摘要：结构合理、安全高效的电力系统是衡量社会和经济发展水平的重要标志。针对大量电能的转换与传输需求，逐步形成了现代电力系统。比如，我国、北美、欧洲等都建立了地理覆盖范围极广、负荷容量极大的跨区域互联电网。然而，随着传统电力系统的发展，逐渐暴露出一些难以克服的困难与障碍。一方面，随着电网的扩展，输电距离不断增加，输电电压等级不断升高，原有的电网发展模式逐渐受到了原理、技术、安全、经济等方面的制约;另一方面，新的发电设备、新的传输技术、新的用电负荷设备不断涌现，与原有电网在功能、接口、服务等方面都存在较大的冲突。未来电力系统的发展迫切需要依托通讯、控制、人工智能等先进技术，而电力电子技术是其中最重要的技术手段之一。
关键词：电力系统；电力电子化；趋势
引言
电力系统的发展一直与我们的生活息息相关，深刻的影响着我们生活的方方面面，其发展虽日益成熟，但有一些方面仍有待完善。例如，电能的使用效率低、电力系统的经济性不够理想，以及发电方式单一等问题。电力电子技术作为一个基于电子、电力和自动控制学科的新技术，因其变换和控制电能的能力，为电力系统的发展注入了新的动力。
1电力电子技术的起源与发展
电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整电子产品流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，促进了电力电子技术在许多新领域的应用。上世纪六十年代至七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用，开启了电力电子技术的整流时代，电解、牵引、传动等工业得到飞速发展。七十年代到八十年代，交流电机的变频调速技术发展迅速。变频调速技术是将直流电逆变为0～100赫兹的交流电，GTＲ和GTO的大规模使用将电力电子技术带入到了逆变时代，但当时的逆变还只停留在低频范围内。八十年代，由于计算机的发展，大规模集成电路向着超大规模集成电路迅速迈进，因此电力人们想到了将将集成电路与高电压、大电流结合到一起。于是，IGBT和MOSFET应运而生。由此完成了传统电力电子技术向现代电力电子技术跨越。之后，现代电力电子技术与计算机通信设备相结合，应用到了我们生活中的方方面面。
2电力电子技术在电力系统中的应用
2.1在发电环节中电力电子技术的应用
发电环节是非常复杂以及综合性的系统,将电力电子技术运用到其中,对技术的要求是非常高的。发电系统中涉及到很多的发电机组以及电气设备,很多的设备本身结构十分复杂,对科技水平的要求也非常高,在发电系统中的工作人员,一定要具备是非专业的技术,才能让电力系统的运行以及维护充分完成。在发电的环节实现对电力电子技术的合理应用,可以让电力系统更加高效化运行[2]。
2.2静止励磁系统在发电机的应用
现阶段，比较常见的发电控制形式,就是励磁控制,借助晶匣管整流电路,与系统中的电气设备建立连接,这种控制方式的结构比较简单,有着一定的可靠性,另外这种控制方式的成本也是比较低的,被诸多的企业应用。静止励磁控制就是借助对励磁机进行技术改造,将发电机惯性进行去除,从而提升系统运行的稳定性以及可靠性,经过科学的技术改造,可以更好地对控制系统实现控制,结合电力系统整体的规律以及情况,让电力设备的运行更加高效。
2.3变速恒频励磁在水力、电力发电机中的应用
在水力发电中,水的流量以及压力,这算是决定发电效率的重要因素,若是在系统的运行中,水头变化幅度在发电机限值智商,这种情况下发电机转速就会有十分明显的变化。
风力发电也是由风速来决定发电功率的,风能发电机是风力大小来决定转速快慢。因此水力以及风力是关系到发电效率的关键,为了提升风力以及水力发电的整体效率,可以对发电机组的效率展开适当调节,借助控制系统,可以对发电机组展开合理调节,经过发电机转速的适当调节,可以最大程度上,让机组的损耗得到降低,这样电力系统就可以保持良好的稳定性。
3电力系统的电力电子化趋势分析
随着电力系统内部电力电子设备和部件越来越多，它们之间产生了不同于以往的交互作用，且比重日益增大。由于把握深度不够，实际系统产生的一些不利影响难以掌控。随着电力电子设备比例不断增加，这些不利因素将更加显著，对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。因此，需要对电力系统电力电子化面临的主要问题进行深入分析，包括:(a)系统机理分析与建模，如电力电子化设备/设备群的特性建模与分析、电力电子化设备高占比情况下电力系统特性建模与分析等;(b)系统的动态过程机理研究，包括电力电子化电力系统暂态过程与应力特征分析、电力电子化电力系统失稳特征与稳定性分析等;(c)系统的控制和保护方法，包括电力电子化电力系统中原有继电保护适应性与探索新型继电保护原理;(d)分布式电源和电力电子设备多目标优化配置。有必要针对电力系统的基本物理特征，改变以往针对单个电力电子装置和局部问题的研究，要更加关注系统与设备、设备和设备之间的整体关系。建议主要研究方向包括:(a)非线性条件下电能变换的多维度物理机制分析:从能量流、功率流等角度建立功率理论体系。(b)多类型电源、传输、负荷设备的电磁交互作用和传播机理，以及交互影响的评估:研究多类型设备串并行相互作用建模，分析串并行演化机理及其时空关联特征，并探索多样化串并行组合方式。(c)考虑多尺度耦合效应及负荷动态特性的系统建模及分析方法针对电力电子设备或设备群机电、电磁控制环节和内部结构的关联机制，分析主要环节的输入激励-输出响应关系，建立设备的多时间尺度模型。(d)电力电子化电力系统的动态行为特性，及其对电力系统稳定性的作用:从主要环节的功率存储和损耗特征，分析电力网络多时间尺度动态特性。(e)电网故障后电力电子化电源及负荷设备的响应特性，以及系统级的保护与控制特性研究:研究功率不平衡、小扰动、大扰动条件下，不同电力电子设备的动态特性，分析电路和控制在动态过程按逻辑切换的描述方法，建立多时间尺度下的电压、频率模型。研究不同故障深度及持续时间情况下，故障发生持续和切除过程中，设备主要环节的状态演化描述方法，建立故障下设备与网络故障模型，研究常规保护的适应性，并尝试构建适应电力电子化系统的新型继电保护原理。(f)系统可靠性、不确定性风险及经济性评估新方法等，如考虑电源不确定性的源网荷协同规划方法。
结语
电力系统中的电力电子化设备占比越来越高，设备与系统以及设备与设备之间的交互作用越来越复杂，对电力系统运行特性的改变也越来越明显。因此需要以新视角、新理论、新方法来解决新问题，以实现电力系统安全、稳定、高效、长期地运行。
参考文献
[1]钱少伟.电力系统中电工电子技术的特点与应用[J].现代工业经济和信息化,2017(9):48-49.
[2]胡斌.电力系统中电子电力技术的应用[J].黑河学院学报,2017(10):219-220.
[3]毕坤,李建伟.电力电子技术在电力系统中的应用[J].科技展望,2015(25):83.
[4]王鹏凯．基于电力电子技术在电力系统中的应用研究[J]．中国战略新兴产业，2018(16):119．
[5]张速江．电路系统中电力电子技术的应用分析[J]．山东工业技术，2018(08):189．
[6]王钢．电力电子设备在电力系统中的应用研究[J]．山东工业技术，2018(06):137-138．