试论现代电力电子技术的发展趋势论文_汤晓彤,张国,赵飞

试论现代电力电子技术的发展趋势论文_汤晓彤,张国,赵飞

(国网北京石景山供电公司 北京市 100043)

摘要:当前电力电子技术的大体方向主要是由传统低频技术处理转换到现代高频技术,而且慢慢替代传统电力电子器件整合时代。电力电子技术发展主要源于硅整流器件,然后从整流器时代慢慢发展到了逆变器时代,现代变频器时代也慢慢被取代了。

关键词:现代;电力电子;发展趋势

一、电力电子技术应用的必要性

1.1优化电力资源配置

将电力电子技术运用在智能电网中,能够有效优化电力系统中资源配置,尽可能的提升电能资源的利用率。我国地域面积广阔,输送电能的环境较为复杂,而如果使用电力电子技术,将可以很好地保障电能资源输送到更大范围,进而提升当地居民的生活质量。同时,电力电子技术的应用,有利于降低生产电能过程中能耗,实现人与自然和谐发展和真正意义上的节能减排。

1.2维护设备稳定运行

电能是支持人们日常生产经营的重要保障,如果电力系统或输电线路出现故障,不仅会影响整个电力输送过程,更会给企业或个人带来巨大经济损失,因此,相关部门和工作人员应借助电力电子技术,保障电网的安全性和可靠性,维护设备的稳定运转。

1.3提升电能质量

随着我国城市化和工业化进程的深入推进,对电能资源的需求越来越大,为进一步满足工业等领域等电能的需求,应不断研宄电力电子技术,将其与智能电网有机统一,动态监测电力系统的运行,及时预警电力系统中可能存在的故障,提升电能输送质量,从而更好地满足用户用电需求。

二、应用电力电子技术现状

2.1一般工业

由于各种类型的直流电动机大量的应用在工业领域。直流电动机所具备的调速性能比较好,不管是给其供电的直流斩波电源还是可控整流电属于电力电子装置。而在近些年时间以来迅猛发展的电力电子变频技术背景下,导致交流电机所拥有的调速性能能够媲美直流电机,交流调速技术在比较短时间内得到广泛应用,并且牢牢把控住主导地位。不管是几百瓦的数控机床伺服电机,还是几千千瓦的各种轧钢机,另外还有矿山牵引等这些场合都对于电力电子交直流调速技术广泛应用。在这些年以来部分要求的调速性能比较低的大型鼓风机也进行电力电子装置也就是软起动装置应用。直流电压广泛应用在电化学工业当中,在电镀装置、电解食盐水、电解铝等必须具备大容量整流电源。除此之外,冶金工业当中的高中频感应淬火电源、直流弧炉电源、加热电源也广泛应用电力电子技术。

2.2交通运输

电力电子技术也会得到广泛的应用在电气化铁道。根据对电气机车进行分析,那么其中的直流机车实施的就是整流装置,在交流机车当中实施的则是另外的变频装置。铁道车辆当中普遍使用直流斩波器。电力电子技术在未来磁悬浮列车当中是属于一项十分关键的技术。除了牵引电机传动,车辆当中的各种类型的辅助电源都必须借助于电力电子技术才能发挥作用。电动汽车当中的电机必须借助于电力电子装置实施驱动控制与变换电力,那么充电电动汽车的蓄电池还依赖于电力电子装置。而高级汽车当中往往应该存在相当数量的控制电机,这也应该借助斩波器与变频器驱动控制。在船舶与飞机当中必须具备要求不同的电源,那么不管是航海还是航空都必须应用电力电子技术。当将电梯归结到交通运输的范畴之内,在电梯当中也必须具备相应的电力电子技术。以往电梯绝大多数采用的系统是直流调速,可是近些年的主流则是交流变频调速。

2.3电力系统

电力系统当中十分广泛的应用电力电子技术。根据相关数据显示,发达国家当中用户最终使用的电能将近六成以上电能至少凭借一次以上电力电子变流装置实施处理。电力电子技术在电力系统的现代化进程当中是属于一项十分关键的技术。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆甚至能够这样说,当并不存在电力电子技术,那么根本无从谈及现代化的电力系统。直流输电存在比较大的优势在大容量与长距离输电过程中,不管是在受电端逆变阀还是在送电端整流阀都是实施晶闸管变流装置。而在最近才逐步应用的柔性交流输电的实现也是借助电力电子装置。电力系统当中无功补偿和谐波抑制存在十分重要的意义。晶闸管投切电容器与晶闸管控制电抗器属于特别重要的无功补偿装置。新型的有源电力滤波器与静止无功发生器存在优越的无功功率和谐波补偿的性能。电力电力装置在配电网系统当中不但可以实时预防瞬时电压跌落、闪变、电网瞬时停电等,还能够控制电能质量,将供电质量有效改善。变电所就是将可靠交直流操作电源提供给操作系统,蓄电池充电也必须借助电力电子装置。

三、现代电力电子技术的发展趋势

在当前科学技术快速发展的新形势下,随着电力电子技术的不断革新,其发展达到了一个较高的水平。现代电力电子技术主要是对电源技术进行开发和应用,可以说电源技术的发展是当前电力电子技术发展的主要方向。

3.1现代电力电子技术向模块化和集成化转变

电源单元和功率器件作为现代电力电子技术的重要组成部分,是电子器件智能化的核心所在,其组成器件具有微小性,因此电力电子器件结构也更为紧凑,体积较小,但其能够与其他不同器件的优点进行有效综合,所以其具有显著的优势。也加快了现代电力电子技术向模块化和集成化转变的进程,为电力系统使用性能的提升奠定了良好的基础。

3.2现代电力电子技术从低频向高频化转变

变压器供电频率与变压器的电容体积、电感呈现反比的关系,在电力电子器件体积不断缩小的情况下,现代电力电子技术必然会加快向高频化方向转化。可控制关断型电力电子器件的出现即是现代电力电子技术向高频转化的重要标志。而且随着科学技术发展速度的加快,电力电子技术也必然会向着更高频的方向发展。

3.3现代电力电子技术向全控化和数字化转变

传统的电力电子器件在使用过程中存在着一些限制,而且关断电器时还会产生一些危险,自关断的全控型器件在市场上出现后,有效地弥补了这些限制和避免了危险的发生,这也是现代电力电子技术变革的重要体现,表明现代电力电子技术加快了数字化发展的进程。

3.4现代电力电子技术向绿色化转变

现代电力电子技术向绿色化转变主要表现在节能和电子产品两个方面。相比于传统的电力电子技术来讲,现代电力电子技术的节能性更好,这也实现了发电容量的有效节约,对环境保护带来了较好的效果。一直以来一些电子设备会将严重的高次谐波电流入到电网中,给电网带来较大的污染,导致电网总功率质量下降,电网电压出现不同程序的畸变。到了上世纪末期,各种有源滤波器和补偿器的面世,实现了对功率参数的修正,从而为现代电力电子技术的绿色化发展奠定了良好的基础。

结语

电力电子技术作为经济发展的重要基础,在各个行业中被广泛的应用,对经济的发展有着不可忽视的作用。随着科学技术的不断进步相信电力电子技术会取得更大的突破,从而为国家的建设与发展提供有力的保障。

参考文献

[1]田瑾.电力电子技术的发展趋势及应用[J].电脑知识与技术,2013.

[2]翟涛.电力电子技术的应用及发展前景探析[J].黑龙江科技信息,2013.

[3]杜子韡.浅析电力电子技术的发展与应用[J].课程教育研究,2013

作者简介

汤晓彤(1990.6.28),男,学历:重庆大学电气工程与自动化学士,单位:国网北京石景山供电公司,研究方向:电力电子方向。

论文作者:汤晓彤,张国,赵飞

论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期

论文发表时间:2017/8/4

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