神华神东电力新疆准东五彩湾发电有限公司 新疆昌吉 831700
摘要：电力电子技术在电力系统中应用广泛，主要研究内容是电力变换，变换和控制电能是为了更好的使用电能，为人们更好供应电力。无功功率补偿及谐波抑制对电力系统有重要意义，可控电抗器（TCR）和晶闸管电容器（TSC）在无功补偿方面都是非常重要的。而新出来的静止同步补偿器（STATCOM）和有源电力滤波器（APF）的性能要更好。发电厂和变电所采用直流电源和不间断电源作为供电和备用电源事故的保护电源。在电力系统中，电力电子器件是非常多见的。
关键词：电力电子技术；电力系统；应用；研究
导言：电力电子技术的开发是我国科学水平发展迅速的重要标志，在应用于电力系统领域时，电力电子技术不仅能提高人类用电的有效率，同时促进了可再生能源的容纳性与适应性。在我国目前的电力领域中，由于理念、设备的落后导致存在着许多不足，而电力电子技术应用能有效完善这些问题，在对其不断深入研究中，利用电力电子技术研发了许多新的结构器件和材料，这些材料的使用促进了电力领域的发展。通过电力电子技术，能有效完善在电力系统中发电环节、输电环节、配电环节等各个方面的问题，本文对这些环节的具体应用进行详细阐述。
1电力电子技术发展及特点分析
电力电子技术是把电子技术应用于电力系统中，保证电力系统的稳定运行，提高电力系统供电质量。随着科技水平的不断提高，许多新的材料被应用与电力系统中，为电力系统中电力电子技术的应用提供了支持，电力电子技术的在电力系统中的应用，实现对电力的有效控制，用户可以更方便的使用电能。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。随着自关断器件的应用，高频化成为电力电子技术的发展方向，电力电子的控制技术在新阶段的应用还包括无功率功率控制和神经元控制等方面，目前在电力电子控制技术中传统的模拟控制已经不能满足电力电子技术发展的需要，取而代之的是微处理器的数字控制技术。
2电力电子技术发展进程
2.1电力电子技术的产生
电力电子技术是在20世纪50年代晶闸管的出现而形成的一种技术，可以分为器件的制造技术和电路的变流技术。随着晶闸管的广泛应用，人们在晶闸管的基础上生成了新的装置—可控硅整流装置，这个装置的产生标志着电力系统技术的又一次跨越，是电力电子技术产生的标志。自此步入了电力电子器件的变流器时代。
2.2电力电子器件的发展
电力电子技术在电力系统发展中前途无限，电力电子器件主要分为三代。接下来就对每一代电力电子器件的发展以及特点进行具体的介绍。第一代电力电子器件又称半控型，主要以电力二极管和晶闸管为代表，特点就是体积小、耗能低。第一代电力电子器件在电力电子技术发展初期作出了巨大贡献，迅速击败了传统电力系统中的老式整流器，为电力电子技术的发展提供了很好的基础。尤其是电力二级管能够较好的改善电路性能，且能降低电路损耗和提高电源使用率。现在整流二极管种类很多，功能也有所不一样。第二代电力电子器件又称为全控型，其特点就是具备自动关断能力，如可以关断晶闸管。同时和第一代半控型电力电子器件相比，提高了开关速度，可以运用于开关频率较高的电路中。第三代电力电子器件产生于上世纪末，属于复合型，其特点是体积更小，结构更紧凑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第三代电力电子器件将几种电力器件相结合形成电子模块，方便了电力器件的使用，也为后来集成电路的产生打下了坚实的基础。随着集成电路的出现，标志着电力电子技术向着高频化、模块化、智能化等方向迈进。
以上是电力电子器件发展经历的三个阶段，使得电力电子技术向着高频技术的现时代发展，在电力系统中占据越来越重要的地位。另外在电力电子技术发展时，增加了节能环保、智能化的特点。
3电力电子技术在输电环节中的应用
3.1轻型直流输电和直流输电技术。通常在电力系统领域中，直流输电是发电系统的主流，主要是因为直流输电能够灵活调节、并且输电容量大和运行稳定性高等特点，在很大程度上能节约物力与人力。而对于海底电缆输电和远距离输电等大型输电，目前运用比较多的还是高压直流输电。随着我国电力部门对其电力系统的深入研究，电力电子技术的应用让直流输电技术产生了新的突破，得到了较大发展，在直流输电技术上加以完善使其成为轻型直流输电，轻型直流输电的问世对于电力系统的输电环节可谓是雪中送炭，它完善了以往直流电输电技术在输电环节中的问题，与以往相比，轻型直流电在输电时不需要通过复杂的形式，可以直接向无交流电源的负荷点进行输电，大大节约了人力与物力。其主要技术便是对脉宽调制技术进行无源逆变，不得不说，这是我国电力系统的一个重大突破。
3.2电能质量技术。在电能质量技术方面，我国对于这类技术在智能电网中的应用研究不够严谨，甚至没有建立起一套完善的电能质量评估制度，在很大程度上降低了电力系统“优质经济”的有效运行。电气化铁道平衡供电技术方面的实现、统一电能质量控制器、优质电力园区的优化的问题都没得到解决，而电力电子技术的应用能够统一电能质量控制器，同时，通过蓄电池的充放电调节能够让用户在使用时自身去控制电量，以此为用户带来方便，同时创造更多的经济效益。
4电力电子技术在配电环节中的应用
对于电力系统的配电环节来说，最主要的问题便是增强电能质量与提高供电的稳定性，电力电子技术的运用刚好能解决这方面的问题。一般来说，对于电能质量的控制有着一定的考量标准，比如说对于各种瞬态的干扰和波动及满足对频率、电压、谐波的有效控制。而通过电力电子技术的应用，能有效完善在配电环节中出现的这些问题，从而提高供电的稳定。在一般情况下，人们将电力电子技术在配电环节中的应用称为DFACTS技术。它的开发是在原有FACTS技术基础上所改善发展的一种新型技术。两者技术相似，却又有很大的不同，相同的地方在于结构原理相似，不同在于DFACTS技术具有FACTS技术没有的功能，最主要的地方便是体现在对配电环节的控制功能中。
5 应用于节能环节
5.1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。因此在电气设备无功容量不足的情况下，有必要相应增加无功补偿设备，以提高设备功率因素，减少无功损耗。
5.2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。
结束语
在对电力传输进行分布时，电力电子技术更加容易调节，能够保证可再生能源大规模的发电，并且也可以将信号远程发送到控制电网上，智能电网的发展必须要采用电力电子技术。并且随着电网的发展，电力电子技术也必定会更快的发展，从长远角度看，对于电网的进一步法杖奠定了坚实的基础。
参考文献
[1]石新春,杨京燕,王毅.电力电子技术[M].北京:中国电力出版社,2010(07):128-191.
[2]张文亮,汤广福,查鲲鹏,贺之渊.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报,2010,30(04):1-7.
[3]王兆安,杨君,刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京:机械工业出版社,2004.
论文作者:王江
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第13期
论文发表时间:2017/12/18
标签：电力论文; 电子技术论文; 电力系统论文; 技术论文; 电子器件论文; 电能论文; 环节论文; 《建筑科技》2017年第13期论文;