電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用

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1電工電子技術(shù)的特點(diǎn)

電工電子技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用性較強(qiáng)的、綜合性的技術(shù)，涉及到電力生產(chǎn)過(guò)程和電氣制造工程中的多方面知識(shí)，應(yīng)用十分廣泛，該技術(shù)具有以下三方面的特點(diǎn)：

1.1高頻化特性

電工電子技術(shù)的高頻化特性可以提高電工工具的工作效率，如可以使導(dǎo)通器件的壓力不斷降低，提高導(dǎo)通管的經(jīng)濟(jì)效益，最大化降低導(dǎo)通管的損耗，尤其是器件正常運(yùn)行時(shí)其運(yùn)行速率會(huì)顯著提高。

1.2集成化特性

集成化是先進(jìn)電工電子技術(shù)的主要特點(diǎn)，集成化以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，可以將多種單元型器件有效并聯(lián)在一起形成一個(gè)全控型器件，如單片機(jī)，更加利于電力系統(tǒng)的獨(dú)立、分配運(yùn)行。

1.3全控化特性

該特性主要應(yīng)用于具有較強(qiáng)自斷功能的電氣元件替換中，如替換常規(guī)的半控型普通晶閘管，提高電子器件的電子體檢功能，以此保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用分析

2.1在電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)的發(fā)電運(yùn)行中需要用到多種機(jī)械設(shè)備，而通過(guò)電工電子技術(shù)的應(yīng)用可以提高這些發(fā)電設(shè)備的發(fā)電效率和運(yùn)行性能，典型的技術(shù)為靜止勵(lì)磁技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)。靜止勵(lì)磁技術(shù)具有成本低、安全性高的特點(diǎn)，應(yīng)用該技術(shù)后勵(lì)磁電源可以直接取自同步發(fā)電機(jī)機(jī)端勵(lì)磁變壓器或勵(lì)磁變流器，省去勵(lì)磁機(jī)的應(yīng)用，縮短了機(jī)組主軸長(zhǎng)度，當(dāng)前應(yīng)用的勵(lì)磁系統(tǒng)主要是自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)，勵(lì)磁變壓器并聯(lián)在發(fā)電機(jī)機(jī)端，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流通過(guò)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制晶閘管對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的控制角進(jìn)行控制，提高了勵(lì)磁電壓的響應(yīng)速度，確保電力系統(tǒng)的控制效率。而變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用可以通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速，顯著降低電力系統(tǒng)風(fēng)機(jī)水泵運(yùn)行過(guò)程中消耗的能耗，節(jié)省電力企業(yè)的運(yùn)行成本。此外，大功率轉(zhuǎn)換器是隨著電工電子技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，應(yīng)用大功率轉(zhuǎn)換器還可以高效轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)生的電能，進(jìn)一步提高發(fā)電功率。

2.2在電力系統(tǒng)輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩方面：（1）柔性交流輸電；（2）高壓直流輸電。柔性交流輸電技術(shù)將微電子技術(shù)、通信技術(shù)、電力電子技術(shù)、微處理技術(shù)、控制技術(shù)等結(jié)合在一起而形成的一種對(duì)交流輸電進(jìn)行控制的新技術(shù)，該技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展和應(yīng)用較晚，通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用大大降低了電力傳輸?shù)某杀荆鰪?qiáng)了交流電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)成為電力輸電過(guò)程中應(yīng)用的必須可少的技術(shù)，應(yīng)用的FACTS裝置主要有可控串聯(lián)補(bǔ)償電容器（TCSC）、晶閘管控制的串聯(lián)投切電容器（TSSC）、靜止無(wú)功補(bǔ)償（STATCOM）、統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）、靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）等。如SVC調(diào)控裝置的應(yīng)用利于控制電網(wǎng)系統(tǒng)與分布式負(fù)荷之間的無(wú)功交換，進(jìn)一步降低電網(wǎng)系統(tǒng)的線損和運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。UPFC統(tǒng)一潮流控制器包括兩個(gè)功能單元并聯(lián)變換器和串聯(lián)變換器，兩個(gè)變換器均和同一組電容器進(jìn)行互聯(lián)，形成“背靠背”的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制及電網(wǎng)接入點(diǎn)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電網(wǎng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)工況。隨著世界電壓等級(jí)最高、容量最大的500千伏統(tǒng)一潮流控制器工程在我國(guó)蘇州投運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)在柔性交流輸電技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了全球領(lǐng)先。高壓直流輸電技術(shù)是利用穩(wěn)定的直流電實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的直流輸電，在海底電纜輸電中比較常見(jiàn)。高壓直流輸電的核心設(shè)備為晶閘管換流閥，晶閘管換流閥是電工電子技術(shù)的具體體現(xiàn)，它取代了部分直變壓器，降低了電力輸送的成本，提高了高壓直流輸電環(huán)節(jié)過(guò)程中各個(gè)電流轉(zhuǎn)換設(shè)備的移動(dòng)性。

2.3在電力系統(tǒng)配電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

電能生產(chǎn)之后需要經(jīng)過(guò)輸配電才可以到達(dá)用戶終端供用戶使用，通過(guò)配電可以確保電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，而電工電子技術(shù)的應(yīng)用可以確保輸配電設(shè)備的電壓、電流在正常的范圍內(nèi)，即使出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)也能及時(shí)進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，避免對(duì)用電設(shè)施造成損傷。電力系統(tǒng)的輸電設(shè)備通常為工頻配電系統(tǒng)變壓器，但是該變壓器體積大、易于污染，影響了供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而電工電子技術(shù)的應(yīng)用有效彌補(bǔ)了工頻配電系統(tǒng)變壓器的不足，可以提高電能的轉(zhuǎn)化和利用，確保配電系統(tǒng)的安全。此外，應(yīng)用電工電子技術(shù)還可以全面、及時(shí)監(jiān)控和諧波，確保電能的正常供應(yīng)。

2.4在電力系統(tǒng)節(jié)能環(huán)節(jié)的應(yīng)用

由于電力系統(tǒng)發(fā)電時(shí)不可避免會(huì)浪費(fèi)一部分電能，為了降低浪費(fèi)的電能，可以通過(guò)應(yīng)用變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)降低電動(dòng)機(jī)能耗，但是該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還存在一定的局限性，如投入的成本高、對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生污染等，還需要對(duì)該技術(shù)加強(qiáng)后續(xù)研究。電工電子技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電及輸配電過(guò)程中產(chǎn)生的無(wú)效功率的高效補(bǔ)償，可以有效控制無(wú)功損耗，維持電力設(shè)備的無(wú)功平衡，如低高壓變頻器在電力系統(tǒng)中的合理應(yīng)用，顯著提高了風(fēng)機(jī)水泵運(yùn)行的效率和節(jié)能效果。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析可知電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用十分重要，因此，電力系統(tǒng)在今后還應(yīng)該加強(qiáng)電工電子技術(shù)的研究，借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)以確保我國(guó)電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并持續(xù)改進(jìn)其供電質(zhì)量，提高其供電水平。

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作者：王朱勞 單位：陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院