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简述电力电子技术对电力系统的影响

2020-05-09 731 上传者：管理员

摘要：在目前电力系统运行中，电力电子技术的应用解决了电力系统中的技术难题，使电力系统能够在输电效率和变电效果上达到预期目标。同时，电力电子技术也是电力系统运行中的支撑技术，对电力系统的整个运行产生重要的影响。结合电力系统的运行实际，探讨电力电子技术在电力系统中的实际应用以及产生的积极效果，掌握电力电子技术的特点，为电力电子技术的应用和电力系统的安全稳定运行提供更多的可靠技术，保证电力系统在运行安全性、稳定性和运行效率方面达标。

关键词：
发电效率
应用
电力电子技术
电力系统
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电力电子技术作为电力系统中的重要支撑技术，在电力系统不同领域中都有所应用，比如电力系统的发电环节、输电环节和电力调节环节等方面。因此，应当认识到电力电子技术的特点及电力电子技术的技术优势，在实际应用过程中发挥其技术特征，为电力系统的发电输电和电力调节环节提供更多的技术支持，解决电力系统运行中存在的诸多问题。

1、电力电子技术在发电环节中的应用

1.1 大型发电机的静止励磁控制

静止励磁结构简单，可靠性高，造价相对较低，采用晶闸管整流自并励方式，在世界各大电力系统被广泛采用。从目前电力电子技术的应用来看，在发电环节电力电子技术的应用较多，其中在大型发电机的静止励磁控制中，电力电子技术的应用取得了积极效果。在发电中，大型发电机需要通过静止励磁控制的方式提高发电机的运行稳定性和发电机的工作效率，而静止励磁控制需要电力电子技术提供最基本的支持，在京闸管的整流和并励过程中需要电力电子技术提供控制方法和控制技术，在实际应用中也取得了积极的效果。因此，电力电子技术对大型发电机静止励磁控制的实施有着重要作用。

1.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁

水头压力和流量决定了水力发电的有效功率，抽水蓄能机组最佳转速变会随着水头的变化幅度变化。风速的三次方与风力发电的有效功率成正比。机组变速运行，即调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。除了大型发电机之外，在水力风力发电机的变速恒频励磁中，电力电子技术也提供了最基本的技术支持，水力风力发电机在运行过程当中，通过变速横频励磁能够解决发电机的转速稳定问题，同时也能够有效调整转子的励磁频率，使整个发电过程的稳定性更强，在发电效率上更高，能够解决水力风力发电机的转子调速问题。

1.3 发电厂风机水泵的变频调速

发电厂的厂用电率平均8%，风机水泵耗电量约是火电设备总耗电量的65%，为了节能，在低压或高压变频器使用时，可以使风机水泵变频调速。从发电厂风机水泵的变频调速来看，风机水泵的变频调速需要有专门的技术作为支撑，在具体调速过程中，电力电子技术的应用有效解决了这一问题，通过对风机水泵的运行速度的调整以及频率的调整，能够保证风机水泵在实际应用中根据运转的实际需要采取对应的频率。在使用频次较低的情况下，风机和水泵的运行频率进行下调，达到节能降耗的目标。在这一过程中，电力电子技术对整个频率的调整起到了关键作用。

2、电力电子技术在输电环节中的应用

2.1 直流输电技术和轻型直流输电技术

直流输电相对远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网，高压直流输电优势独特。直流输电技术和轻型直流输电技术是目前输电环节中的重要方式，也是降低输电损耗和提高输电效率的关键手段。在实际经营过程中得到了广泛的应用并取得了积极的效果。结合直流输电技术和轻型直流输电技术的特点来看，电力电子技术在其中发挥了重要的支撑作用，电力电子技术是构成直流输电技术和轻型直流输电技术的关键，也是保证直流输电技术和轻型直流输电技术能够得以正常运转的基础，在实际应用过程中，为直流输电技术和轻型直流输电技术提供了必要的技术支持。

2.2 柔性交流输电技术

柔性交流输电技术是基于电力电子技术与现代控制技术，对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术。在输电过程中如何提高输电效率并降低输电的损耗，是电力传输的重点，也是电力传输需要控制的重要环节。在输电过程中，柔性交流输电技术是和直流输电技术具有同等优势的输电方式，在实际应用过程中解决了电能的损耗问题，使输电效率更高，在整个输电过程中，对输电过程进行了优化，对输电损耗的损耗功率进行了补偿，通过对柔性交流输电技术的了解，柔性交流输电技术中应用了大量的电力电子技术，对整个技术的形成和技术的使用提供了有力的支持。

3、电力电子技术在在配电环节中的应用

在配电环节中，电力电子技术主要对配电的过程进行了优化，在传统的配电过程中，电能的损耗问题无法得到有效的解决，电能损耗大、输电功率低，以及配件难度大的问题长期存在。基于这一现状，在配电环节中依靠电力电子技术，构建了有效的配电系统，实现对电力传输过程中传输方式进行有效调节，在调节中能够根据电力的需求进行合理调整，使得整个配电环节功率得到了补偿，输电环节中功率的损失有效降低并在功率的传输方面达到了预期目标。

4、电力电子技术在节能环节中的应用

4.1 变负荷电动机调速运行

风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量收到了良好的效果。对于电力传输过程而言，如何有效节能是电力传输的关键。在节能环节中，电力电子技术主要应用在变负荷电动机的调速运行上，通过对风机泵类等负荷机械的有效调整，使其在运行中能够根据不同的需求，采取不同的频率，通过变频调速的方式保障风机和泵类正常运行，同时在能源消耗上尽可能降到最低。这种方式对于解决风机和泵类的能耗问题和降低风机和泵类的额外能源消耗具有重要作用。

4.2 减少无功损耗，提高功率因数

在电气设备中，属于感性负载的变压器和交流异步电动机，在运行过程中是有功功率和无功功率均消耗的设备，在电力系统中应保持无功平衡，不然会使系统电压降低、功率因数下降。在电气设备运行中，无功损耗是影响设备运行效率的重要因素，如何有效降低无功损耗并提高功率因素，是电机运行中必须关注的问题。在目前的运行中，应用了电力电子技术形成了对整个电气设备无功损耗的调整，使发电过程中和电力传输过程中所用到的设备能够在功率因素上得到提高，在无功损耗上得到降低。通过优化和调整设备运行方式以及变频调速的方式实现了这一目标。由此可以发现，电力电子技术对整个电力调节过程中的设备和运行方式产生了重要的影响，在运行过程中解决了关键的技术问题。

5、结语

通过本文的分析可知，在发电系统中，电力电子技术对整个发电系统的安全稳定运行有着重要的影响。通过电力电子技术的应用不但解决了发电效率问题，同时还保证了电力传输在可靠的范围内进行，降低了电力传输的过程损耗，同时通过电力调节的方式，降低了风机泵类的电能损耗，使整个设备的功率因素得到有效提高，保证了电力系统能够在低功耗的状态下稳定运行，满足了电力系统的运行需要，使电力系统能够在发电传输和配件调整过程中得到有效的优化。

参考文献：

[1]李远征.电力系统优化调度及其决策方法的研究[D].广州:华南理工大学,2015

[2]李晓明.多源发电过程分散协调控制策略研究[D].北京:华北电力大学(北京),2016.

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