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摘要:随着人们生活水平的提升,国家经济发展的进步,人们在日常生产生活中应用电能时也对其提出了更高的要求,电力系统的改革是时代发展的必然趋势,只有不断的改革和发展,电能应用才能朝着更好的方向发展,满足人们的生活需求。因此,本文以电子电力技术为切入点对电力系统中电力技术的应用进行探讨。
关键词:电力系统电子电力电能
所谓的电子电力技术实际上指的是多种知识概念体系相结合的一项新技术,其在电力系统中的应用能够有效的提升能源供应效果。当前,我国正处在经济发展和科技进步的关键时期,在国家发展建设过程中所需要的能源业越来越多。电力系统是我国经济建设中各项工作开展的基础能源支持,其对于国家经济的发展建设有着极为重要的影响。电子电力技术的应用,使得电力系统的运行更加稳定,有效的节约了能源,使整个电力系统的运行变得更加的顺畅,有助于国家电力事业的发展。
一、电力电子技术的发展
电力电子技术兴起于上世纪五十年代末,从其发展历程的先后来看,可以分为整流器时代、逆变器时代和变频器时代。而从其发展方向来看,传统的电力电子技术是以低频技术为主,而现代的电力电子技术则是以高频技术为主处理问题的。发展方向的转变也使得电力电子技术被广泛地应用于新能源开发、电能控制等等领域。上世纪八十年代,柔性交流输电技术的出现和电力设备多样化的开展进展极大地促进了电力系统的发展,但是相比欧美、日本等发达国家,由于起步较晚,我国的电力电子技术还是存在明显差距的。因此,我国电力电子技术的开发依然任重而道远,要想真正地实现自主研发,除了踏实认真地学习发达国家的技术外,我们更应该注重创新,提高创新意识。
二、电子电力技术的作用分析
(一)优化电能
电能是电力系统中的基础能源,在电力系统中使用电能时,电子电力技术的应用能够对电能进行高效、优质的处理,这样有助于实现电能的高效利用,提高电能的使用效率。如在一些大型的加工企业中,电能的消耗量一般都比较巨大,而电子电力技术的应用,能够优化企业电能机构,实现节能减排,建设绿色企业。
(二)优化传统的工业生产
当前,社会经济在不断的发展进步,各行各业对电能的需求量以及质量要求也在不断的提升。电子电力技术在电力系统中的应用,能够优化工业与民用电力设备的功能,最大限度的满足不同群体的用电需求,改善了电气资源的应用效果。而且,在该技术应用过程中,机电一体化的进程也在不断的加快,这样企业的生产效率将会大幅度提升,工业生产技术得到发展和进步,有助于企业的长远发展。
(三)加快电子技术的智能化发展
当前时代是信息化时代,信息技术在人们的日常生活中可谓是无处不在的,国家电力系统在发展过程中也必须要与时俱进,积极的顺应时代发展需要,实现智能化才能满足社会发展需要。随着现代化信息技术和微电子技术的发展,电子电力技术也必然会朝着更加智能化的方向发展。电子电力技术的智能化发展能够减少人力、物力和财力的使用,这样能够节省电力系统运行成本,促进国家经济的可持续发展。
三、电力电子技术在电力系统中的应用
(一)电力电子技术在输电环节的应用
电力网的稳定运行特性得到大幅度地改善起源于“硅片引发的第二次革命”,即电力电子元器件被应用于高压输电系统中。
1直流输电技术和轻型直流输电技术
输电容量大、稳定性好和控制调节灵活等特点是直流输电技术和轻型直流输电技术的优点,由于这些优点使得高压直流输电在远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网等方面拥有得天独厚的优势。直流输电的关键技术之一是晶闸管触发技术,光触发晶闸管的应用使再次进行光电转换的触发电路板被省去。而早在1970年,晶闸管换流器就已经被研发,这也电力电子技术正式应用于直流输电的标志。
2柔性交流输电(FACTS)技术
柔性交流输电技术被誉为未来输电系统新时代的三项支持技术之一,它的应用实现了对输电系统的电压、相位角、功率、潮流等的灵活控制,使得原来基本不可控的电网变得可以全面控制,从而大幅提高了电力系统的灵活性和稳定性,使得现有输电线路的输送能力大大提高,进而降低了电力传输的成本。
(二)电力电子技术在发电环节的应用
电力系统中的发电环节涉及了发电机组的多种设备,而引入电力电子技术的首要目的便是改善这些设备的运行特性。
1大型发电机的静止励磁控制
励磁系统是发电机组重要设备,主要作用是调节励磁。各大电力系统中广泛采用晶闸管整流自并励方式控制静止励磁,它具有结构简单、可靠性高和造价低等优点。此外,它还省去了励磁机的中间惯性环节,加快了调节速度,为先进的控制规律创造了良好控制效果的有利条件。
2水力、风力发电机的变速恒频励磁
水头压力和流量是影响水力发电的有效功率的两大因素,机组的最佳转速随着水头的变化幅度而变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比。输出频率恒定可以得到最大的有效功率,即调整转子励磁电流的频率与转速叠加后等于定子的频率。其中变频电源是该应用的技术核心点。
3发电厂风机水泵的变频调速
在没有使用低高压变频器之前,风机水泵的运行效率低且其耗电量占比高达火电设备总耗电量的65%,可见其节能效果只差。低高压变频器的使用,调整了风机水泵的速率,实现了节能的效果。
(三)电力电子技术在配电环节的应用
提高供电可靠性和电能质量是配电系统迫在眉睫的难题。良好的电能质量指的是满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,同时还能对各种瞬态的波动和干扰进行抑制。电力电子技术和现代控制技术在配电环节的应用是指在柔性交流输电技术的基础上发展起来的电能质量控制技术。由于电力电子元器件的价格持续走低,使得该技术的开发投入和生产成本变低,同时该技术的市场潜力巨大,在不久的将来会很快进入高速发展阶段。
(四)电力电子技术在电力系统应用中所产生的负面影响及解决方案
1电力电子技术在电力系统应用中所产生的负面影响
进入21世纪以来,电力电子技术的快速发展使得电力电子产品不断普及,它给我们的工作、生活带来了翻天覆地的变化,很大一部分都是积极、正面的影响,但随着不断深入,一些负面的影响也渐渐地被发现了。其中人们最主要的关注点聚集在了谐波的存在所产生的危害上,由于谐波的干扰,电能的产生被降低、传输环境的效率被降低,这些将直接影响连接在电网上的用电设备无法正常运行,最终影响到人们的生活和工作。谐波的具体影响主要有:谐波会引起设备振动、产生噪音甚至出现电视机过热或烧毁等;谐波的存在会干扰到通信系统,甚至出现信息丢失和通讯设备中断的可能等等。
2解决方案
抑制谐波主要有两种方案,它们分别是无源滤波器和有源滤波器。无源滤波器具有抑制谐波、补偿无功、提高电网的功率因数等效果,但它的体积大显得很笨重且电力系统阻抗在很大程度上影响着其滤波效果。并且无源滤波器只能消除特定次数的谐波,还存在与系统发生串、并联谐振的可能,致使谐波被放大,导致出现设备过载或者烧坏的现象。相比之下,有源滤波器规避了以上无源滤波器的缺点问题的同时,还能补偿各次谐波,并且能对变化的谐波进行动态的跟踪补偿。
四、结语
综上所述,电力电子技术在电力系统中的科学运用为我们的生活和生产带了很大的便捷,但也产生了一些负面的影响。但值得庆幸的是,我们也在发展中找到了解决的方法。此外,对电力电子技术的应用要注重从实际出发,为努力提高电力系统的整体质量大好基础。
参考文献:
[1]张沩.电子电力技术在电力系统中的合理运用[J].大众科技.2014(03)
[2]张伟,董铁孝,孙良志.浅谈配电系统中的用户电力技术[J].山东工业技术.2016(17)
[3]梁章水.分析超导电力技术的现状和发展趋势[J].中国高新技术企业.2013(09)