电力电子技术在电力系统中的实践运用分析论文_姜万昌

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摘要:在电力系统领域,电子技术应用广泛,并极大地推动了电力系统的运行和发展。无疑,电力系统的发展离不开电子技术的支持,在未来电力系统领域,也需不断深入研究开发电子技术,为电力系统的发展奠定坚持的技术基础。

关键词:电力电子技术;电力系统;实践运用

1电力电子技术发展及特点分析

随着科技水平的不断提高, 在现代化电力系统中电力电子技术的应用时必不可少的,电力电子技术包括材料期间的制造技术和电子电路的变流技术。电力电子技术的发展经历了第一代半控型电力电子技术,第二代全控型电力电子技术和第三代复合型电力电子技术,目前电力电子技术的主要发展方向是小功率的集成电路,小功率的集成电路技术把驱动、控制和功率器件技术综合在一起,最大的优点是降低功率。电力电子技术中整流电路的应用比较广泛,并在电力电子技术的应用中占有重要的地位。

2 电子技术在电力系统领域的作用

在电力系统领域,电子技术主要有三个方面的作用:

2.1优化电能的配置和使用

电子技术的应用,可使电力系统中的电能得到有效处理,并进行合理的配置和使用。因此,为达到电能的优化配置效果,减少电能的浪费,提高电能的使用率,在电力系统中必然需要应用到电子技术。

2.2促进传统产业的改造

目前,电能在使用之前,大部分需经过电子技术的处理。加之机电设备在计算机接口上的应用,电子技术的发展也会极大的推动传统产业制造的发展。

2.3 加快了自身的智能化进程

促进自身发展电子技术的广泛应用为自身发展也提供了更为广阔的发展空间,尤其是对电子技术中的高频技术和变频技术。除此之外,电子技术的高速发展也极大地加快了自身的智能化进程,智能化过程中,电子技术必然会发生巨大变革。

3 电力电子技术在电力系统中的实践运用

3.1 电力电子技术中有源滤波器在电力系统中的应用研究

有源滤波器电力电子装置是基于动态抑制谐波的电力电子设备,以谐波的大小变化为依据进行无功补偿,有源电力滤波器通过电源装备来提供运行的动力,对传统的滤波器进行了功能的补充,提高了电力控制的效率,从根本上实现了电力系统的动态补偿。有源电力滤波器通过电源来提供动力,对电力系统谐波进行补偿,取代了传统的固定补偿的方式,实现了真正的动态补偿。有源电力滤波器通过保证电力系统谐波的稳定性,进而保证了电力系统运作的稳定,电力电子技术的有源电力滤波器在电力系统的无功补偿方面得到了广泛的应用。有源电力滤波器系统构成原理图如图 1 所示。

3.2 电力电子技术中高压直流输电技术在电力系统中的应用研究

电力电子技术中的高压直流输电技术是通过换流器对发电厂的交流电进行整流变为直流电,直流电通过输电线路发送到受电端,然后在受电端把直流电变为交流电发送给用户进行使用。高压直流输电技术的应用可以提高电能的传输功率,对电能的控制性强,降低整个电网线路的线路架设成本,高压直流输电技术的应用可以有效的解决高电压大容量和长距离传输的问题。高压直流输电技术对额定频率不同的电网可以实现互联,保证了交流输电的稳定性,在海底和地下电网的输电中可以提供重要的技术支持。高压直流输电工程中的双级HVDC 系统如图 2 所示。

换流器的基本组成单元是换流阀,换流器负责完成交流电到直流电的转换和直流电到交流电的转换,由阀桥和整流变化器构成。滤波器的作用是过滤掉换流器中的谐波,平波电抗器降低直流线路中的谐波电压,对直流线路在短路期间产生的峰值电流可以进行有效的限制,保证负荷电流的连续性。

3.3应用于节能环节

3.3.1减少无功损耗

电气设备中的变电器等设备运行过程中不仅会消耗有效功率还会消耗无效功率。与有功电源相类似,无功电源也具有确保电能质量的作用。由此可知,在电力系统中,有必要保持无功平衡。否则将会直接导致系统电压降低和功率因数下降,最终使设备受到相应程度的破坏,严重时甚至可导致电压崩溃和大面积的停电事故。

3.3.2 变负荷电动机调速运行

在电力系统的节能环节中,电子技术的应用主要包括电动机本身技术和变负荷电动机的调速技术。在水泵和变负荷的风机中,交流调速技术因具有精度高、效率快、调速范围广的特点得以广泛应用。除此之外,交流调速技术节能作用显著,可省电30%。但受其高昂成本和产生的高次谐波的影响,目前变流调速技术多用于矿山和冶金等行业。

3.3.3 应用于配电环节

当前,电力系统配电环节中,亟待解决的问题是改善供电的可靠性和提升电能质量。为实现华电能质量的控制,需满足抑制各种瞬态的干扰、波动及对电压、频率、谐波的要求两个方面的要求。在配电环节中,电子技术的应用称作 DFACTS 技术,该技术属于在FACTS技术基础上发展得到新技术。两种技术不仅结构、原理相同,而且使用功能相近。DFACTS技术的应用,不仅可使供电的可靠性提高,而且还能使配电是电能输出能力也得到相应程度的提升,确保输电系统的可靠。

3.4应用于电力系统的发电环节

在电力系统的发电环节中,电子技术主要用于改善运行中的发电机组设备性能。

3.4.1在大型发电机中,静止励磁控制

因具有结构简单、造价低廉、运行效率高、工作成果可靠的优点得到了广泛的应用。相比传统的静止励磁,现代的静止励磁控制技术因采用的是晶闸管整流自并励方式,调节速度更快,为发挥先进控制规律奠定了技术基础。

3.4.2 水力发电机和风力发电机中,变速恒频励磁的应用

风力发电过程中,发电机的有效功率和风速之间呈线性变化;水力发电过程中,发电机的有效功率则会受到水头压力影响。两种发电方式发电的有效功率均处于不断变化之中,为确保转自转速叠加后输出频率保持稳定,获取最大的有效输出功率,就必然需要使运行机组的自励磁电流频率随时发生相应的变化,这是就需要应用到变速恒频励磁。

3.4.3风机中水泵的调频调速

在发电机厂,风机水泵的运行效率和使用率均较低,在应用过程中为最大限度地节约能源,可采用高压变压器对风机中水泵频率进行相应调节。

3.4.5 太阳能发电控制系统

太阳能属可再生新能源,能源丰富、绿色环保。大功率太阳能发电时,无论使用的是独立系统还是并网系统,均要进行直流电向交流电的转换,因此,具有最大功率跟踪功能的逆变器是太阳能控制系统的核心。

结束语

随着电子信息技术的快速发展,其逐渐应用到电力系统中,在电子信息技术应用到电力自动化的未来发展道路上,需要技术研究人员对电子信息技术进行开发,推动电力系统自动化的快速发展。

参考文献:

[1]李伟,林丽,向超.电力电子技术在电力系统中应用[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2015,03:119-120.[2017-08-14].

论文作者:姜万昌

论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期

论文发表时间:2017/12/13

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