电力电子技术在电力系统中的应用

王佳伟

【关键词】电力系统;电力电子技术;应用

一、引言

有关电力电子技术，不只囊括传统技术优势，而且结合了具体情况加以适当调整，在电力系统来中其自身重要性的体现愈发明显。通过电力电子技术可对电力系统有关资源优化配置并合理利用，充分应用电能资源。通过对传统电力电子技术的改造实现新型的机电一体化，切实保证电力系统的稳定运行。与此同时，在电力电子技术支撑下的机电设备实现了变频与高频化，且伴随电力电子技术的有效发展，也推动着电力系统的智能化。

二、电力系统中有关电力电子技术的具体应用

（一）静止同步补偿器（如图1所示）

该设备在电力系统中属于一种并联无功补偿装置。在具体应用中可以吸收或是发出无功功率，而且其输出参数是系统中能够控制的特殊参数值。基于功能视角分析，静止同步补偿器也可以作为无功电流源，其主要是由于在构成上这一电力系统设备和无功电流源较为相似，内部电流会伴随变化的负荷电流而发生变化。同样因为该特性，在一定程度上改变了电流系统当中的电流损失，减少损失的实际电流量并提高了系统稳定性。从应用功能上来看。电力系统应用静止同步补偿器，有助于稳固电力系统。针对补偿效果，其可以补偿电力系统中的损耗，具有相对明显的实际补偿效果。电流状态在具体补偿环节中始终是变化的，在该模式下的无功电流源具有较好的电力系统补偿效果。由此可见。静止同步补偿器应用于电力系统，可实现系统无功补偿。至于控制方面，无功电流可以随意控制，可是无功电流并非一成不变，主要是依据具体的电力系统情况发生需求性变化。相比其他补偿器这一变化的重要性十分显著，可让补偿器具有更理想的控制性。

（二）应用于新能源发电

风力、水力、核能与太阳能均是我国当前常见的新能源发电模式。因为地热能与潮汐能发电所占比重相对较小，文章将不对其进行探讨。例如在水力发电与风力发电时，通过电力电子技术可让发电环节所涉及的设备更为可靠、稳定地运行。在早期所运用的水轮机其主要是通过机械液压实现调速，不仅简易可靠而且可以完成基本调速，这种技术在19世纪获得大力推广，与此同时，作为机械液压调节中心技术的离心摆技术，技术需要消耗大量电能而且效率偏低，可如果拥有调频变速技术，则能将耗电量有效降低而且提升其运行效率，最大限度提升电能转化比。而对于调频技术而言需要调频器的支持，若从调节效果来看，超调量偏大、基调过渡较长，执行指令信号缓慢等。相比机械调速，电气调速几乎不存在类似问题，现阶段低压调频技术发展得相对成熟，在市场中出现很多调频产品，可以有效解决水力发电过程中的水泵运行效率低的问题。有关太阳能发电，其也被称之为光伏发电。太阳能电池板能发出电压在20V左右的直流电，此时则应借助电力电子当中的BOOST电路实现升压进而逆变为交流电。通过微机对电网相位变化进行跟踪，对电流输出幅值大小进行调整。降低电网出现的波动。

（三）应用于系统节能

当今社会存在严重能源紧张问题，采取先进现代化电力电子技术助力电力系统节能，在社会绿色持续性发展方面具有积极作用。所谓电气节能，其主要指的是在电气设备运行中应用电力电子技術，实现节约资源、提升资源应用率的方式。从而满足社会发展针对资源提出的具体需求。基于企业发展视角分析，应用电力电子节能技术，在一定程度上能减少企业用电费用的支出。基于民众视角出发，在电力系统中应用自动节能技术，究其本质属于惠民工程，不仅可以为民众提供优质电力服务而且能减少家庭支出的电费，为人们提供更好的用电环境。例如，空调系统节能，在三星空调中所运用的电力电子节能技术，就呈现十分理想的电力节能性能，其依据常规的空调启动技术，运用Turbo特保强力制冷（制热）技术，可以快速稳定空调启动。三星空调在使用Turbo功能后的再启动阶段可缩短40%左右的温度设定达到时间，而且可以将“回流空调”战略全面启动。将数码控制独立送风系统应用在空气回流控制系统中，这一系统可以依据风力强弱及时调节。另外，其中的三维出风系统也转变了以往壁挂式空调模型，一方面增加了空调送风距离，一方面也提高了空调使用效率。最重要的是这项技术的研发，还可以使用在航天、汽车等相关领域。

（四）有源滤波器（如图2所示）

电力电子技术在电力系统的配电环节中体现着较强的使用价值，其中最具代表性的莫过于有源滤波器的应用。因为由于有源滤波器能够实现补偿无功与动态抑制谐波，应用这种类型的电力电子设备能有效解决以往电力系统中在配电方面存在的问题，而且还可以依据谐波实际状况加以有效调整。体现更强大的无功补偿效果。在实际使用过程中，有源滤波器需进行电源供电。这样也可以结合自己的有关程序对有效动态补偿加以设定，和以往固定补偿模式相比，这种设备体现着更突出的应用价值。同时，在配电网整体稳定运行方面有源滤波器的应用也表现一定的应用价值，如让配电更具稳定性、提高电力服务质量等，可以为用电客户创造更好的用电条件。在我国电力配电系统中拥有广阔前景。

（五）高压直流输电技术

不仅可以通过柔性交流输电技术（FACTS）应用在输电系统运行中有效控制整个输电过程，同样也可以通过高压直流输电技术对其进行改进优化，其依然可以呈现相对理想的节能高效水平。应用这一技术应首先通过换流阀转变电流，让原本的交流电变为直流电，在此基础上有效传输直流电，由于采取相同的高压输送模式，在这一过程中也会呈现可观的节能效果。在实际应用高压直流输电技术时，还能表现出一定的稳定性，几乎不受到来自干扰因素的威胁，不仅有利于电网互联而且具有更突出的作用效益;有效应用该技术还可以有效控制电流，满足各个区域具体供电需求，在提高可控性的同时提高输电效果;对于线路布置而言，应用这一输电模式同样可以节省线路布置。也可以提高经济性。

三、电力系统应用电力电子技术的前景设想

现下，电力电子技术已大范围应用在电力系统诸多环节中，不仅让电力系统更加稳定，而且能对电能质量加以改善，未来电力电子技术在电力系统中的应用需关注以下两点：

（一）调节电能质量

关于电力电子技术，其中的动态无功补偿装置以及功率因素调节能有效限制系统谐波，对于用户需要的无功加以补偿，从而确保电网的电能质量始终处在稳定状态。现阶段，我国一些电网提出通过SVG强化电压稳定性，以最近电压逼近或是载波移相的方法对电网中存在的谐波进行抑制。上述方面依然处在理论阶段，文章认为在未来必然会实现应用于实际。

（二）革新变压器

我国现下的变压器主要是工频变压器，可是这种变压器实际效率偏低，需要由专人进行检修。但是高频变压器不仅质量轻而且体积小，效率也更高，能采取相应的故障监测技术，在一定程度上有利于降低人力资源与物质资源的投入。高频变压器是必然发展趋势。以当前我国所持有的技术，电网中低频变压器依然处在十分重要的位置，特别是功率较大的电力变压器，但伴随高速发展的IGBI有望改善这一状况。等到未来技术成熟便能将高频变压器彻底取替工频变压器。

四、结论

电力电子技术的应用及发展，针对我国电力系统建设而言起到里程碑式的作用。基于不断进步的电力技术与计算机技术，其也在不断汲取新技术的优势从而推动自身发展。但因为当前仍处在发展过程中，所以电力电子技术应用于电力系统中的效果与预先设计要求存在一定差距。怎样在电力系统中让电力电子技术充分发挥作用，应着眼于技术自身与电子设备的优化革新，积极探索和不断发展电力电子技术，助力于电力生产质量的提高，将对生产成本投入让电力系统获得更多经济效益。