探究电力系统中电力电子装置的有效运用

发表时间:2020/9/4   来源:《当代电力文化》2020年第10期   作者:张作刚 钟少伟
[导读] 电力系统保持稳定给国内国民经济相关发展具备特别重要推动作用,国内针对有关电力系统相关装置功能提出了全新要求
        摘要:电力系统保持稳定给国内国民经济相关发展具备特别重要推动作用,国内针对有关电力系统相关装置功能提出了全新要求。电力系统中的发电、储能装置转换功率以及交直流电网的互联等等都是需要依靠电力电子装置来完成的。电力电子装置是一种能够提高电网安全性的智能化设备,不仅能提高电网的供电能力,还能提高电力系统的管理水平。因此,对于探究电力系统中电力电子装置的有效运用具有重要意义。
        关键词:电力系统;电力电子装置;有效运用
        
        1电力电子装置的特点
        1.1电力电子装置的可靠性
        随着经济水平以及科学技术水平的不断发展壮大,电力电子装置的产业也在不断发展,人们日常生活中对于电力资源的需求水平也是不断上升的,自然而然的对电力电子装置提出了更高的要求,最为重要的就是装置的可靠性水平,是整个电力系统平稳运行以及关乎电网安全的重要保障。因此,一个优越的电力电子装置需要拥有较低的故障率、较长的运行时间以及使用的效果和效率的。
        1.2电力电子装置的故障管理
        电力电子装置在长时间的运营过程中出现故障是无可避免的。一般情况下,电子装置出现故障的原因是由于温度过高,或者温度循环的波动所造成的。而故障管理方法是对电子装置的故障进行诊断和预测,并根据诊断的结果及时采取相关的维修工作及后期的保护措施。同时,还可以通过电子装置的故障机理推测装置的剩余工作年限,可提前采取预防措施。
        2电力系统中电力电子装置的有效运用
        电力电子装置在电力系统的不同环节的运用,都是依照对应电能供应特点和规律基础上进行的优化设计,其可能起到的效果是不一样的。通过对于当前电力电子装置在电力系统中的应用实践,笔者认为可以将其效能分为以下几个方面的内容:
        2.1在发电过程中的合理运用
        在发电过程中,电力电子装置的效能是不容忽视的:其一,处于大型发电机组的环境中,静止励磁技术的融入,可以以调整和控制的方式,使得对应的速度得到控制,也使得管控操作行为朝着简单化方向发展,由此带来的就是发电厂运行性能和效率的全面提升;其二,处于水力发电环境中,会运用到的交流励磁技术,可以用调节水头压力或者水流量的方式,使得两者处于动态变化的态势,由此使得发电过程在高效的状态下进行,无疑会使得发电的效率得到全面提升;其三,处于风力发电环境中,为了规避不稳定因素带来的负面影响,积极使用交流器,以整流器和逆变器之间相互转换的方式,保证电能发电过程处于更加理想的状态,这也充分展现出电力电子装置在电力系统中的应用效能。
        2.2在电能储存过程中的运用
        电能储存是电力系统的重要环节。如果电力系统处于供电的状态,并且存在对应的高峰符合供电的情况,此时供电需求量是比较大的,以电能存储的方式可以解决这样的问题,由此使得电网在相对稳定的状态下运行,并且此时的运行效率也不是很低。除此之外,电能存储还具备以下的优势:故障发生可能性比较低,电能质量会朝着较高的方向发展和进步,这是保证电能输送过程高质量的重要前提和基础以。如果在实际电能存储中,要求达到兆瓦级的水平,可以采取如下的首先:其一,可调速抽水蓄能,保证其处于变速状态下,就可以保证可调速抽水蓄能机组处于运作状态,以转子绕组励磁的方式,使得电流频率和振幅被调整在合理的状态,此时就可以存储更多的电能;其二,实现空气的压缩,使用空气压缩机使得对应电能朝着高压空气形式转化,由此以存储的方式来处理,在需求用电的时候,再次使用驱动发电机来进行处理。


        2.3在输电环节中的巧妙运用
        处于直流输电环境中,一般主要有两种输电模式:其一,常规直流输电;其二,柔性直流输电。对于上述两种不同的方式,可以结合其不同的特点,选择更加符合要求的输电模式,并且对于不同的情境,我们需要使用不同的换流器。如果处于柔性直流输电的环境下,可以选择可再生能源在电网中的运用。
        2.4在微型电网构建中的运用
        所谓微型电网,是指小型配电系统中,其一般主要有分布式电源,储能装置,功率变换器,监控保护装置共同构成,如果出现微型电网与外部电网的联合,此时可以发挥功率变换器的效能,以这样并网运行的方式来应对,可以保证在出现外部电网故障的时候,微型电网可以保证电力的供应,极大的提升了电能供应的稳定性和安全性。
        3电力系统中应用电子电力装置的注意事项
        3.1对电子电力装置加强故障管理
        在电力系统中对电子电力装置进行应用过程中,由于各个方面因素影响不可避免地会有一定故障出现,因而加强故障管理也就十分必要。就当前实际情况而言,在故障管理及控制方面,所选择的方式主要包括热管理及故障管理方式,其中热管理方式主要是对器件损耗进行控制,从而防止出现瞬态热应力情况。在故障管理过程中,首先应当实行故障诊断,依据具体诊断结果对故障进行识别,此外还可依据不同部件故障机理,从而预测故障问题。对元件故障及子系统故障,可选择准正常运行能力,从而保证在有故障出现时,电力电子仍能够使实际应用功能得到较好满足。
        3.2对电力电子装置可靠性进行评估
        在电力电子装置实际应用过程中,为能够使其应用价值得以充分体现,十分必要的一项内容就是对电力电子装置可靠性、故障率以及维护时间与使用率等相关方面实行评估。在实际评估过程中,可靠性属于十分重要的一项指标,在较好进行可靠性评估的基础上,可对电力电子装置管理更加有利。通常情况下,对于电力电子装置可靠性评估而言,其主要就是从元件及系统层面实行建模,其中元件可靠性模型主要为功率器件故障率建模,电解电容故障率建模,对于系统层面可靠性模型而言,其主要包括组合模型及累加模型。
        4电力电子装置在电力系统中的应用前景
        国内电力系统的智能化水平正在高速提升,电子装置的更新以及完善速度也是非常喜人的,可以预见的是未来无论是软件技术还是硬件装置,对电力系统的发展都能起到极强的推动作用,同时国内电力行业的高速发展还需要以来技术上的不断创新,不断提升系统自动化的水平,一些电子装置应用上的问题还需要解决。例如国内大型的光伏电站中使用的固态限流器,在研究方面还是需要不断完善,这样才能将光伏电站的实际价值发挥出来,才能体现出现代化技术的优势,在储能系统中有关变换器的功能设计还是需要完善的,尤其是多能源功能,这对能源利用的进步以及提升发电的环保效益都是非常重要的问题,在柔性交流电的研究领域也有一些问题需要完善,大容量装置中涉及到非线性分析,这些问题都是需要解决的,才能促进电力系统的长远发展。
        结束语
        电力系统的平稳运行不仅对于国家电网的安全有着重要的影响,对于国计民生也是十分重要的。电力电子装置具有发电、输送及存储电能的作用,可充分提高电能质量、保证系统性能的升级优化,可促进电力系统实现升级转型管理。除此之外,我国还应该加强电子装置可靠性、故障运行等关键技术的研究,实现我国电力逐渐走向智能化,从而促进我国电力行业的长久发展。
        参考文献:
        [1]周凯.电力系统中电力电子装置的应用分析[J].科技创新导报,2019,16(31):11-12.
        [2]王胜斌.电力电子装置在电力系统中的应用[J].黑龙江科学,2019,10(16):96-97.
        [3]赵杨辉.电力系统中电力电子装置的应用[J].通信电源技术,2019,36(06):166-167.
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