用 要求，以功能集成电路为标志，促进了 电力系统实现智能化、集成化、标准化。 2 电力电子技术在电力系统中的 实践运用 2.1 电力电子变流技术应用 电力电子变流技术包含了整流电 路、交流调压电路、斩波电路、逆变电 路，这些形式不同的变流形式在电力系 统中得以广泛的应用，并且为电力系统 带来了较好的效果。变流技术在电力系 统中的应用主要体现在发电环节、输电 环节以及配电环节中。电子电力变流技 术在电力系统发电环节中的应用，能够 实现发电节能，提升相应的发电效率。 一般情况下，传统的电力系统中，既包 含了传统的火力发电、水力发电，也包 含了新兴的太阳能发电、核能发电、风 能发电等形式。在人们的用电需求逐渐 提升的基础上，传统的发电方式难以满 足可持续发展要求，虽然新兴的发电模 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 式能够一改传统发电形势的弊端，但是 在实际运行中仍存在着一定的不稳定性。 那么此时将电力电子变流技术应用其中， 能够改善新兴发电形式环境，提升电力 系统运行效率。 输电环节是电力系统中的重点内 容，在实际输电过程中，电力系统会受 到外在因素的干扰导致电力系统输电不 稳定。将电力电子环流技术应用到是输 电系统中，以电流形式的转换，抗击谐 波，保障电力输送能够正常的运行。 电力电子变流技术也能在配电环 节中应用，一方面能应用到蓄电充电中， 另一方面也能够应用到操作电源上，保 障配电工作的有序进行。 2.2 有源滤波器的应用 有源滤波器是一种典型的电力电 子技术设备，其在电力系统中的应用能 够有效地对于电力系统中的变化谐波以 及变化无功功率进行补偿。有源电力滤 波器其本质为一种用于动态抑制控制谐 波、补偿无功的新型电力电子装置。该 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 种滤波器之所以被称为有源，是因为其 装置运行需要提供电源。在实际应用中 能够克服 LC 滤波器等传统的滤波抑制 和无功补偿方法应用缺陷，在电力系统 中实现电力补偿。有源滤波器在电力系 统中的应用方式共有并联和串联两种方 式，并联方式较多，并联有源滤波器能 够针对电力系统中的谐波进行处理，串 联有源滤波器主要是治理电压谐波下的 问题。从应用功能上分析，与无源滤波 器相比较，有源滤波器对于谐波的治理 效果比较好，在电力系统中不会出现谐 振的情况。 从应用原理上分析，有源滤波器 采用现代电力电子技术和高速 DSP 器 件数字信号处理，在多种新型电力电子 技术支持下所产生的专用设备。该设备 的主要组成部分为指令电流运算电路和 补偿电流发生电路。其中指令电流运算 能实现电流的实时检测，能够实现信号 的转换，将模拟信号转换为数字信号。 在高速数字信号处理器中对于信号进行 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 处理，实现谐波与基波的相互分离。最 后经过处理的电路信号能够生成与电网 谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电 流入网。有源滤波器在电力系统中的应 用具有较强的功能特性，能够在一次应 用中滤除 250 次的谐波，或选择 250 次内任意次数谐波进行补偿，其 实际的响应时间小于 300s。并且应用 四相线技术，消除中性线电流。 2.3 静止同步补偿器的应用 在电力系统中，静止同步补偿器 是一种并联型无功补偿的装置，在实际 应用中能发出或者吸收无功功率，且输 出的参数为电力系统中可以控制的特定 参数值。从功能上来看，静止同步补偿 器能够当作无功电流源来应用，这是因 为该种电力系统设备在构成上与无功电 流源相似，其内部的电流变化会随着负 荷电流的变化而变化。基于静止同步补 偿器的这种特性，使得电流系统的电流 损失发生重大改变，有效地降低了实际 电流量的损失，提升了电力系统的稳定 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 性。因此，从其应用功能上分析，静止 同步补偿器在电力系统中的应用，对于 稳固电力系统而言具有较为积极的作用。 从补偿效果上分析，静止同步 补偿器对于电力系统中所出现的损耗进 行补偿，其实际的补偿效果比较明显。 这是因为在实际补偿环节中，其电流状 态一直在变化当中，基于这样模式无功 电流源对于电力系统的补偿效果比较好。 因此，可以说在电力系统中，应用静止 同步补偿器能够实现系统的无功补偿。 从静止同步补偿器在电力系统中 的控制上分析，其无功电流能够随意进 行控制，但是该种无功电流并不是一成 不变的，而是根据电力系统中的实际情 况，进行需求性变化。该种变化与其他 种补偿器相比，重要性凸显，能够有效 地实现补偿器的控制性。 2.4 电力电子技术在电力系统节 能中的应用 在能源紧张的当今社会中，应用 先进的电力电子技术，实现电力系统节 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 能，对于促进社会可持续发展具有较为 积极的意义。实现电气节能是指将电力 电子技术应用到电气设备运行环节中， 节约资源、减少浪费、提高资源利用率 等方式，最大程度上满足社会发展对于 资源的实际需求。从企业发展角度分析， 电力电子节能技术的应用，能够使得企 业的实际运行状况好转，大幅度地降低 用电费用的支出。从民众角度进行分析， 实现电力系统自动化节能技术的应用， 其本质上是一个惠民工程，在为民众提 供电力服务的基础上，降低家庭的电费 支出，并且能够为民众提供比较好的用 电环境。 以空调系统节能应用为例进行分 析，三星空调中的电力电子节能技术应 用，展现出良好的电力节能性能，在普 通空调的启动技术基础上，采用 Turbo 特保强力制冷（制热）技术，实现空调 快速稳定的启动。在应用了 Turbo 功能 的三星空调再启动阶段其设定温度达到 时间同比缩短了 40%，并且能够全面地 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 启动“回流空调 ”战略。在空气回流控制 系统中，采用数码控制独立送风系统， 系统能够根据风力的强弱进行调节。三 维出风的系统，改变壁挂式空调设计模 型，使得空调的送风距离增加并且提升 了空调的实际效率。同时，该技术的研 发，还能够应用到汽车、航天、运输等 领域中。 3 结语 综上所述，电力电子技术的产生， 有效地推动了电力系