摘要：人们生活水平的提高，用电需求的不断增多，促进了我国电力产业的不断发展。近几年来，新能源发电的大量出现，如水力发电，风力发电，核能发电，地热能发电等等，使得电力系统中的绿色能源比例正在逐步增加。同时，在新能源发电的过程中不乏电力电子的影子，甚至可以说：电力电子技术的发展推动了电力系统的改革。可以在电力系统中应用电力电子技术，从而有效地解决电力系统在发电环节，输电环节，配电环节等各部分存在的一些问题。然而由于国家电网体量较大，改革进程相对较缓，电力电子技术在电力系统中的应用还正在探索阶段。但可以肯定的是电力系统中电力电子技术广泛应用的浪潮已势不可挡。本文就电力电子技术在电力系统中的应用展开探讨。
关键词：电力电子技术；发展；运用
引言
电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。它涉及电力电子器件，电力电子电路和系统，在我国电气化专业中是一门较为基础的课程。电力电子技术最初主要是由美国企业研发，并且在发展过程中不断对其进行革新与优化，此外随着科学技术的不断发展，此项技术逐渐得到进一步更新，成为了在电子、自动化等学科的基础性学科。该技术一般是对电力电子中的一些装置与系统实施有效的研发，在电力以及工业行业中应用较为广泛，这在较大程度上对企业的经济发展有较大的促进作用，同时也为我国经济的发展奠定良好的基础。
1电力电子技术的特点
（1）高频化。高频化通过应用电力电子技术，在实现集成化器件的基础上，促使金氧半场效晶体管（MOSFET）的工作速度从十千赫兹到数十千赫兹，电子电工器件步入高速发展时代，运行速度大幅提升。（2）集成化。集成化是通过并联多种单元型器件，集中全控型器件于一个基片上，较之传统器件，由此形成的器件具有高度集中化的特点。（3）高效化。电力电子技术中基于软件介入，促使电力系统器件及变换技术的应用效率更高，基于电子器件导通压降的减少，使线路导通损耗得以降低，应用软件技术可确保器件运行更为稳定，电力系统运行效率得以有效提升。（4）全控化。基于电力电子技术的电气元件具有自断功能，取代了传统的半控型晶闸管，电子器件功能显著提升，系统线路更为简化，运行效率有效提升，生产成本得以控制。
2电力电子技术在电力系统中的重要性
首先，电力电子技术能够合理利用并优化配置电力系统的相关资源，做到对电能的优化使用。其次，通过改造传统产业电力电子技术实现了新型机电一体化的目标，为电力系统的良好运行提供了保障。除此之外，机电设备在电力电子技术的支持下走向了高频化与变频化。最后，因为电力电子技术的发展，电力系统变得越发智能化。
3目前电力电子技术在电力系统中的应用
3.1电力电子技术在电力系统中发电环节的应用
3.1.1发电厂风机水泵的变速调频
从电力系统的整体来看，发电厂机水泵虽然是一个耗电量相对较高的发电设备，但是其运行效率却相对较低。因此一些发电厂机水泵就通过运用电力电子技术来进行变频调速，进而来达到其节能减耗的目的。通常选用高频变压器或者低频变压器来进行对发电厂机水泵的变频调速工作，但是相对而言，高频变压器和低频变压器比起来技术水平要略微逊色一些。
3.1.2太阳能控制系统
发电厂发电系统中，风机水泵运行需要耗损大量电力，占据整个发电系统的一半，发电效率较低。现如今，太阳能技术发展愈发纯熟，太阳能技术作为新能源，发电功率较大，使用太阳能进行发电时，基于电力电子技术可进一步完善核心逆变器，实现对直流电与交流电的有序转换，发电运行效率明显提高。
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3.1.3风力发电机及水力发电机的变速恒频励磁
风力发电机的有效功率与风速的关系呈三次方正比，通过变速运行风力发电机机组可以使风力发电实现有效功率最大化；水力发电机的有效功率在很大程度上受水头的压力及流量影响，并且水头的变化幅度也会改变水力发电机机组的转速。除此之外，转子励磁电流的频率可以通过电力电子技术的调整而实现输出频率恒定。变速恒频励磁技术的核心就是变频电源。
3.2在输电环节中的应用
3.2.1直流输电（HVDC）
现代电力系统发电以直流输电为主，直流输电便于调节，且输电容量大，效率高，节省人力物力，稳定性极佳。现如今，远距离或海底输电均采用高压直流输电，这种输电方式极为便捷，易于掌控。伴随着电力电子技术的发展，使直流输电技术有着全面的发展，以晶闸管换流阀为主体的轻型直流输电应运而生，该输电方式的诞生推动了电力输电的前进发展，解决了传统直流输电技术中的各种不足之处，轻型直流输电形式更为简单，在输电上可径直流入无交流电源的负荷点，借助电力电子技术中的脉宽调制实现无源逆变，由此促使我国输电系统有了全新的发展。
3.2.2交流输电
现如今推广与应用柔性的交流输电技术是我国电力系统的工作人员在交流输电方面的主要研究内容。弹性补偿技术与柔性交流输电系统的技术在实质上是相似的，即对发电输电系统的电压及线位的控制。柔性交流输电技术是传统交流电力系统通过电力电子技术改造而来，它能够同时降低输电损耗、加强电力系统运行的稳定性。
3.3在配电环节的应用
配电环节中，保障供电安全可靠性，提升供电效率与供电质量是重点问题。对于电能质量的控制不仅要从电压、频率、谐波等角度出发，满足个变量的需要，还要对各种瞬态波动进行有效抑制。配电系统中，应用电力电子技术，结合控制技术，构成用户电力（CP）技术。该技术和FACTS技术是姊妹型技术，二者极为相近。FACTS技术在于增大对交流输电的控制，提高电力传输能力，而CP则是增强配电系统中的供电稳定性与可靠性，提升供电质量。两种技术皆以电力电子技术为基础，结构功能上类似，不同之处在于额定电气值，现如今，两种技术融合为DFACTS技术。从目前的发展来看，该技术的市场应用范围越发广泛，应用前景广阔。同时，基于DFACTS技术的电气设备生产成本低，技术简单，易于大范围推广应用。
4电力电子技术在电力系统中应用前景
（1）电能质量调节。电力电子技术中功率因素调节和动态无功补偿装置可以对系统中存在的谐波进行限制，可以针对用户所需无功进行补偿，以保证电网中的电能质量处于较佳的稳定状态。目前国内一些电网提出的方法有使用SVG来提高电网电压稳定，通过载波移相的方法和最近电压逼近方法来抑制电网中的谐波。但还都仅存在于理论阶段，相信在不久的未来将应用于实际。（2）变压器的改革。目前在我国变压器还都是传统的工频变压器，但工频变压器的效率较低，且体积大，需要专人检修。而在电力电子技术中使用的高频变压器具有体积小，质量轻，效率高，可使用器件故障监测技术，从而大大减少了人力物力的投入。所以变压器的高频化是必然的，但以目前我们所拥有的技术，低频变压器在电网中的位置依然非常重要，尤其是处理较大功率的电力变压器，但随着IGBT的发展，这一状况有望改善。也许在不久的未来等到技术成熟，我们就可以用高频变压器完全取代工频变压器。
结语
电力电子技术随着科学技术的进步得到了持续的发展，但尚处于发展过程中的电力电子技术其应用和稳定性还不太理想，因此，我们要继续坚持创新和发展这项技术以实现电力系统的经济效益最大化。
参考文献
[1]李亚峰,蒋奋翘.电力电子技术发展的新趋势[J].浙江工商职业技术学院学报,2015(03).
[2]李镜亮.并联电压型有源电力滤波器的开发[D].天津大学,2015.
论文作者:贾海祥
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第04期
论文发表时间:2019/7/15
标签：电力论文; 电子技术论文; 技术论文; 电力系统论文; 变压器论文; 器件论文; 系统论文; 《当代电力文化》2019年第04期论文;