摘要：不管是在工作还是生活中,电能都是非常重要的能源。电力系统的稳定运行,能够为经济发展与人们生活带来诸多便利。这也是人们高度重视电力系统的重要原因。加强电力电子装置的应用研究,有利于电力系统安全性、可靠性的提升。
0前言
为了保障电力系统安全可靠的运行,应当对电力电力系统完善。本文针对电力电子装置在电力系统中的应用研究,将从电力电子装置概述出发,提出电力电子装置在电力系统中的应用,最后,本文将总结出电力电子装置在电力系统应用中的发展前景。希望本文的研究,能为扩大我国电力电子装置的应用范围提供参考性建议。
一、电力电子装置概述
电力电子装置是保障电力系统有效应用的重要组成部分。电力电子装置的性能,直接决定着电力电子装置的标准化和可靠性。因此在电力系统应用之前,必须对电力电子装置进行评估。第一,可靠性评估要求电力电子装置的设计符合技术规范。从系统层面建模,对其功率器件、电容等核心原件进行可靠性评估,不满足要求的需要进行改进。第二,故障运行管理要求电力电子发生故障停止工作时,能够进行离线维护,通过故障管理降低故障率。第三,硬件回路仿真要求电力电子系统满足开关频率,拥有超低延迟与并行处理功能。第四,电力电子标准模块要求在降低电力电子装置成本的基础上,具有自动运行,对保护方案进行升级的维护性能。
二、电力系统的现状分析
当前形势下,我国的电力系统已经能够实现输电与发电间的互动,有效保证供电方面的质量。然而,其配用电方面的互动、并网发电等必须要依靠电力电子装置才可以实现。在科技发展的推动下,电力系统也发生了一些变化,主要表现在这些方面:
（一）规模越来越大
目前,我国的大型电网已能够跨区域运行。尽管出现了很多电力系统,能够使电能得到良好地配置。但是,在整个电网的运行过程中,也给电网的运行安全带来了更大的考验。
（二）使用电源
这一方面的改变,可以推动其他一些能源在社会生产和生活中的应用。尽管如此,在能源的传输方面,传统的方式无法满足新要求。在当今社会,在发电方面,有不少形式存在,运行效率也非常高,然而在控制方面还存在着一些缺陷。
（三）电力系统能够输变电
不管是出于人们的工作还是生活要求,电力系统在运行方面都应具备可靠性和稳定性。对于电力变压器来说,它具备系统隔离、电压调度等性能,能够促使电力系统完成输变电的工作。就现行的电力变压器而言,尽管做出了一些改变,使其效率相比原来有所提升,然而,在应用模式方面,仍然没能够将它的根本性问题解决掉,使其依然影响着系统的运行。
二、电力电子装置在电力系统中的应用
（一）发电阶段应用
传统的电力系统发电,运用的是不可再生能源,浪费了能源又造成了环境污染。新型电力系统发电时,能够起到环保的作用,利用太阳能、风能等提升了能源利用率。这些优势的实现有赖于电力电子装置在电力系统中的应用。在水力发电装置中,其主要通过对水位高低变化收集势能,利用势能进行发电,发电组采用的是静止励磁技术,改善了发电质量和效率。另外,变流器是风力发电中的核心环节。利用风力发电装置、整流器、逆变器等对风能进行整流,加强电压的稳定性能,保持供电的持续。
（二）储能阶段应用
由于电能在使用中具有低谷和高峰期,因此对电能进行储存时要注意提升电力系统的可靠性和稳定性。在水利储能装置方面,通过电力功率的转换,实现功能备用等能源的作用,利用抽水蓄能机组励磁电流的幅值与频率进行转换。在电池储能装置方面,通过低功率的直流变换器,保持电流平稳,通过拓扑结构实现电流、电压的高低变化,电力电子装置的应用减低了损耗,同时提升了储能效率。在亚索空气储能装置方面,其应用是利用压缩机受到富余电力驱动的原理,驱动发电机发电。
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（三）输电阶段应用
输电阶段的应用包括三方面,分别为直流输电、分频输电、固态变压器电力转换。直流输电需要采用柔性直流输电换流器,保证功率的独立可控性,进行无缘负荷供电。分频输电较尽量减少交流输电线路距离,提升系统整体传输能力。固态变压器的使用,需要采用电磁耦合变换技术,对电能质量进行调节,提升电力系统的稳定性。在输电阶段,电力电子装置的应用,使电力系统实现了高容量、长距离的电力传输。其原理是利用了变流器、换流器等减低能源损耗。在电力输送过程汇总,输电网出现故障或意外,很有可能造成严重经济损失,严重情况还会使工作人员发生伤亡。而电力电子装置的高效性应用,确保了异常情况的及时发现,进而为解决问题提供了可靠依据,使资源与经济的损失降到最低。
（四）电能供给应用
社会经济的发展决定了人们对电能的需求越来越大。但是可再生资源又具有一定的局限性,由于季节与自然因素的影响,不能保证实时的供应。电力系统只能通过提升电能的利用率,才能跟得上人们的需求。电力电子装置在电力系统中的应用,对提升电能利用率方面具有很大作用。例如,其中的动态电压恢复器能够降低电压给设备造成的损害,其中的谐波治理装置也能够控制谐波走向,以减低电能的消耗。链式静止同步补偿器,可以通过无功补偿,降低电压扰动,维持电力系统的正常运行。
（五）智能化系统应用
随着环保观念的盛行,电力系统也必须走向智能化,保证其可持续发展性。如今,只有高度智能化和自动化的电能传输网,才能够被企业和大众认可,这种传输电网被称之为智能电网。自动化的控制技术,能够对网络节点进行有效控制,保证电能的流动性。通过变换器的使用,实时调节用户功率,使能源的使用效率提高。电力电子装置对电力系统的集成工作具有协同功能,进一步促进系统安全性。
（五）电能的输送环节
1、分频输电。在电能的传输方面,该系统使用的频率是比较低的。这能够使电气距离有效缩短,从而使其传输性能方面的优势表现得更加明显。而在风力、水力等发电系统里,发电机在运行过程中,其转速是比较低的。这种系统在发电与输电时,就可以依靠低频来完成。
2、固态变压器。这在目前的电力系统之中,属于一种新型的变压器。它能够变换电流与电压的相位和幅值等,并能够在一定程度上调节电能的质量,使当前的电力系统在运行中更加稳定。
结束语
电力电子装置在工业生产与人们的日常生活中,都具有非常大的作用。为我国的国民经济做出巨大贡献。本文针对电力电子装置在电力系统中的应用研究,是从电力电子装置概述出发,提出了电力电子装置在电力系统中的应用,包括发电阶段应用、储能阶段应用、输电阶段应用、电能供给应用、智能化系统应用等。最后,本文总结出了电力电子装置在电力系统应用中的发展前景,以不断完善电力电子在电力系统中的应用。希望本文的研究,能为我国电力电子装置的应用与发展提供一份借鉴。
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论文作者:刘云峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
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