《电力电子系统在控制技术中的应用策略研究》

发表时间:2020/7/30   来源:《当代电力文化》2020年第5期   作者:吴业鹏
[导读] 现阶段,电力电子系统逐渐被应用到电气控制领域,使电气控制水平得到飞速

        摘要:现阶段,电力电子系统逐渐被应用到电气控制领域,使电气控制水平得到飞速发展。基于此,本文针对电子控制中电力电子技术的应用进行探讨。
        关键词:电力电子技术;电子控制;应用效果
引言
        电力电子技术作为现代科技高速发展下的产物,推动着电力系统的发展,将现代化的电子技术与电力行业紧密结合,对现代电力行业当中的新技术的应用和开发产生直接影响,更与人民群众的日常生活、社会的和谐稳定息息相关。
        1电力电子技术发展情况分析
        1.1电力电子技术对电气控制技术的重要价值
        现阶段,电力电子技术在电力系统中的应用范围不断扩大、应用水平也在逐渐提升,电力转化与可控系统当中的电子构件,能够有效提升电力系统工作质量与工作效率。同时,电力电子技术对于整个电器控制领域而言,也具有着直观决定的重要地位。电工原理、现代电子学以及智能化、自动化的控制技术,相互依托、相互作用的背景下,共同构成了先进的电力电子系统。这种系统能够有效控制各种各样的电气设施,精准检验电气系统当中海量的数据信息,在发生问题或故障的过程中,实现自动化的实时报警。并且,将电力电子技术应用于电气控制当中,还能达到对设备运行状态的动态化监督管理,大幅提升电气控制的整体质量[1]。
        1.2电力电子技术发展情况分析
        随着人类科技水平的不断提升,电力电子技术逐渐走进现代人视野,也成为相关学术领域重要研究课题。电力电子技术自诞生以来,大致经历了两个发展时期,即电子构件制造时期和将电力电子技术应用于电路当中的时期。在技术水平的不断推动下,电子构件制造与电路当中的有效应用均得以快速发展。在电子构件方面,具体分为三个主要阶段,即不可控、半可控以及全可控。现阶段,电力电子技术在电气控制中的应用不断深化,逐渐实现全自动,甚至智能化的控制。
        2电力电子系统在控制技术中的应用策略
        电力电子技术在控制技术当中的使用,表现在以下几个主要方面,包括在电路保护中的应用、在开关控制中的应用等等。为高质量提升电力系统的稳定性和可靠性,我们可以充分利用电力电子系统对电路实施精准控制,也可以利用电力电子系统掌握电气设备各个构件的运转状态。
        2.1开关控制设备的运用
        在电力系统复杂程度、功能性不断提升的作用下,其电磁兼容水平需求也在随之增加,对电力设备质量提出更高要求。传统模式下的电气系统,为达到节省空间的目的,普遍选择常规开关对变压器实控制。虽然这种方式能够有效提升空间利用率,然而其本身也会对电气系统造成一定程度的电磁干扰,不利于设备的正常使用。为解决电磁干扰问题,降低噪声现象,可以将电力电子系统为核心的软开关应用其中,在提升电气设备可靠性与稳定性的同时,进一步实现电气控制的科学化发展[2]。
        2.2电路保护设备的应用
        电路保护设备作为电气系统中的重要组成部分,对整个电气系统的正常运行产生直接影响。当电力电子电路出现问题期间,电路保护设备能够对其产生有效的保护作用,及时作出与之相应的保护措施。现阶段,常见的电路保护设备包括高效熔断器、继电器等等。然而,随着电子领域技术水平的不断提升,电力电子构件逐渐向更加轻便、小巧的方向发展,同时其功率也变得越来越大。因此,传统电路保护设备已经难以满足当下日益提升的要求。将电力电子系统应用于电路保护设备当中,有效结合电路检验设备相关信息,在检验到电路电流期间,能够快速完断电保护,大幅提升保护工作的质量和及时性。
        2.3静态无功设备的应用
        随着我国经济社会的不断发展,人民群众的用电需求不断增加,对电网功率要求提出巨大挑战。

主要表现在电网当中功率变化频率的提高,对电网可靠性、稳定性产生一定程度的负面影响,使电路当中的低频振荡难以控制。然而,将以电力电子技术为核心的静态无功补偿设备应用其中,能够大幅增加电力系统负荷水平,减少功率损耗,实现电路电压有效控制,全面提升电力系统的工作质量。此外,在电气设备中,属于交流异步电动机和感性负载的变压器,在运行过程中是无功功率和有功功率都要消耗的设备,而在保证电能质量不可缺少的方面,有功电源和无功电源是相同的,因此,在电力系统中,要使无功保持平衡,不然就会降低系统电压,破坏设备,以及降低功率因数,严重的情况下还有可能出现大面积停电的情况,而为了避免此类事故的发生,当电气设备或电力网的无功容量不足时,就要提高设备功率和增装无功补偿设备。目前,在国外较多的变负荷风机和水泵都采用交流调速,而在我国还需要进一步的推广。风机和泵类等在变负荷机械采用节流阀控制水流量和风流量或用调速控制代替挡风板能够取得较好的效果,不仅效率高,精准度也较高,能够达到将近30%的节电率,但是也具有产生高次谐波污染电网、成本高的缺点[3]。
        2.4高压直流送电的应用
        传统电厂送电类型普遍以交流电为主,然而在交流电的送电过程当中,会出现较为严重的电能消耗,与国家可持续发展战略、生态发展战略不符,并且不利于有效控制的实现。鉴于此,现代电厂通过高水平的直流送电技术,将交流电有效转化为直流电,实现超远程、高电压送电。然后,直流电在经过超远距离输送后,抵达变电站。通过变电站中相关设备的处理,再使直流电转化为交流电,为人民群众的用电提供坚实保障。
        2.5配电环节的应用
        配电系统中有几个急需解决的问题,那就是怎样加强供电的可靠性和安全性以及提高电能质量,电能质量控制需要满足许多的要求,如电压、谐波以及频率不对称的要求,抑制各种瞬态的干扰和波动的要求等,在这技术上发展起来了用户电力技术或延伸了柔性交流输电技术,它是现代控制技术和电力电子技术在配电系统中的综合应用。目前,市场上对此的需求逐渐增加,这也使得此技术在市场上得到了广泛的应用,加之电力电子器件的价格随着市场的发展也在逐渐下降,因此能够预见到柔性交流输电技术的延伸将得到快速的发展。
        2.6柔性交流输电技术
        柔性交流输电技术在20世纪80年代后期问世,这项输电技术主要以电力电子技术和现代控制技术为基础,能够阻抗交流输电系统、电压,灵活、调节相位实施,还能够有效控制交流输电功率潮流,提升了电力系统的稳定性。国外在20世纪90年代之后开始逐渐将柔性交流输电技术在实际的电力系统工程中广泛应用。其设备具有方便控制、操作简单、成本低的有点,因此得到了广泛的应用。
        2.7静止励磁的控制
        静止励磁具有可靠性强、结构简单、成本低的优点,采用的方式是晶闸管整流自并励的方式,在世界各个电力系统都能够有效的被应用。而为了获得快速性调节,可以省去中间的惯性环节——励磁机,这样就改善了控制规律的方法,并且使其效果更加显著。
        结语
        综上所述,电力电子系统作为处理电力变换的新兴科学技术,能够有效实现电力功率的转化,其应用范围、应用领域不断扩大,成为影响这个电气行业发展的关键内容。虽然,现阶段电力电子系统的应用水平得到良好发展,其应用成果极为突出,但是其对其的应用仍然存在巨大研究空间。相关领域需要建立科学发展观,在完善现有应用方式的基础上,对其应用范围、应用质量进行不断探索。
        参考文献
        [1]张小倩.电力电子技术在电力系统中的实践运用分析[J].信息记录材料,2019,20(11):103-104.
        [2]顾德峰.电力电子技术在开关电源中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(20):227-228.
        [3]张魏玉璇.电子控制中电力电子技术的应用[J].南方农机,2019,50(20):195.
       
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