摘要：在我国社会经济快速发展的过程中,各项科技水平也都在不断提高,而电力电子装置的快速发展也为电力系统提供了更多的可能性。其中电力系统中所应用的电力电子装置对于保证电力系统的安全性和稳定性都有着非常重要的左右。本文针对电力电子装置在电力系统中的应用进行了探讨。
关键词：电力电子装置；电力系统；应用
随着全球气候环境不断被破坏以及能源资源的大量消耗，电力能源作为一种可再生的清洁能源，越来越受到人们的关注。电力系统是能源配给、输送、利用的重要载体，在社会经济中发挥着极为重要的作用。电力电子装置是电力系统中的关键性装置，将其应用于电力系统中，可以保证用电与配电的智能化、输电方式的灵活性，提高供电智能与系统性能，为电力系统的发展提供强有力的技术支持，进一步推动电力系统的智能化与自动化发展。
1 电力系统的发展概述
这些年，我国的电力系统发展迅速，已经遍及各个领域，其作用是不容小觑的。电力系统的功能包含多个方面，例如电能的消费与生产，同时也是能源利用、输送等环节的有效载体。经济的快速发展导致资源的过渡消耗，从而出现能源短缺，环境污染等现象。这就意味着我国电力系统应该向智能化以及可持续发展的方向进行有效转型。我国电力系统的发展已经初具规模，同时也需要电网的稳定性加以保障。为了实现这一目标，我国采用了将电力系统中的主干网络与各地区分之网络及微电网相互配合的方式，同时加入了储能装置以及分布式电源，合理的用配电装置以及输电方式来保障供电的质量和稳定性。此外，除了保障电力系统稳定运行外，还要对电子元器件进行不断的改进与完善，从而提升系统的智能化，使其作用能够在电力系统的运行过程中得到良好发挥。将电力电子装置应用到电力系统中，还有很多亟待解决的关键性问题，例如如何将其用于可再生资源发电中功率变流器的研究中，再如如何将其用于多能源储能电力系统中变换器的设计中等，这些问题都需要研发人员不断的探索和研究，才能够让其更好的贴合电力系统的应用。
2电力电子装置应用于电力系统的特性分析
电力电子装置作为电力系统中的重要内容，其特性直接关系到电力系统的安全稳定运行。通常电力电子装置在电力系统中的应用特性主要表现为两个方面：①故障管理特性。电力电子装置在长期运营过程中，由于温度过高或温度循环波动等因素的影响而导致电子装置出现故障；而故障管理方法可以预测和诊断电子装置的故障，并结合诊断结果来采取有效的保护维修措施。同时以电子装置故障激励为依据，对装置剩余工作年限进行推测，继而提前采取措施进行预防；②可靠性。对于电力电子装置而言，其可靠性取决于电子装置的平均维护时间、平均无故障运行时间、故障率等各种指标，会对电力系统应用效果产生影响。随着科技的发展和产品市场的多元化开发，社会对电力资源的需求不断增加，这就对电力系统的控制要求提出了更高的要求。可以在电力系统中引入电力电子装置，有效评估电力电子装置的可靠性，为电力系统的管理、检修、运行工作提供指导信息，继而保证电力系统运行的稳定性与安全性。
3 电力电子装置在电力系统中的应用
3.1 发电中的应用
我国传统电力系统在发电过程中，往往会消耗大量的能源，污染环境。而新型电力系统在发电时要合理利用可再生的能源，如太阳能、风能与水能等，以此提高能源的利用率。现阶段，电力电子装置在发电环节的应用具体如下：1）光伏电站装置。光伏电站的发电是以太阳能的利用为主，大型光伏电站使用的电力电子装置包括两种类型：一是处理不稳定电能的装置，如滤波器、升压变压器、汇流器、逆变器等；二是将太阳能转变电能的装置，如光伏阵列元件。在实际应用过程中，太阳能发电装置还存在一些问题，如光伏阵列元件中存在的多峰值等，这就需要加强光伏电站装置的研究力度。2）风力发电装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于风力变化的速度极快，在风力发电过程中需要借助电力电子装置，利用逆变器与整流器来逆变或整理风能，使其形成稳定的电压与频率，保证电能资源运用的安全性与稳定性。3）水力发电装置。水力发电装置是对水库位置高低变化进行调节，通过势能的改变来发电。
3.2 储能中的应用
电力系统供电时经常会出现高峰负荷风电时段，该时段对供电的需求量较大，而电能存储可以有效缓解这一时段的供电需求，保证电网的正常运转，促进电网运行效率的提高。同时电能存储可以降低故障发生率，增强电能的效率与质量，为用户提供可靠、安全、优质的电能，更好地满足用户的实际需要。一般电能存储有多种方式，而能达到兆瓦级的存储方式有三种：1）电池储能：应用全钒液流电池、纳流电池、锂离子电池等存储电能。2）压缩空气储能：如果供电需求处于高峰时段，可以适当释放高压空气，驱动发电机进行发电；如果供电需求处于低谷时段，可以利用空气压缩机，将电能转为高压空气方式后进行存储。3）可调速抽水蓄能：抽水蓄能电站包括发电、输水、下水库、上水库等系统，但是只有在变速的情况下才能达到良好的发电效率，因此在实际工作中可以采用转子绕组励磁方式，适当调整励磁电流的振幅与频率，进而储存更多的电能。
3.3 在微型电网中的应用
微型电网是小型发电配电系统，由分布式电源、储能设备、变化器等装置组成。使用功率变换器进行调节，使微型电网与外界电网进行联网运行，达到局部功能平衡与局部能量优化。外界电网出现问题时，经由变换器解列，使微型电网进入到独立运行状态，使其继续向较为主要的位置输电，加强了用电安全性。通过实践经验得知，分布式电源以微型电网方式连接到外界电网进行同步运行，充分发挥了分布式电源的效果。使用微型电网过程中，分布式电源与储能装置的连接，使用多个变换器的方式进行或者使用一个多变接口的变换器进行。其中使用多个变换器过程中，不同的控制器处于独立位置，需进行通信方式调节工作进程，特点是成本高、通信市场不可控制。多变形式的变换器在使用过程中，可达到输入输出变换器，特点是提升可再生能源的利用率与完善能源管理。
3.4 输电中的应用
电力电子装置在输电环节的应用表现在如下几个方面：1）直流输电：直流输电多用于电网互联、城市供电和可再生能源发电等领域，包括柔性直流输电和常规直流输电。其中前者是利用全控器件换流器来转换电流，能够独立调控无功功率与有功功率，不需要滤波，可实现无源负荷功能与无功补充等功能，而后者则是利用晶闸管换流器转换电流。2）分频输电：在低转速的发电机发电系统中，如风电发电和水能发电，大多选用的是分频输电的形式，借助低频率传输电能来抑制电压波动，增强传输效率，促进交流输电线路电气距离的减少。3）固态变压器：固态变压器可以有机结合电磁耦合电能变换技术与电力电子转换技术，继而合理调节电流或电压的相位和幅值，有效控制电能传输，保证输电的稳定性与灵活性。
结语
随着环境污染和能源消耗等诸多问题的增多，环保与节能理念越来越受到人们的关注，电力系统在这种环境下逐渐朝着可持续的方向发展。而电力电子装置作为科技时代背景下的产物，可以从发电、储能和输电等环节出发，将更为科学和先进的电力电子装置应用于电力系统中，有针对性攻克装置应用中出现的技术问题。这样可以有效提高电力电子装置的稳定性与安全性，节约使用成本，实现电力系统的转型及其性能的改善，促进电力系统的智能化与信息化发展。
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赵宁远，女，汉，学历：本科在读，研究方向：电气工程及其自动化，供职单位：青海大学，供职单位所在省市：青海省西宁市，单位邮编：810000
论文作者:赵宁远
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/17
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