摘要:电力的发展与广泛应用,为人们的生产生活带来了巨大的影响,为国民经济的发展带来了新的契机。近几年来,新能源发电的大量出现,如水力发电,风力发电,核能发电,地热能发电等等,使得电力系统中的绿色能源比例正在逐步增加。同时,在新能源发电的过程中不乏电力电子的影子,甚至可以说:电力电子技术的发展推动了电力系统的改革。可以在电力系统中应用电力电子技术,从而有效地解决电力系统在发电环节,输电环节,配电环节等各部分存在的一些问题。然而由于国家电网体量较大,改革进程相对较缓,电力电子技术在电力系统中的应用还正在探索阶段。但可以肯定的是电力系统中电力电子技术广泛应用的浪潮已势不可挡。本文就主要针对电力电子技术在电力系统中应用现状以及未来发展形势作出简要分析,希望能够为相关方面的研究提供一些参考。
关键词:电力系统;电力电子技术;应用
引言
在电力企业的生产发展中引进电力电子技术,为电力事业的发展提供了新的发展方向与动力,也给电力事业的长远发展带来了新的可能性,电子技术一方面能够提高电力生产过程中的调控精度,实现高效率的电力生产,另一方面电子技术在电力系统中的应用能够帮助电力企业的流程实现自动化,电子技术应用到电力系统可以帮助我国电力系统的进一步完善,并且促进我国电力事业发展。
1电力电子技术的概念
电力电子技术属于新兴领域的重要科技,在电力方面有着十分重要的应用。在电力电子技术的支持下,可以让电网的运行更加高效,提升电网整体的质量。电力电子技术就是借助一些电子元件,对系统展开控制。从而减少在系统内的运行故障,让系统的运行可以更加高效,结合现阶段电力电子的主要功能,可以将电力电子技术,分成制造技术以及交流技术。电力是电力电子技术最主要的应用途径,可以对电网实现管控以及监控,然后减少电网内的运行故障,让人工的操作可以得到降低,并且减少后期进行电力维修的难度。另外在计算机技术的支持下,借助电力电子技术,可以将各类的电力数据传输给调度中心,调度中心会经过对数据的分析,提出具体的调度方案,从而让电网的运行更加稳定。如今电力电子已经是高等教育领域十分重要的基础课程,关系到电力发展受到国家的高度重视。
2电力电子技术在电力系统中的应用
2.1新能源发电
我国目前的新能源发电主要包括水力发电、风力发电、太阳能发电、核能发电、地热能发电、潮汐能发电。其中由于核能技术保密,地热能发电和潮汐能发电在电网中占的比重很小,本文将不进行讨论。在水力,风力发电的过程中,电力电子技术的应用使得发电环节中的设备更加稳定可靠的运行。就早期使用的水轮机来说,它采用的是机械液压调速,机械液压调速具有简易可靠,能完成基本的调速等优点。在19世纪受到了大力推捧,同时,离心摆技术是机械液压调节的核心技术,但这项技术耗电量较大,且效率低下,若将调频变速技术应用其中,就可以有效地降低耗电量,提高运行效率,极大地提高电能的转化比。调频技术离不开调频器,从调节效果而言,机调过渡过程较长,超调量较大,指令信号执行缓慢,稳定域窄。电气调速相较于机调就几乎不存在这样的问题,在今天低压调频技术已经愈发成熟,大量的调频产品出现在人们的视野中,水力发电中的水泵运行效率低下的问题得到解决。太阳能发电又称光伏发电,但其实还存在太阳能热力发电、光化学发电等等。太阳能电池板所发出的电力为直流电,电压大约在20伏左右,这时候就需要通过电力电子中的BOOST电路进行升压,在通过逆变电路逆变成交流电。并且可以用微机跟踪电网相位变化,同时可以调整输出电流的幅值大小,来减小电网的波动。
2.2电力电子技术在电力系统输电环节中的应用
直流输电相对远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电优势独特。直流输电技术和轻型直流输电技术是目前输电环节中的重要方式,也是降低输电损耗和提高输电效率的关键手段。在实际经营过程中得到了广泛的应用并取得了积极的效果。结合直流输电技术和轻型直流输电技术的特点来看,电力电子技术在其中发挥了重要的支撑作用,电力电子技术是构成直流输电技术和轻型直流输电技术的关键,也是保证直流输电技术和轻型直流输电技术能够得以正常运转的基础,在实际应用过程中,为直流输电技术和轻型直流输电技术提供了必要的技术支持。交流输电技术现如今推广与应用柔性的交流输电技术是我国电力系统的工作人员在交流输电方面的主要研究内容。弹性补偿技术与柔性交流输电系统的技术在实质上是相似的,即对发电输电系统的电压及线位的控制。柔性交流输电技术是传统交流电力系统通过电力电子技术改造而来,它能够同时降低输电损耗、加强电力系统运行的稳定性。
2.3电力电子技术在电力系统配电中的应用
当前的配电环节中,配电系统仍然存在很多技术问题。一方面,电能损耗较大,无法满足企业对高效率配电的需求,致使电力系统的输电效率低下,另一方面,配电系统提供的电能质量不高,经常出现不规则波动与干扰,无法实现企业需要的特定的频率、电压的电能。因此,实现配电过程的高稳定性与低损耗性是电力系统中的配电环节急需解决的问题。面对这一问题,电力电子技术提供了有效的解决思路。设计者往往利用变换技术与变压设备,提高配电系统实效性,电力电子变压器在传送分配电能过程中,可以对电能实施及时的转化与控制以及对电网谐波的动态控制,调节过程是依据电力需求进行自我调节的,抑制了输电效率的降低,有效解决了配电系统电能质量不高、传输不稳定、输电功率低下的问题。
2.4电力电子技术在电力系统节能环节中的应用
风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量收到了良好的效果。对于电力传输过程而言,如何有效节能是电力传输的关键。在节能环节中,电力电子技术主要应用在变负荷电动机的调速运行上,通过对风机泵类等负荷机械的有效调整,使其在运行中能够根据不同的需求,采取不同的频率,通过变频调速的方式保障风机和泵类正常运行,同时在能源消耗上尽可能降到最低。这种方式对于解决风机和泵类的能耗问题和降低风机和泵类的额外能源消耗具有重要作用。在目前的运行中,应用了电力电子技术形成了对整个电气设备无功损耗的调整,使发电过程中和电力传输过程中所用到的设备能够在功率因素上得到提高,在无功损耗上得到降低。通过优化和调整设备运行方式以及变频调速的方式实现了这一目标。由此可以发现,电力电子技术对整个电力调节过程中的设备和运行方式产生了重要的影响,在运行过程中解决了关键的技术问题。
结束语
综上所述,电力电子技术对我国电力事业的发展有着重要意义,尽管如此,我国的电力系统中电力电子技术的应用仍然存在着一定的缺陷,象在电力系统当中的电子技术缺乏较高的稳定性,与设计的预期效果差距较大,对于如何解决类似的一些问题是当前电子技术在电力系统当中应用的最主要的任务,只有有效的解决好这些实际问题后我国的电力系统的可持续性发展才能得到保证,所以电力电子技术与电力系统的的相关研究也是势在必行的。
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