電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

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

【摘 要】電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能經(jīng)過(guò)一次以上電力電子變流裝置的處理。離開(kāi)電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化是不可想象的。直流輸電在長(zhǎng)距離、大容量輸電時(shí)有很大優(yōu)勢(shì)，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。柔性交流輸電亦依靠電力電子裝置才得以實(shí)現(xiàn)。無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制對(duì)電力系統(tǒng)有重要意義，晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）都是重要的無(wú)功補(bǔ)償裝置。靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）、有源電力濾波器（APF）等新型電力電子裝置具有更為優(yōu)越的無(wú)功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)男阅堋Ｖ绷麟娫春筒婚g斷電源（UPS）還用作發(fā)電廠和變電所的保護(hù)電源、事故電源和備用電源。電力電子裝置在電力系統(tǒng)中隨處可見(jiàn)。

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

1、電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)分為器件的制造技術(shù)和電力電子電路的應(yīng)用電路（變流技術(shù)）。電力電子器件經(jīng)歷了半控型（第一代電力電子器件）、全控型（第二代電力電子器件）和復(fù)合型（第三代電力電子器件）的發(fā)展過(guò)程，把驅(qū)動(dòng)、控制、保護(hù)電路和功率器件集成在一起，構(gòu)成功率集成電路（PIC），目前其功率較小，但其代表了電力電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

1.1 電力電子變換技術(shù)

電力電子變換電路的基本功能是將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換為負(fù)載需要的形式，不論電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何，其基本轉(zhuǎn)換電路只有4種形式：（1）整流電路AC―DC：（2）斬波電路DC―DC：（3）逆變電路DC―AC：（4）交流變換電路AC―AC。

1.2 電力電子控制技術(shù)

電力電子控制電路的基本功能是應(yīng)用自動(dòng)控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的性能，一般的控制方式有：相控方式，頻控方式，斬控方式，相頻控制方式及斬頻控制方式，先進(jìn)的控制方式對(duì)改進(jìn)變換電路的性能和效率是必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。

隨著自關(guān)斷器件的普遍應(yīng)用，電力電子電路向高頻化反向發(fā)展，一些新的電路拓?fù)湫问奖热缰C振型逆變電路、矩陣式逆變電路等不斷涌現(xiàn)。PWM控制對(duì)推動(dòng)電力電子技術(shù)的發(fā)展起了歷史性作用，其它控制方式比如應(yīng)用靜止/旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的矢量控制、瞬時(shí)無(wú)功功率控制、自適應(yīng)控制、采用狀態(tài)觀測(cè)器的控制、模糊控制、神經(jīng)元控制等，這使得電力電子系統(tǒng)的控制技術(shù)發(fā)展到一個(gè)嶄新的階段。目前應(yīng)用越來(lái)越廣的基于微處理器的數(shù)字控制技術(shù)在很多方面取代了模擬控制，是控制技術(shù)的一個(gè)新的發(fā)展方向。

2、電力電子技術(shù)的應(yīng)用

2.1 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(yùn)行特性為主要目的。

2.1.1 大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制

靜止勵(lì)磁采用晶閘管整流自并勵(lì)方式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵(lì)磁機(jī)這個(gè)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。

2.1.2 水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)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(shí)（尤其是抽水蓄能機(jī)組），機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速變隨之發(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)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機(jī)組變速運(yùn)行，通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)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(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)核心是變頻電源。

2.1.3 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(yùn)行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實(shí)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(guó)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(jì)和生產(chǎn)能力的企業(yè)不多，國(guó)內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開(kāi)發(fā)。

2.2 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(yùn)行特性。

2.2.1 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(diǎn)，對(duì)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(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1970年世界上第一項(xiàng)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。

2.2.2 柔性交流輸電（FACTS）技術(shù)

FACTS技術(shù)的概念問(wèn)世于20世紀(jì)80年代后期，是一項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)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。

2.3 在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用

2.3.1 變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行

電動(dòng)機(jī)本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個(gè)方面，通過(guò)變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個(gè)方面，只有將二者結(jié)合起來(lái)，電動(dòng)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(huì)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(guó)外變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵大多采用了交流調(diào)速，我國(guó)正在推廣應(yīng)用中。

2.4改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展機(jī)電一體化等新興產(chǎn)業(yè)

根據(jù)世界上較為發(fā)達(dá)的國(guó)家進(jìn)行的預(yù)測(cè)和判斷，今后將有百分之九十以上的電能需要利用電力電子技術(shù)進(jìn)行處理之后，才可以進(jìn)行使用。電力電子技術(shù)與百分之九十五的現(xiàn)代的工業(yè)以及各種民用的機(jī)電設(shè)備有很大的關(guān)系。特別指出的是，電力電子技術(shù)是一個(gè)用弱電來(lái)控制強(qiáng)電的載體，同樣也是計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電設(shè)備之間進(jìn)行接口的重要瓶頸。該技術(shù)可以為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)將來(lái)采用微電子技術(shù)創(chuàng)造有利的條件和強(qiáng)大的技術(shù)支持，還可以為將來(lái)充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)奠定強(qiáng)有力的技術(shù)條件和基礎(chǔ)。

電力系統(tǒng)是電力電子技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，只有不斷的加大已有研究成果的技術(shù)應(yīng)用和運(yùn)行投入，不斷改善經(jīng)濟(jì)可行性，才能大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，產(chǎn)生巨大效益。文中概述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(diǎn)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(yùn)用。

電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用:淺析電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：電子技術(shù)的快速發(fā)展，使得其在電力系統(tǒng)上被廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合實(shí)際情況，有針對(duì)性地介紹了電子技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域，重點(diǎn)探索其在電力系統(tǒng)中的發(fā)電、輸電、配電環(huán)節(jié)的應(yīng)用。

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

一、電力電子技術(shù)

電子技術(shù)是應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的一門新興對(duì)的電子技術(shù)，是一個(gè)以計(jì)算機(jī)技術(shù)、電路技術(shù)、功率半導(dǎo)體器件和現(xiàn)代控制技術(shù)為基礎(chǔ)的技術(shù)平臺(tái)，其主要研究電力的變化情況。20世紀(jì)80年代，柔性交流輸電（FACTS）概念被提出。從此以后，電子技術(shù)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用研究得到了更為廣泛的關(guān)注，同時(shí)多種電子設(shè)備相繼出現(xiàn)。

二、在電力系統(tǒng)領(lǐng)域電子技術(shù)發(fā)揮的作用

電力系統(tǒng)領(lǐng)域，電子技術(shù)的作用主要涵蓋以下幾個(gè)方面：

（一）電子技術(shù)有優(yōu)化電能的配置和使用的作用

電子技術(shù)能夠有效地處理電能，在電能的配置與使用方面，電子技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。所以，為了優(yōu)化電能的配置，提高電能使用時(shí)的高效節(jié)能性，將電子技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)領(lǐng)域是明智之舉。

（二）電子技術(shù)促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造

目前的電能絕大多數(shù)都要通過(guò)電子技術(shù)處理完成后再使用，再加上現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)接口很多都采用的是機(jī)電設(shè)備，這為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的制造創(chuàng)造了良好的發(fā)展條件。

（三）電子技術(shù)能夠促進(jìn)自身的發(fā)展

隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，給其自身的發(fā)展，尤其是給其高頻化和變頻技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了極有利的條件。另一方面，電子技術(shù)加快了其自身智能化的進(jìn)程。這種發(fā)展將成為電子技術(shù)巨大變革的“導(dǎo)火線”。

三、電力系統(tǒng)中電子技術(shù)的應(yīng)用

（一）電子技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

發(fā)電環(huán)節(jié)的主要機(jī)器設(shè)備是發(fā)電機(jī)組，電子技術(shù)在此環(huán)節(jié)的應(yīng)用主要是改善運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)組設(shè)備的性能，主要的應(yīng)用包括：

1.大型發(fā)動(dòng)機(jī)的靜止勵(lì)磁控制。靜止勵(lì)磁具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單；運(yùn)行效率高，工作成果可靠性較高；造價(jià)低廉。同時(shí)也因?yàn)殪o止勵(lì)磁的這些優(yōu)點(diǎn)，使得其在各大電力系統(tǒng)得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。和傳統(tǒng)的靜止勵(lì)磁不同，現(xiàn)代的這一技術(shù)大多采用晶閘管整流自并勵(lì)的方式，因而能夠快速調(diào)節(jié)，為發(fā)揮先進(jìn)控制規(guī)律提供了強(qiáng)有力的條件。

2.水力發(fā)電機(jī)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的有效功率和風(fēng)速有著線性化規(guī)律，水力發(fā)電機(jī)器運(yùn)行時(shí)的有效功率要根據(jù)其水頭的壓力和流量進(jìn)行評(píng)估判定。使正在運(yùn)行的機(jī)組能夠隨時(shí)讓自勵(lì)磁電流的頻率改變，使其在和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加之后能夠讓輸出的頻率保持穩(wěn)定，從而得到最大的有效輸出功率。

3.風(fēng)機(jī)中水泵的調(diào)頻調(diào)速。發(fā)電機(jī)廠的風(fēng)機(jī)水泵運(yùn)行效率不高且使用率較低，要想節(jié)約能源，可通過(guò)高壓變壓器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)中水泵的頻率。

4.太陽(yáng)能的發(fā)電控制系統(tǒng)。太陽(yáng)能是近幾年發(fā)現(xiàn)的新能源，其特點(diǎn)是能源豐富且可再生，環(huán)保的綠色能源。利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電，需要用到逆變器，它是將太陽(yáng)能發(fā)電的核心所在，因?yàn)樗蓪⒅绷麟娹D(zhuǎn)化成我們所需要的交流電。太陽(yáng)能陣列如圖1：

（二）電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

1.柔性交流輸電技術(shù)。柔性交流輸電技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代后期，近年來(lái)發(fā)展速度很快。柔性交流輸電技術(shù)是基于電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的一種交流電輸出技術(shù)，快速靈活對(duì)電力功率、潮流系統(tǒng)參數(shù)、電壓等的調(diào)節(jié)控制，從而大大提高了輸電線路的輸電效率，降低輸電耗損，并且環(huán)保節(jié)能。

2.高壓直流的輸電技術(shù)。世界上第一項(xiàng)有關(guān)晶閘管換流閥試驗(yàn)的工程于1990年在瑞典建成，這標(biāo)志在直流輸電領(lǐng)域電子技術(shù)開(kāi)始得到正式應(yīng)用。從這以后的直流輸電工程，普遍使用晶閘管換流閥。隨著技術(shù)的迅速發(fā)展，新研發(fā)的HVDC技術(shù)在輸電過(guò)程中不再使用換流變壓器，而是采用IGBT、CTO等可關(guān)變壓器件。同時(shí)高壓直流輸電采用脈寬調(diào)制技術(shù)，在較短的電能輸送距離內(nèi)，中型直流輸電工程因此更具競(jìng)爭(zhēng)力。

3.靜止無(wú)功補(bǔ)償器在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。靜止無(wú)功補(bǔ)償器采用的是固態(tài)開(kāi)關(guān)，取代了早先使用的電氣開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)高效率地控制電容器、電抗器運(yùn)行的目的。靜止無(wú)功補(bǔ)償器主要包括晶閘管投切電容器、電抗器和晶閘管控制電抗器。

（三）配電環(huán)節(jié)應(yīng)用到的電子技術(shù)

目前，配電環(huán)節(jié)重點(diǎn)要解決的問(wèn)題是如何改善供電的可靠性能，提高電能的質(zhì)量。在配電環(huán)節(jié)中電子技術(shù)最廣泛的應(yīng)用當(dāng)屬用戶的電力技術(shù)，在配電系統(tǒng)中結(jié)合現(xiàn)代控制與電力電子兩大技術(shù)。在配電環(huán)節(jié)中用戶電力技術(shù)通過(guò)在交流輸出電系統(tǒng)的應(yīng)用，提高供電的可靠性能以及配電時(shí)的電能輸出能力。FACTS是電力電子技術(shù)在配電環(huán)節(jié)的另一廣泛應(yīng)用，主要作用是加強(qiáng)輸電系統(tǒng)的可靠性。

（四）電子技術(shù)在節(jié)能環(huán)節(jié)的應(yīng)用

節(jié)能環(huán)節(jié)一般涉及到如何調(diào)節(jié)負(fù)荷電動(dòng)機(jī)速度以及電動(dòng)機(jī)本身因素兩個(gè)方面。只有結(jié)合這兩方面內(nèi)容，才能突顯出電動(dòng)機(jī)的節(jié)能效果。根據(jù)現(xiàn)在實(shí)際情況分析，不難發(fā)現(xiàn)如今的變負(fù)荷風(fēng)機(jī)、水泵都是采用交流調(diào)速這項(xiàng)技術(shù)，然而這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)還不怎么推廣。另一方面，變負(fù)荷機(jī)械中一般是通過(guò)調(diào)速來(lái)控制風(fēng)流量及水流量。這種方法取得很好的成效，并且調(diào)速范圍廣，精度和效率高。然而它的成本較高，并且其產(chǎn)生的高次諧波會(huì)污染電網(wǎng)。即使這樣，社會(huì)生活中、冶金及礦山等部門還是應(yīng)用和推廣這門技術(shù)。

四、總結(jié)

目前在電力系統(tǒng)的多個(gè)領(lǐng)域，都有應(yīng)用電子技術(shù)，并且隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電子技術(shù)在其中的應(yīng)用得到了更為廣泛的關(guān)注、推廣和應(yīng)用。相信隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展、新電子元器件的研發(fā)，電子技術(shù)的發(fā)展空間將會(huì)更加寬廣，技術(shù)性能將會(huì)更加成熟、完善，進(jìn)而在電力系統(tǒng)的控制方面起到更關(guān)鍵的作用。

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

摘要：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(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步為現(xiàn)代控制技術(shù)的實(shí)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(lái)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(shí)際工程也取得了可喜成績(jī)。

關(guān)鍵詞：直流輸電；電力電子；發(fā)電機(jī)

1 前言

電力電子技術(shù)是一個(gè)以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐的技術(shù)平臺(tái)。經(jīng)過(guò)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(kāi)發(fā)和民用產(chǎn)品等方面得到了越來(lái)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(yùn)用。

2 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。

2.1 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(yùn)行特性為主要目的。

2.1.1 大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制

靜止勵(lì)磁采用晶閘管整流自并勵(lì)方式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵(lì)磁機(jī)這個(gè)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。

2.1.2 水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)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(shí)（尤其是抽水蓄能機(jī)組），機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速變隨之發(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)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機(jī)組變速運(yùn)行，通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)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(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)核心是變頻電源。

2.1.3 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(yùn)行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實(shí)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(guó)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(jì)和生產(chǎn)能力的企業(yè)不多，國(guó)內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開(kāi)發(fā)。

2.2 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(yùn)行特性。

2.2.1 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(diǎn)，對(duì)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(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1970年世界上第一項(xiàng)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。

2.2.2 柔性交流輸電（FACTS）技術(shù)

FACTS技術(shù)的概念問(wèn)世于20世紀(jì)80年代后期，是一項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(lái)，國(guó)外在研究開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上開(kāi)始將FACTS技術(shù)用于實(shí)際電力系統(tǒng)工程。其輸出無(wú)功的大小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，成本較低，所以較早得到應(yīng)用。

2.3 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(wèn)題是如何加強(qiáng)供電可靠性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對(duì)電壓、頻率、諧波和不對(duì)稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動(dòng)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(xiàng)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的電能質(zhì)量控制新技術(shù)?？梢詫FACTS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(chǎng)介入相對(duì)容易，開(kāi)發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對(duì)較低，隨著電力電子器件價(jià)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。

2.4 在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用

2.4.1 變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行

電動(dòng)機(jī)本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個(gè)方面，通過(guò)變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個(gè)方面，只有將二者結(jié)合起來(lái)，電動(dòng)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(huì)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(guó)外變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵大多采用了交流調(diào)速，我國(guó)正在推廣應(yīng)用中。

變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)速。在調(diào)速過(guò)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(diǎn)主要為：成本高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。

2.4.2 減少無(wú)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(dòng)機(jī)等都屬于感性負(fù)載，這些設(shè)備在運(yùn)行時(shí)不僅消耗有功功率，而且還消耗無(wú)功功率。因此，無(wú)功電源與有功電源一樣，是保證電能質(zhì)量不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無(wú)功平衡，否則，將會(huì)使系統(tǒng)電壓降低 ，設(shè)備破壞，功率因數(shù)下降，嚴(yán)懲時(shí)會(huì)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(wú)功容量不足時(shí)，應(yīng)增裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)。

3結(jié)束語(yǔ)

文中概述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(diǎn)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(yùn)用。

電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用:電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展研究

【摘要】電力電子技術(shù)是建立在電子學(xué)、電力學(xué)和控制學(xué)三個(gè)學(xué)科基礎(chǔ)之上的一門新型學(xué)科，是強(qiáng)電和弱點(diǎn)的橋梁，在電力系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。在本文中，主要介紹了電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，并依據(jù)它在應(yīng)用中產(chǎn)生的負(fù)面影響提出了發(fā)展解決方案。

【關(guān)鍵詞】電力電子；電力系統(tǒng)；應(yīng)用；發(fā)展

電力電子技術(shù)主要是用半導(dǎo)體電子器件進(jìn)行功率變換、控制及開(kāi)斷電路的應(yīng)用技術(shù)，主要包括電力電子變換技術(shù)和電力電子控制技術(shù)兩個(gè)方向。其中電力電子變換技術(shù)主要是以電力電子變換電路作為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換為負(fù)載需要的形式的基本功能，不論電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何，其基本轉(zhuǎn)換電路只有4種形式：

（I）整流電路AC-DC；

（2）斬波電路DC―DC；（3）逆變電路DC-AC：（4）交流變換電路ACAC。電力電子控制技術(shù)是以電力電子控制電路為基礎(chǔ)，應(yīng)用自動(dòng)控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的性能，一般的控制方式有：相控方式，頻控方式，斬控方式，相頻控制方式及斬頻控制方式。先進(jìn)的控制方式對(duì)改進(jìn)變換電路的性能和效率是必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。

一、電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

發(fā)電環(huán)節(jié)中涉及到電力系統(tǒng)中及發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備，改善這些設(shè)備的運(yùn)行特性主要就是采用電力電子技術(shù)手段。

1、大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制

晶閘管整流自并勵(lì)方式被采用在靜止勵(lì)磁摔制上。它的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、造價(jià)低。因而世界各大電力系統(tǒng)均采用靜止勵(lì)磁控制。這種方式可省去勵(lì)磁機(jī)的中間慣性環(huán)節(jié)，可達(dá)到快速調(diào)節(jié)的效果，使其良好控制性為先進(jìn)的控制規(guī)律提供了最有利條件。

2、水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁

水頭壓力和流量是決定水利發(fā)電的有效功率的兩個(gè)主要因素，當(dāng)水頭的變化幅度較大時(shí)（尤其是抽水蓄能機(jī)組），機(jī)組的最佳轉(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j次方成正比，風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得最大有效助率，可使機(jī)組變速運(yùn)行。通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定千頻率即輸出頻率恒定。此項(xiàng)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)水泵耗電最約占火電設(shè)備總耗電量的65%，且運(yùn)行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實(shí)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(guó)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(jì)和生產(chǎn)能力的企業(yè)不多，國(guó)內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合丹發(fā)。

二、電力電子技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

1、電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行特性。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(diǎn)，對(duì)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(dú)特的優(yōu)勢(shì)。高壓直流輸電通常采用可控整流和有源逆變的方式實(shí)現(xiàn)兩個(gè)交流電網(wǎng)的互聯(lián)。不僅可以實(shí)現(xiàn)電能大容量、遠(yuǎn)距離的傳送、兩區(qū)域電網(wǎng)非同步互聯(lián)，還可通過(guò)控制實(shí)現(xiàn)功率的緊急援助、抑制低頻振蕩、提高交流系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性等。

2、柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）是綜合利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、通訊技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的潮流和參數(shù)進(jìn)行靈活快速調(diào)節(jié)控制，增加系統(tǒng)可控度與提高輸電容量的交流輸電系統(tǒng)。用于配電系統(tǒng)柔性交流輸電技術(shù)為用戶電力技術(shù)CPT。柔性交流輸電技術(shù)是一種用于遠(yuǎn)距離輸電的靜態(tài)電力電子裝置，核心是FACTS控制器。基于FACTS產(chǎn)品包括靜止無(wú)功補(bǔ)償品、靜止調(diào)相機(jī)、統(tǒng)一潮流控制器、晶閘管可控串聯(lián)補(bǔ)償器、靜止快速勵(lì)磁器等。高壓直流輸電技術(shù)等用IGBT等可關(guān)斷電力電子器件組成換流器，應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行無(wú)源逆變，解決了用直流輸電向無(wú)交流電源的負(fù)荷送電的問(wèn)題。電力電子技術(shù)是FACTS和CPT同的技術(shù)基礎(chǔ)。

三、電力電子技術(shù)在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用

1、變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行

節(jié)電的一個(gè)方面就是挖掘電動(dòng)機(jī)的節(jié)電潛能，另一個(gè)方面是通過(guò)變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)技術(shù)節(jié)電，只有二者結(jié)合才能夠達(dá)到最好的節(jié)電效果。我國(guó)目前的電動(dòng)機(jī)節(jié)電技術(shù)已經(jīng)比較完善，交流調(diào)速技術(shù)在冶金、采礦等方面的普及使得電動(dòng)機(jī)節(jié)電效果更為顯著。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，這種手段在風(fēng)機(jī)、泵等復(fù)合機(jī)械中使用更能體現(xiàn)出其優(yōu)越性。交流調(diào)速在國(guó)外的變負(fù)荷風(fēng)機(jī)、水泵中以及得到廣泛的應(yīng)用，而我國(guó)在這一方面則相對(duì)滯后一些。

調(diào)速范圍廣，精度高，效率高是變頻調(diào)速的主要特點(diǎn)，這使得無(wú)級(jí)調(diào)速能夠?qū)崿F(xiàn)，而且在調(diào)速過(guò)程中轉(zhuǎn)子損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，節(jié)電率一般可達(dá)30%左右。當(dāng)然，任何事物都有兩面性，節(jié)能的同時(shí)，增加成本是不可避免的，另外調(diào)節(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)也不容忽視。

2、減少無(wú)功損耗，提高功率因數(shù)。

在電氣設(shè)備中，感件負(fù)載包括變壓器和交流異步電動(dòng)機(jī)等，運(yùn)行過(guò)程中這些設(shè)備在消耗有功功率的同時(shí)還會(huì)存在無(wú)功功率的消耗。因此，無(wú)功電源作為保證電能質(zhì)量不可缺少的一部分，其作用與有功電源是一樣的。無(wú)功平衡是電力系統(tǒng)運(yùn)行中必須遵循的平衡原則，若是打破這個(gè)平衡，那么就意味著系統(tǒng)電壓下降，設(shè)備破壞，功率因數(shù)下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起電壓崩潰，系統(tǒng)解裂，造成大面積停電事故，進(jìn)而造成無(wú)法預(yù)計(jì)的損失。所以，當(dāng)電力網(wǎng)或電氣設(shè)備無(wú)功容量不足時(shí)，應(yīng)增裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)。

四、電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中所產(chǎn)生的負(fù)面影響及解決方案

1、電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中產(chǎn)生的負(fù)面影響

21世紀(jì)科技的發(fā)展日新月異，電力電子技術(shù)的發(fā)展更是掀開(kāi)了科技?xì)v史的新的一頁(yè)。但是，隨著電力電子裝置的普及，一些負(fù)面的影響也逐漸浮出水面。這些負(fù)面影響中，諧波污染諧波產(chǎn)生的危害最受人們的關(guān)注，這主要是因?yàn)橹C波的存在會(huì)降低電能產(chǎn)生和傳輸環(huán)節(jié)的效率，進(jìn)而影響到電網(wǎng)上的用電設(shè)備，使它們不能夠正常、有序的運(yùn)行，進(jìn)而影響人們的生產(chǎn)和生活。比如，諧波的存在會(huì)引起振動(dòng)、產(chǎn)生噪聲以及電機(jī)過(guò)熱甚至燒毀等。諧波很容易使電網(wǎng)上無(wú)功補(bǔ)償電容器和系統(tǒng)中的電抗器產(chǎn)生諧振，從而燒毀電容器及電抗器，諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，使自動(dòng)控制系統(tǒng)失效：同時(shí)諧波還會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重的可以導(dǎo)致信息丟失、通訊設(shè)備中斷等。

2、發(fā)展解決方案

目前，無(wú)源濾波器與有源濾波器是諧波抑制的兩種主要的途徑，用無(wú)源電力濾波器進(jìn)行抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功和提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，但濾波效果受電力系統(tǒng)阻抗的影響較大，且只能消除特定次數(shù)的諧波，還可能與系統(tǒng)發(fā)生串、并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大，使設(shè)備過(guò)載甚至燒毀，而且裝置笨重，體積大，有效材料消耗多。與無(wú)源電力濾波器相比，有源電力濾波器具有更大的優(yōu)勢(shì)，有源電力濾波器不僅能補(bǔ)償各次諧波，還可同時(shí)補(bǔ)償無(wú)功功率、抑制閃變、調(diào)節(jié)和平衡三相不平衡電壓。濾波特性不受系統(tǒng)阻抗和頻率的影響，可消除與電網(wǎng)阻抗發(fā)生串、并聯(lián)諧振的危險(xiǎn)，且對(duì)外電路的諧振具有阻尼作用，能對(duì)變化的諧波進(jìn)行迅速的動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償。

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

摘要：近年來(lái)，不斷進(jìn)步的計(jì)算機(jī)技術(shù)為現(xiàn)代控制技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)、生活中提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，新的材料和結(jié)構(gòu)器件又促進(jìn)了電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，且在各行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。本文就電力電子技術(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(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

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

以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐依據(jù)的電力電子技術(shù)經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，目前在新能源開(kāi)發(fā)、電能質(zhì)量控制和民用產(chǎn)品等多個(gè)行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。直流輸電是最成功地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)。20世紀(jì)80年代之后，提出了柔性交流輸電（FACTS）概念，于是電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究引起的很大的關(guān)注，許多介紹和總結(jié)相關(guān)設(shè)備的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀層出不窮，相繼又出現(xiàn)了多種設(shè)備。筆者按照電力系統(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。

1 在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)都會(huì)被涉及到，如何改善這些設(shè)備的運(yùn)行特性就需要電力電子技術(shù)參與應(yīng)用。

1.1 大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制靜止勵(lì)磁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高以及造價(jià)相對(duì)較低 ，采用晶閘管整流自并勵(lì)方式，在世界的各大電力系統(tǒng)被廣泛采用。省去勵(lì)磁機(jī)這個(gè)中間慣性環(huán)節(jié)，使其擁有了特有的快速性調(diào)節(jié)。這樣使得控制規(guī)律的方法和更加先進(jìn)，效果更加良好。

1.2 水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁

水頭壓力和流量決定了水力發(fā)電的有效功率，抽水蓄能機(jī)組最佳轉(zhuǎn)速變會(huì)隨著水頭的變化幅度而變化。風(fēng)速的三次方與風(fēng)力發(fā)電的有效功率成正比，隨風(fēng)速的變化，風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速也發(fā)生變化。所以機(jī)組變速運(yùn)行，即調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)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，從而獲得最大有效功率。變頻電源是此項(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)核心。

1.3 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8%，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約是火電設(shè)備總耗電量的65%，不僅耗量大且運(yùn)行效率低，為了節(jié)能，在低壓或高壓變頻器使用時(shí)可以使風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速，從而減少電量的消耗。目前來(lái)講，低壓變頻器技術(shù)以達(dá)到一定 的水平，國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)廠家也比較多，只是系列產(chǎn)品還不夠完整。但是高壓大容量變頻器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的企業(yè)還是比較少，需要院校和企業(yè)抓緊聯(lián)合開(kāi)發(fā)，以滿足生產(chǎn)需求。

2 在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

被稱為“硅片引起的第二次革命”就是電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)，這樣使得電力網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行特性大幅度的改善。

2.1 直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDC Light）技術(shù)

流輸電相對(duì)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)，高壓直流輸電優(yōu)勢(shì)獨(dú)特，因?yàn)槠洳粌H輸電容量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)而且控制調(diào)節(jié)非常靈活，從。1970年世界上第一項(xiàng)晶閘管換流器之后，世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥，這也是電力電子技術(shù)正式應(yīng)用于直流輸電的里程碑。

2.2 柔性交流輸電（FACTS）技術(shù)

20世紀(jì)80年代后期，F(xiàn)ACTS技術(shù)的概念問(wèn)世，這是項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可以靈活控制交流輸電功率潮流，使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平大大的提高。

20世紀(jì)90年代后，國(guó)外在研究開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上開(kāi)始將FACTS技術(shù)用于實(shí)際電力系統(tǒng)工程。其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，成本較低，所以應(yīng)用較早。

2.3 在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

如何加強(qiáng)供電可靠性和提高電能質(zhì)量是配電系統(tǒng)迫切需要解決的問(wèn)題，電能質(zhì)量控制既要抑制各種瞬態(tài)的波動(dòng)和干擾，還要滿足對(duì)電壓、頻率、諧波和不對(duì)稱度的要求，在FACTS各項(xiàng)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的電能質(zhì)量控制新技術(shù)就是用戶電力（Custom Power）技術(shù)或稱DFACTS技術(shù)，它是電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。其實(shí)FACTS設(shè)備的縮小版就是DFACTS設(shè)備，因?yàn)槠湓?、結(jié)構(gòu)、功能是相似。由于市場(chǎng)較大的需求，所以使用會(huì)日益的廣泛，再加上電力電子器件價(jià)格日益降低，可以預(yù)計(jì)DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將迅速進(jìn)入快速發(fā)展期3 在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用

3.1 變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行

要想在節(jié)能環(huán)節(jié)有所成就，就必須從電動(dòng)機(jī)本身和變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用兩方面入手，只有二者結(jié)合起來(lái)，電動(dòng)機(jī)的節(jié)能才能達(dá)到良好的效果。

目前，變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵采用交流調(diào)速在國(guó)外居多，在我國(guó)還需要進(jìn)一步推廣應(yīng)用。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)流量和水流量收到良好的效果，其調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)速且在調(diào)速過(guò)程中轉(zhuǎn)差損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，可以達(dá)到30% 的節(jié)電率，缺點(diǎn)就是成本較高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)，即使這樣，并不影響其在在冶金、礦山等部門及社會(huì)生活中應(yīng)用推廣。閥門控制和變頻控制水泵流量如圖1、圖2所示。

3.2 減少無(wú)功損耗，提高功率因數(shù)

在電氣設(shè)備中，屬于感性負(fù)載的變壓器和交流異步電動(dòng)機(jī)，在運(yùn)行的過(guò)程中是有功功率和無(wú)功功率均消耗的設(shè)備，作為保證電能質(zhì)量不可缺少的部分無(wú)功電源與有功電源是一樣的，所以在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無(wú)功平衡，不然就會(huì)系統(tǒng)電壓降低、功率因數(shù)下降、設(shè)備遭到破壞 ，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成大面積的停電事故，為防止這樣的事情發(fā)生，當(dāng)電力網(wǎng)或電氣設(shè)備無(wú)功容量不足時(shí)，增裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)勢(shì)在必行。

4 結(jié)論

總之，電力系統(tǒng)是電力電子技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，只有不斷的加大已有研究成果的技術(shù)應(yīng)用和運(yùn)行投入，不斷改善經(jīng)濟(jì)可行性，才能大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，產(chǎn)生巨大效益。

作者簡(jiǎn)介：施偉明（1982-）男，漢，廣東肇慶人，懷集縣新成電力發(fā)展有限公司，電氣工程及其自動(dòng)化，本科學(xué)歷，工程經(jīng)濟(jì)方向。