电子技术在电力系统中的应用

摘 要：电子技术的快速发展,使得其在电力系统上被广泛的应用.本文结合实际情况,有针对性地介绍了电子技术及应用领域,重点探索其在电力系统中的发电、输电、配电环节的应用.

关 键 词：电力电子技术；电力系统应用

中图分类号：TN0；TM1文献标识码：A文章编号：1674-7712（2013）12-0000-01

一、电力电子技术

电子技术是应用于电力系统中的一门新兴对的电子技术,是一个以计算机技术、电路技术、功率半导体器件和现代控制技术为基础的技术平台,其主要研究电力的变化情况.20世纪80年代,柔流输电（FACTS）概念被提出.从此以后,电子技术在电力系统领域的应用研究得到了更为广泛的关注,同时多种电子设备相继出现.

二、在电力系统领域电子技术发挥的作用

电力系统领域,电子技术的作用主要涵盖以下几个方面：

(一)电子技术有优化电能的配置和使用的作用

电子技术能够有效地处理电能,在电能的配置与使用方面,电子技术发挥着重要的作用.所以,为了优化电能的配置,提高电能使用时的高效节能性,将电子技术应用到电力系统领域是明智之举.

(二)电子技术促进传统产业的改造

目前的电能绝大多数都要通过电子技术处理完成后再使用,再加上现在的计算机接口很多都采用的是机电设备,这为传统产业的制造创造了良好的发展条件.

(三)电子技术能够促进自身的发展

随着电子技术的广泛应用,给其自身的发展,尤其是给其高频化和变频技术的发展创造了极有利的条件.另一方面,电子技术加快了其自身智能化的进程.这种发展将成为电子技术巨大变革的“导火线”.

三、电力系统中电子技术的应用

发电环节的主要机器设备是发电机组,电子技术在此环节的应用主要是改善运行中的发电机组设备的性能,主要的应用包括：

1.大型发动机的静止励磁控制.静止励磁具有以下几方面的优点：结构较为简单；运行效率高,工作成果可靠性较高；造价低廉.同时也因为静止励磁的这些优点,使得其在各大电力系统得到广泛关注和应用.和传统的静止励磁不同,现代的这一技术大多采用晶闸管整流自并励的方式,因而能够快速调节,为发挥先进控制规律提供了强有力的条件.

2.水力发电机及风力发电机的变速恒频励磁.风力发电机的有效功率和风速有着线性化规律,水力发电机器运行时的有效功率要根据其水头的压力和流量进行评估判定.使正在运行的机组能够随时让自励磁电流的频率改变,使其在和转子转速叠加之后能够让输出的频率保持稳定,从而得到最大的有效输出功率.

3.风机中水泵的调频调速.发电机厂的风机水泵运行效率不高且使用率较低,要想节约能源,可通过高压变压器调节风机中水泵的频率.

4.太阳能的发电控制系统.太阳能是近几年发现的新能源,其特点是能源丰富且可再生,环保的绿色能源.利用太阳能进行发电,需要用到逆变器,它是将太阳能发电的核心所在,因为它可将直流电转化成我们所需要的交流电.太阳能阵列如图1：

1.柔流输电技术.柔流输电技术出现在20世纪80年代后期,近年来发展速度很快.柔流输电技术是基于电力电子技术和现代控制技术的一种交流电输出技术,快速灵活对电力功率、潮流系统参数、电压等的调节控制,从而大大提高了输电线路的输电效率,降低输电耗损,并且环保节能.

2.高压直流的输电技术.世界上第一项有关晶闸管换流阀试验的工程于1990年在瑞典建成,这标志在直流输电领域电子技术开始得到正式应用.从这以后的直流输电工程,普遍使用晶闸管换流阀.随着技术的迅速发展,新研发的HVDC技术在输电过程中不再使用换流变压器,而是采用IGBT、CTO等可关变压器件.同时高压直流输电采用脉宽调制技术,在较短的电能输送距离内,中型直流输电工程因此更具竞争力.

3.静止无功补偿器在发电环节中的应用.静止无功补偿器采用的是固态开关,取代了早先使用的电气开关,从而实现高效率地控制电容器、电抗器运行的目的.静止无功补偿器主要包括晶闸管投切电容器、电抗器和晶闸管控制电抗器.

目前,配电环节重点要解决的问题是如何改善供电的可靠性能,提高电能的质量.在配电环节中电子技术最广泛的应用当属用户的电力技术,在配电系统中结合现代控制与电力电子两大技术.在配电环节中用户电力技术通过在交流输出电系统的应用,提高供电的可靠性能以及配电时的电能输出能力.FACTS是电力电子技术在配电环节的另一广泛应用,主要作用是加强输电系统的可靠性.

(四)电子技术在节能环节的应用

节能环节一般涉及到如何调节负荷电动机速度以及电动机本身因素两个方面.只有结合这两方面内容,才能突显出电动机的节能效果.根据现在实际情况分析,不难发现如今的变负荷风机、水泵都是采用交流调速这项技术,然而这项技术在国内还不怎么推广.另一方面,变负荷机械中一般是通过调速来控制风流量及水流量.这种方法取得很好的成效,并且调速范围广,精度和效率高.然而它的成本较高,并且其产生的高次谐波会污染电网.即使这样,社会生活中、冶金及矿山等部门还是应用和推广这门技术.

四、总结

目前在电力系统的多个领域,都有应用电子技术,并且随着电力系统的发展,电子技术在其中的应用得到了更为广泛的关注、推广和应用.相信随着计算机技术发展、新电子元器件的研发,电子技术的发展空间将会更加宽广,技术性能将会更加成熟、完善,进而在电力系统的控制方面起到更关键的作用.