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中图分类号:G718文献标识码:B文章编号:1672-1578(2013)10-0002-01
1.电力电子技术的发展
1.1电力电子技术的发展阶段。电力电子器件的发展分为两个阶段,一是传统电力电子器件,它是以电力二极管和晶闸管(SCR)为代表的第一代电力电子器件,自 1957 年生产第一只晶闸管以来,它以其体积小、功率低等优势首先在大功率整流电路中迅速取代了老式的汞弧整流器,并衍生出快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管等多种品种。它立足于分立元件结构,工作频率难以提高,大大限制了它的应用范围,但是因为它价格低廉,所以在大电流、高电压的发展空间依旧很多,目前以晶闸管为核心的设备在许多场合仍然被广泛使用。二是现代电力电子器件,它是将微电子技术和电力电子技术相结合,研制出的一种全新的高频、全控型器件。现代电力电子器件的主要产品有功率晶闸管、可关断晶闸管、功率场控晶体管、绝缘栅双极晶体管、MOS 门极晶闸管等。这些产品当中,由于绝缘栅双极晶体管和 MOS 门极晶闸管两个为场控复合器件,所以也成为了最有发展前途的两种[2]。
1.2电力电子技术的发展方向。未来电力电子器件可能在以下几个方面发展 :(1)大容量化。利用微电子技术,提高单个器件的电压、电流容量,从而达到满足高压大电流的需要 ;(2)易驱动。由电流驱动发展为电压驱动,大力发展复合器件,还可专门研制专用集成模块,以便更适合中小功率的控制 ;(3)模块化。采用新技术和新工艺,将几个电力电子器件集中到一起,不仅缩小其体积减少连线,同时还可减低企业的生产成本 ;(4)功率集成化。充分利用集成电路工艺,将集成电路的功能与电力电子器件集成于一块芯片,实现集成电路功率化和功率器件集成化,并逐步向智能化方向发展 ;(5)降低导通压降。研制出比二极管压降还低的器件来提高交流效率、节省电能。
2.电力电子技术的应用
2.1工业领域中的应用。工业领域中,交直流电动机的应用十分普遍,如大型鼓风机、数控机床伺服电机等。当前,在大量冶金工业中,电力电子技术也被广泛应用于直流电弧炉电源、淬火电源、中高频感应加热电源中。同时,在水电厂的蓄能机组中,应用现代电力电子技术科对大型机组工作状态、调速作出改变。此外,工业领域的有很多高温场合,而在高温环境下,电力电子装置的应用有着十分严格的散热要求。然而随着电力电子器件频率不断提高、容量不断增加,器件发热问题就凸显出来,尤其是在一些高温应用场合,如散热措施不适当,就很有可能造成器件温度超过所允许的最高温[1]。结合高工作温度、大容量的应用场合,提出了液态冷却,其相比于气体冷却和油冷,可提高两个数量级的导热系数。通过实践表明,该水冷装置的故障率很低,且具有体积小、冷却效率高、无污染等显著优势。可以说,该装置在工业领域的应用推广,为电力电子技术的应用提供了基础保障,从而使器件潜力得到充分发挥。
2.2电力电子技术在电力系统中的应用。电力电子技术在电力系统通向现代化进程的道路上有着不可磨灭的功劳,我们都知道,在高电压输电的工程中,由电厂发出电之后,把电流通过变压器进行变电之后再输送,这样做的目的是因为在电流一定的情况下,电压越高电流也就越小,在输送的过程中损耗也就越小,可以节省大量的电流,因为电力电子技术的变流特性,尤其是在特高压的输送技术发展中,利用电力电子技术,将直流输送电端的整流和受端电流都应用了晶闸管变流装置,这就在一定程度上解决了长距离、大容量的输送电流导致的电流损耗过大的问题,这一举措为中国的电力行业做出了极大的贡献,使中国电力系统迈出了至关重要的一步。同时在同步发电机励磁系统和交流电动机的变频调速以及新能源发电和智能电网的应用等方面也得到了广泛应用。
2.3电气节能的应用。节能已经成为了当前社会发展的必然趋势,因为电在人们日常生活中的重要作用,因此电气节能也就显得尤为重要。电气节能目前主要包括变频节能、电能质量控制、有源滤波等三个方面,在当前阶段,变频节能在这三个方面中又是重要的一点,人们所熟知的变频冰箱、变频空调等,它们已经开始为人们的生活提供服务。在未来的发展时期中,电机变频调速行业还要进行快速的发展,这主要是因为它的以下三个重要发展因素 :一是因为变频器产品越来越成熟,而且应用广泛,现代电器产品都开始进入变频时代,又由于它的技术越来越新,企业投资产品的成本也越来越低,这就更为变频器产品的发展和应用提供了绝好的机会。二是因为变频调速节能非常明显的效果,为社会提供了广泛的效益,也为企业提供了较高的利益,所以越来越多的企业对变频调速节能产生了兴趣。三是国家也开始在这方面出台一些措施,对重点耗能企业进行严格控制,鼓励督促他们发展电气节能,不仅可以降低企业能源的消耗,同时也减少了资源浪费,为社会创造了巨大财富。
2.4交通运输中的应用。电力电子技术在电气化铁道中有着广泛应用,整流装置被应用于直流机车中,交流机中应用变频装置。同时,铁道车辆中,直流斩波器的应用也十分广泛,在磁悬浮列车的未来发展中,电力电子技术扮演者重要角色。除电机的牵引转动外,各种车辆辅助电源同电力电子技术也密不可分,电动汽车电机的驱动与交换就是凭借电力电子装置来实现的,且在蓄电池充电过程,也需要电力电子装置的参与来完成。船舶、飞机均需要很多电源,且有着不同要求,故它们同电力电子技术难以分割。而如果将电梯也视作交通运输的话,且也需要电力电子技术的参与,以往,直流调速系统在电梯中普遍应用,而近年来,电梯中应用方式也主要集中在交流变频调速[3]。
2.5电力电子技术在家用电器中的应用。电力电子技术在家用电器中的应用我们都深有感触,如日常生活中应用到的"节能灯",就是电力电子技术发展的直接产物,它以其体积小、发光率高等的绝对优势已经取代传统的白炽灯和日光灯。同时变频空调、变频冰箱、电视机、音响设备、计算机等电子设备也是利用电力电子产品,它们已经进入到了我们的日常生活中,并为我们生活质量的提高做出了巨大的贡献。
3.总结
电力电子器件从开始的单一功率整流管与晶闸管发展到现今的现代电力电子器件,尤其是绝缘栅双极晶体管(IGBI)与 MOS 门极晶闸管(MCT)的出现,摆脱了传统电力电子器件的一些弊端,使电力电子技术进入了一个全新的发展时代,在未来的发展过程中,人们对电子产品要求越来越高的明天,电力电子器件还会得到进一步的发展,电力电子技术也将会给人们的生活带来越来越无法想象的精彩。且我们有理由相信,在不远的将来,电力电子技术必将取得更好地发展和应用,促使电源技术更加实用、经济、成熟,从而实现高品质、高效率的用电。
参考文献
[1]刘永军。 浅谈电力电子技术在电力系统中的应用[J]。 黑龙江科技信息,2013,(16)。
1.1电力电子技术在发电过程的应用
在我国发电厂中,发电多是静止励磁系统。使用过程中,励磁机繁重且耗能巨大,电力电子技术的发展便可大大缓解这个问题,可以代替励磁机中的励磁环节,使发电过程变得更便捷且耗能少,易操作,方便控制。同时,电力电子技术在变频控制上同样起到很大作用。发电厂中发出的电能频率多为波动的,而民用的交流电频率要在220V为峰值进行使用,传统的变压方式多为变电站的中转,而电力电子技术可以简化这个环节,使电流更适合民用电的使用。电力电子技术在发电过程中的优势对一些新能源发电同样适用,如广泛使用的风力发电、水利发电等,都离不开电力电子技术来正常运行。
1.2电力电子技术在电力传输过程中的应用
电力电子技术在传输线路上的应用有很多,其中主要以柔流电技术、高压直流电技术以及静止无功补偿器技术上,以线路传输过程中的高压直流电技术为例,说明在电力传输过程中电力电子技术的重要作用。在没有这种技术的时候,对于高压直流电的传送,在传送过程中需加有若干变压器来完成,这不仅增加了传送电过程中的成本,还使工作的程序变得复杂,而电力电子技术的广泛使用,尤其是晶管换流阀在高压直流电传送过程中的使用,使电压变得可以自动化控制,节约成本,减少了传送过程中的工序,而且准确性、安全性和可控性都比传统的传送方法高得多。
1.3电力电子技术在电力使用过程中的应用
电力电子技术不仅能在电力产生、传送过程中有广泛的应用,还能保证在使用过程中带给使用者的便捷。回想我们家中的电力配备,保证安全的是一个全自动的电表,其实在这其中便应用到电力电子技术,它可以增强对电流、电压的可控性,自动感应到电力的强度,进行调控,保证了家庭用电的安全性。同时,在一些大型工厂、单位等,用电量较大,对电力的稳定性要求很高,配有电力电子技术可以使在配电过程中,电流变得更加稳定,避免各种不稳定的波动带来的不良影响。
2电力电子技术对于电力系统的其他应用
2.1节约能源
通过电力电子技术的应用,可以对电能进行综合处理,使电能能够最大限度的发挥出来,并且能够应用得更加合理、高效,真正做到节约能源。例如,在一些造纸厂、冶炼厂等,可以根据工厂的性质和对电能的具体需求,利用电力电子技术,能够将电能自动化的进行合理的分配,使耗电量大、功率大的场所能够达到要求,而对于一些对电量要求不大的地方可以适当的进行节省。据调查显示,2000年的大型工厂的节电量相当于1990年发电的15%,截止到今年,全国又将14个项目列入节电推广项目中,可见,电力电子技术在资源的节约中起到了很大的作用。
2.2改善传统机械设备
关键词:电力电子技术;电力系统;控制
1 前言
当代在电力系统中,电力半导体器件和组合装置运用很多,大到在高低压直流输电中用到的换流器,小到家用电器产品电视机中的开关电源、手机电池充电器,当然还有在工业中应用广泛的调压调速变频器、大功率整流器、调压和调功器等,其应用广泛到了电力系统各个器件和各个不同的电压等级中。该技术的特点较多,包括控制灵活、反应快速、控制准确、运行可靠等。将电力电子技术运用到电力系统中不仅可以改善电能控制质量、提高输电运行能力、改善和提高电网运行的可靠性、稳定性和控制的灵活性还可以降低输电线路电能损耗。
2 电力电子结束的应用状况
目前,对超大容量超远距离的电能输送来说,高压直流输电技术显得是更加经济,而且还有交流输送电能所没有的优越性。在新一代超高压直流输电技术中,大量使用了GTO、IGBT等电力电子可关断器件,还广泛的使用了电力电子技术中最具代表性的脉宽调制技术。
在我国的输电系统中,虽然已有一些变电站使用了SVC,而且容量都比较大,但是所用的均为进口,型式为TCR与TSC的组合器件或单独的开关投切电容器组。在国内工业中应用 的TCR装置有很多,其中绝大部分容量都在10MVAR,然而让人想不到的是这其中国产的还不到一半。低压的380V供电系统中,有不少各类国产的TCR无功补偿装置在投入运行。但是至今仍然没有一套我国自主研发的SVC投入到我国的高压输电和变电系统中运行。考虑到SVC在电力系统中的重要性,预计在最近几年时间里,国内的SVC研制并将其投入到输电领域、配电领域以及工业的运用都将会遇到前所未有的发展。
现如今,我国国内的一些与之相关的规划局、科研院所、设备生产单位以及高校都已陆续开始对FACTS技术进行研发和生产。最引人瞩目的是国家电力科学研究院等电力研究单位和东北电力管理局合作开发和研究的500kv高压出线上安装的TCSC等技术
如今,变频调速SFC技术已经到了和传统的直流调速技术相媲美的阶段,在二者的竞争中,SFC技术大有取而代之的趋势。变频调速技术在电力系统中应用比较广泛,主要有两个方面:首先是将过去发电厂的风机、水泵的控制改为变频调速控制,节电效益明显增强;其次是将传统的抽水蓄能机组改用SFC技术控制,大幅减小机组启动过程中电压对电网的冲击。除此之外,当机组运行在低水头时,还可提高机组的发电效益。目前,我国的SFC技术发展缓慢,国内已经投入使用的高压变频器,几乎都是引进的国外的变频器设备和技术。
3电力电子技术在电力系统中应用的发展趋势
按照当前的形势来看,最具有可靠性的电子技术是电力电子技术在未来的发展中的新热点。电力电子技术采用了技术先进的表面贴装,将存流器件、触发器、主要电源等几种器件集成在一起,具有多重功能,大大的缩小了电力电子装置的重量和体积,同时也降低了损耗和成本,提高了工作的效率。而新型材料又是电力电子器件发展的基础,所以新型材料的发展也是电力电子技术发展的一个瓶颈。近些年来,出现了碳化硅等新型半导体材料。其中,用SIC制作的器件和理想元器件特别接近。还有,随着大、小功率集成电路等新型器件的大量涌现,智能的功率、高压等集成电路的制作工艺和制作技术必定是未来几年乃至几十年电力电子半导体技术的研究的热点。若是集成技术的突破和新型半导体材料的突破相互融合,必然会诞生更多性能更好的、功能更加强大的新器件,功率集成电路SMANPOWER HVIC就是一个明显的例子,他的出现极大地满足了现代工农业大力发展的需要。除了这两者之外,自动控制用的芯片的发展也很是神速。为了让社会更好的运用新器件的优良性能,为了满足诸如波形产生、驱动电路控制、电路实时保护等方面的要求,只有通过研制新材料,改进新工业技术,不断创造出快速性能更加完善、人工智能化程度更高、工业使用更加方便的新型高速控制芯片。
4 总结
电力电子技术的发展肯定是当前一段时间和未来重点研究的热点。电力电子器件的发展直接影响着电力电子技术的发展,电力电子技术的供电电源、电机调速、电力配电等几个方面获得了相当广泛的应用。无论是对于传统的工业,如电力、船舶、矿冶、机械、汽车等,还是一些高技术的技术产业比如通信、激光、航空航天等的发展都至关重要,电力电子技术是提高这些相关行业的水平技术的重要手段,同时也是经济发展迅速的前提。电力电子技术的快速增长、高速度的发展,使其成为了新时代最重要的高端技术之一。
参考文献:
[1] 曾岳南, 邓则名, 章云, 陈林康. 电力电子与电力传动实验教学[J]. 实验室研究与探索, 2005, (S1)
[2] 张选利, 蔡金锭, 刘庆珍. 人工智能在电力电子电路故障诊断中的应用[J]. 福州大学学报(自然科学版), 2003, (03)
随着功率变换技术的不断完善,电力电子技术在电气工程中的应用更加广泛,形成了现代电气工程及其自动化的专业技术基础。电力电子技术在电能的生产、储存等各个环节中都有着非常广泛的应用。本文通过对静止无功补偿装置、有源电力滤波等几个方面的应用进行了阐述,分析了电力电子技术的作用。电力电子技术在电气工程中并将获得长远的发展。
【关键词】电力电子技术 电气工程
电力电子技术是利用电子器件及技术实现电能变化与控制的技术,涉及到电力、电子与控制三个领域,实现了利用弱电子控制强电力,在工业、农业、交通、能源、国防等众多领域中得到了广泛的应用。电力电子技术在电气工程中的应用也比较广泛,例如电动机、发电机中的应用提高了电能生产与利用、转换方面的效率,有着节约能源与提高生产率的显著作用;电力系统中的应用增强了系统的稳定性与安全性,使电力系统实现了灵活可控,提高了运行的稳定性与安全性。因此,要在学习电力电子技术的前提之下,了解电力电子技术在电气工程及其自动化中的应用,提高对电力电子技术的认识与利用。
1 电力电子技术的发展
电力电子技术包括两个方面,一方面是器件制造技术,另一方面是电力电子电路的应用电路,即变流技术。电力电子器件经历了三代的发展,第一代电力电子器件是半控型,第二代是全控型,第三代是复合型。通过不断的发展实现了包含驱动、控制、保护电路、功率器件为一体的功率集成电力,虽然当前功率较小,但是代表了电力电子技术未来重要的发展方向。
2 静止无功补偿装置
随着工业生产过程的不断发展,电网中的功率要求的变化也更加频繁,尤其是一些冲击性的负荷不断增加,给电网的稳定造成了不良的影响。静止型动态无功补偿装置能够通过对冲击性负荷的无功补偿来提高电力系统的稳定性,提高电能的质量。
无功率补偿能够提高电力系统及负载的功率因数,减少系统中功率的损耗,能够对电压进行稳定,从而提高供电方面的质量。静止无功补偿装置包括:晶匣管控制电抗器(TCR)、晶匣管投切电容器(TSC)、静止同步补偿器、可控串联补偿装置(TCSC)等。
晶匣管控制电抗器(TCR)中包括两个反并联的晶匣管、一个电抗器,这些器件之间是串联的关系,通过晶匣管触发延迟角的改变就能够控制电抗器电流的大小,从而实现对电抗器的基波无功功率的连续调节。晶匣管控制电抗器中的三相交流调压电流通常采用的是支路控制三角形的方式进行联结。
晶匣管投切电容器(TSC)是属于单相结构的,其中的小电感的作用是对电容器投入电网是可能出现的冲击电流进行抑制。晶匣管投切电容器的优点为无机磨损、响应快速、平滑投切、综合补偿效果高等。
静止同步补偿器指的是利用电力半导体桥式变流器实现动态无功补偿的装置,该装置调节的速度较快、运行的范围较广。静止同步补偿器中的多重化、PWM技术等能够使补偿电流中的谐波的含量降低。静止同步补偿器的原理为通过并联的形式将自换相桥式电流联结在电网上,通过对输出电压的调节实现对无功电流的吸收或者发出,从而实现动态无功补偿。
可控串联补偿装置(TCSC)中电控器是有晶匣管来控制的,主要的联结方式就是实现电容器与电控器之间的并联。通过晶匣管的导通角的调节来实现电抗器电流的改变,实现补偿装置基频等效电抗的变化。可控串联补偿装置不仅能够实现参数的补偿,还能够通过阻尼控制环境的加入来实现系统阻尼状况的改善,从而实现对低频振荡的有效抑制,使系统的静态稳定性与暂态稳定性提高。
3 有源电力滤波器
有源电力滤波器的原理是对补偿对象进行检测,从而得到谐波电流的等分量,通过补偿装置来产生一个与谐波电流分量相等但是极性相反的补偿电流分量,通过对谐波电流的抵消来实现进入电网的电流是包含基波电流而没有谐波电流。有源电力滤波器谐波电流抵消的理论基础就是瞬时无功功率理论。有源电力滤波器的动态响应速度非常快,而且补偿功能多样化,在补偿的过程中补偿的特性不会受到电网阻抗的影响,因此是谐波电流抑制的一个重要的发展方向。
有源电力滤波器中包含两部分,一部分是指令电流运算电路,另一部分是补偿电流发生电路。指令电流运算电路的作用是对补偿电流进行检测,从而得到其中谐波与无功电流的等分量,补偿电流发生电路使根据前者的检测结果产生实际的补偿电流。
4 高压直流输电技术
高压直流输电主要的功能就是将发电厂输出的交流点经过换流器的作用之后转变为直流电,然后在将得到的直流电通过输电线路输送到受电端,达到受电端之后再将直流电逆变为交流电,之后再输送给用户使用。
高压直流输电能够传输的功率较大,而且传输过程中所需线路的造价也较低,较为容易控制,因此在当前是高电压大容量、长距离输电、异步联网等输电过程中的重要手段。直流输电架空线路的成本非常小,而且损耗也较小,利用直流输电方法能够确保输电的稳定性,还能够将额定频率不同的电网进行互相联网。直流输电工程按照直流联络线可分为单级联络线、双极联络线、同极联络线和背靠背直流输电系统。
5 总结
电力电子当前最大的应用领域就是电力系统与机电能量转换装备。对电气工程及其自动化领域中的电力电子技术的应用情况进行深入的了解,才能够更好地掌握电力电子技术,明确电力电子技术对电气工程专业发展的促进作用。
参考文献
[1]吴俊勇."智能电网综述"技术讲座(第四讲):电力电子技术在智能电网中的应用[J].电力电子,2010,04:67-70.
[2]方舒燕.电力电子技术及在电力系统中的应用现状及前景[J].高电压技术,2011(05):64-66.
[3]刘莉宏.现代电力电子技术的发展及其应用[J].北京工业职业技术学院学报,2012(03):1-4+7.
作者简介
樊清山(1992-),女,青海省西宁市人。2015年毕业于沈阳工程学院,电气工程及其自动化专业。
【关键词】 电力电子技术 配电系统 自动化 应用
电力电子技术涵括了很多的科学技术,包括计算机、自动化、半导体技术等等,同时其应用面极广,尤其是计算机控制系统以及自动化控制技术的发展更为成熟。电力电子技术的应用面不断过大,渗入到不同的行业当中并且使自身的功能价值得到了体现。下文就电力电子技术在配电系统的应用进行详细研讨。
1 电力电子技术的概念以及特点
当前的电力电子技术具有全控化、集成化、高频化以及高效率化。全控化是指自动关断设备取代了半空型普通晶闸管,从而避免了传统电子设备中的换相电路等;集成化是指全控型器件经由单元件并联,形成了一个基片当中;高频化是指利用高频度提高系统的运行效率。比如GTR、IGBT、MOSFET能够分别在低频、高频、超高频的环境中运行;高效率化是指器件以及变换技术两方面的高效率,当器件的导通压降下降时,导通损耗也会相应变小,器件开关上下变化频率增快,同样是开关耗损降低。在软开关中加入软开关技术,能够进一步提高运行效率。电力电子技术属于较为新兴的科学技术,但是已经被广泛应用在电力行业里,能够实现对电能的有效控制以及提高电力系统的运行效率。电力电子技术从功能角度可以分为变流技术以及电力电子器件制造技术,由于其具有众多优势,并且应用面不断扩大,所以电力电子技术的相关知识以及成为了电气工程以及自动化专业重点学习的理论知识。
2 电力电子技术以及配电自动化的发展现状
电力电子技术是在半导体的基础上逐渐发展出来,其为强弱电的连接搭建了一个平台。经过长期的发展,电力电子技术的发展相对较为成熟。其最早是以晶闸管的形式出现,后又发展成为可控硅整流装置,完成了质的飞跃,在后来出现了柔流输电技术,此项技术促使许多新型设备的产生,同时电力电子技术也向工业自动化和机电相结合的发展道路,当前电力电子技术能够实现节能环保、智能化、轻便化等众多优势。就我国来说,电力电子技术的发展相对较晚,但是通过国家的帮扶和人们的不懈努力,已经走向了独具特色的高速发展道路。
经济的发展必定会带动电力产业的进步,电力产业的发展已经从传统投资规模变为以市场需求为重心的发展模式,同时电力市场也完成了卖方向买方转变的过程,以前我国发电和配电的比率存在较大差距,落后于世界先进国家,当前已经得到了一些改善,例如35kV变电站具备了四遥功能,但是还是存在很大的成长空间,例如电站的自动化、故障检测定位、故障隔离、最低网损等等,这些还属于发展阶段。从供电设备来看,许多的供电企业已经找到了与配电自动化相协调的设备,例如馈线开关远程式终端、开闭所、重合器等等,所以实现配电系统自动化的硬件条件还是比较完善的,但除此之外主要还存在两个问题:第一,供电方在选择设备的同时,应从自身实际状况出发,同时还要综合考察设备的性价比,使设备不至于过快的淘汰,进而造成成本的浪费,尽量选择与当前科学技术发展方向一致的设备,并且秉承统一规划、分步实施的原则;第二,配电系统本身具有特殊性,体现在远方抄表、容量大、定制远传等,对于这些技术的标准化要求还存在缺陷,同时以往的规范限制了使用性能,为了防止电力设备供货商自行设置的紊乱情况出现,有必要将电网的通信规约尽早规范下来。
3 实现配电自动化的必要性
电力电子技术、计算机技术、自动化控制技术三者是相辅相成的关系,只有将电力电子技术与配电系统相结合,才可以实现电子系统的自我控制能力、效率以及配电质量,将电力电子技术应用于配电技术还有以下几个方面:第一,使电力系统具备更高的自动化水平,电力电子设备的出现促进了电力电子技术的发展,使电力系统具备自动智能化的功能。尤其是模糊控制、智能化控制对于电子设备的重大意义;第二,电力电子技术不仅能够降低供电单位的成本消耗,保障企业利益,同时其服务对象是社会群众,所以高质量的配电系统能够产生高质量的供电服务,从而实现社会效益;第三,电力电子技术不仅仅是以技术的身份停留在技术的层面,而对于电气产业的结构和管理形式都形成了很大的影响,企业通过利用电力电子技术,使得自身加快了向新兴产业的转型。
4 电力电子技术的优点
首先,电力电子技术能够对电力进行有效控制,从而将所耗的电能控制在合理范围之内,达到了优化电能的目的,同时在用户使用的过程当中也发挥出有限电量的最大使用价值。对于工业生产来说,电力电子技术的不仅提高了生产的效率,也使节能价值得到体现。
其次,电力电子技术的应用能够使民用电和工业用电的质量得到提升,促进了工业制造工艺的革新,使机电一体化技术得到了发展,在当前对电力电子技术的使用当中,还加入了网络信息技术,这进一步提高了电力电子技术的使用价值。
然后,电力电子技术能够实现设别的高频化,打破了传统工频的限制,大大提高了运行效率,使机电设备的体积得到了控制。
最后,只有不断的实践才能促进技术的进步,电力电子技术正是因为不断的发展,不断的被应用,从而使其融入了其他的先进科学技术,进一步促进了技术的发展,进而得到更广阔的应用平台。
5 电力电子技术的应用
5.1 发电阶段
在此阶段,电力电子技术能够最大程度的保证配电系统的安全、可靠,能够增强发电效率,增强管理的科学性。同时电力电子技术中的励磁技术、太阳能技术、直流调速、变频调速技术都能够保障发电环节的顺利进行。主要应用方式如下:磁力技术主要能够提高调节速率,为其他控制提供有利条件,同时降低了成本、操作难度低、可靠度高;变频调速技术当前发展较为成熟,使风机水泵具备变频调速功能,对于能源的消耗量也不大,在未来具备良好的发展潜力;太阳能技术体现在环保方面,能够将太阳能电池板当中的能源转换到电力系统当中,节约了资源,降低了成本;直流调速技术在很多设备中还具有应用价值,能够提高电力系统整体的运行效率。
5.2 输电阶段
HDVC以及柔流输电技术两方面是电力电子技术在输电阶段的主要应用,HDVC又可以分为常规HDVC以及HDVC Light技术,其最大的特点是可以进行远距离输电,受到环境影响程度较小,可以完成大容量、可靠度高、灵活性好的电力输送,同时HDVD可以保持系统处于持续的、稳定的运行状态当中。柔流输电技术是当前发展速度最快的电力电子技术,其与控制技术的连接十分紧密,另外可以控制电力系统中的很多参数,例如电压以及电流,能够优化输电状况,减小输电线路对于电能的损耗,从而保证了系统运行的稳定和安全。除了HDVC以及柔流输电技术外,微型计算机自动化控制也发挥出了应用价值,主要负责对故障的处理,包括检测、分析以及切除等,减少了人员的工作量。
5.3 配电阶段
在配电阶段当中电力电子技术的应用目标就是实现配电的可靠性,进而使供电质量得到保证。其特点就是弱电对强电的控制以及调控电压电流、功率,避免谐波的不良影响,其工作原理类似于柔流输电技术,能够同时兼顾电力标准以及配电质量。综合来说电力电子技术在此阶段的应用面最大,同时在未来还会有进一步发展。
5.4 节能环保
电动机的节电并不能完全达到节电效果,变负荷电动机调速同样也无法实现完全的节能,因此只有将以上两中节能方式相结合,才能实现全方位的节能效果,变频调速的无功损耗调速对电力系统的环保节能有重要意义,避免了传统调速中功率耗损过大的问题。同时变频调速有助于电机设备自动化水平的提高,在保证调速的准确度的同时又可以达到30%的节能效果,另外还可以是电力设备的运行稳定,不会出现系统崩溃的情况。
6 结语
电子技术与能源有机结合是未来电力电子技术在配电系统应用的发展方向,同时综合太阳能、风能等不耗损资源,增强资源的利用率,总的来说就是其发展方向应该是迎合环保节约型的社会发展理念的,通过电力电子技术向机电一体化的发展不断深入,未来将会形成一个电力电子技术体系并且覆盖全国。除此之外智能化也是电力电子技术的发展方向,电力设备必须具备自我控制能力,对于问题能够识别并且采取有效的解决办法,自动化的水平越高,对于人员的依赖性就越小,进而可以达到降低成本、减少工作量,增加效率,保证供电质量等一系列好处。
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