论文部分内容阅读
摘要：电力电子技术是一项以功率半导体器件、电路技术、计算机技术和现代控制技术为主要基础的平台技术。在其五十多年的发展历程中，不断推动我国传统产业设备的发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等行业的发展，推广效益极其优越。本文就我国电力电子技术在电力系统开发方面的应用作如下探讨。
关键词：电力电子技术 ；电力系统 ；开发；应用
电力系统实现智能态控制将成为我国电力系统从稳态控制转向动态控制的必然发展趋势，实现智能态控制已经被作为电力系统实现完整控制时代的重要标志。要想實现电力系统的开发就离不开电力信息技术，可见电力信息技术在电力系统中的应用之重要。
1 电力系统的概念
电力系统由多个环节组成，其中包括发电、输电、变电、配电及用电等多个环节。电力系统的运行需要电力系统的一次设备和二次设备，为了保证电力一次设备能够安全、稳定、可靠的运行，需要对一次设备进行保护、控制，以达到电力系统的高效运行。一些测控装置、保护装置、有关的通信设备及计算机监控系统为电力系统的二次设备，二次设备包含了电力系统自动化的主要技术，其中电力信息技术在电力系统中的应用尤为广泛。
2 电力电子技术电力系统开发方面的具体应用
自上世纪八十年代以来，柔性交流输送电力能源的概念被提出之后，电力电子技术在我国电力系统中的应用研究被广泛提升到了一定高度，各种极具电力电子技术特色的电力设备相继被研发出来。目前，已经有不少关于这方面设备基本原理及应用现状的研究资料，极大地推广了电力系统开发方面的应用范围。以下就谈及此方面的一些内容：
（1）在电力系统发电环节开发中的应用。电力系统发电环节一般涉及各种发电机组设备，而电力电子技术的应用主要以改善这些电力设备的运行状况为目的。根据实践表明，大型发电机、水力或风力发电机在应用方面极其出色。首先，大型发电机的静止励磁控制可采用晶闸管整流自并励的方式达到这一目的，其明显的优势在于结构简单、可靠性高及造价低等，因此已被世界各国广泛应用且效果良好。究其原理可以看出由于大型发电机在发电过程中省掉了励磁机这个中间惯性环节，促使发电机运行具有了自身特有的快速性调节功能，这样一来大型发电机能够充分发挥其发电功能，并且在控制规律上也产生了良好的效果。
其次，水力和风力发电机可通过电力电子技术控制器变速恒频励磁，水利发电机的有效功率主要由水头压力和流量大小决定，水头压力变化越大，水利发电机组的最佳转速也随之变化。而风力发电的有效功率则于风速的三次方成正比例关系，风力发电机组在捕捉到最大风能时的转速随风速大小变化，为了能够使得风力发电机组的有效功率成最优化的正比例关系，采用以变频电源为核心技术的电力电子控制系统对机组转子的励磁电流频率进行适宜调整，使其与转子转速叠加后能够保持定子频率即可输出恒定频率。
（2） 在电力系统输电环节开发中的应用。通常，被称为“硅片引起的第二次革命”就是指将电力电子器件应用于高压输电系统中的革过程，其主要的应用效果是大幅度地改善电力系统网的稳定运行状况。
（3） 在配电环节开发中的应用。配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即用户电力（Custom Power）技术或称DFACTS技术，是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版，其原理、结构均相同，功能也相似。由于潜在需求巨大，市场介入相对容易，开发投入和生产成本相对较低，随着电力电子器件价格的不断降低，可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。
（4）在节能环节开发的运用。第一，变负荷电动机调速运行。电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面，通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面，只有将二者结合起来，电动机节电方较完善。目前，交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、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具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速，我国正在推廣应用中。
变频调速的优点是调速范围广，精度高，效率高，能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小，定子、转子的铜耗也不大，节电率一般可达30%左右。其缺点主要为：成本高，产生高次谐波污染电网。
第二，减少无功损耗，提高功率因数。在电气设备中，变压器和交流异步电动机等都属于感性负载，这些设备在运行时不仅消耗有功功率，而且还消耗无功功率。因此，无功电源与有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低 ，设备破坏，功率因数下降，严惩时会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故。所以，当电力网或电气设备无功容量不足时，应增装无功补偿设备，提高设备功率因数。
3 电力信息技术发电系统开发方面的发展趋势
近几年来，随着计算机技术、控制技术及通信技术的飞速发展，现如今的电力系统已经成为一个由计算机技术、控制技术、通信技术及电力装备组成的综合体，逐日增大的电力系统信息量满足了自动化处理信息能力的要求，电力系统的开发需要注意的因素越来越多，可直接观测的范围也越来越广泛，这为我国电力系统的开发打下了良好的基础。
现如今，我国在电力信息技术在电力系统开发方面的发展趋势越来越趋向适应化、智能化、最优化；在电力系统中，不管是在设计分析上还是在理论工具上，还是控制手段及研究人员方面都广泛的应用了电力信息技术，可见这项技术对电力系统的开发应用之广泛，影响之重大。
总而言之，随着我国计算机技术、控制技术及通信技术的不断发展，电力系统就需要进行开发更新，通过对电力信息技术在电力系统中的应用分析，可见电力信息技术在电力系统中的应用已经成为实现电力系统开发不可缺少的重要步骤，电力信息技术在电力系统中的应用十分重要。
参考文献：
[1]郑锦彪，浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与研究[J].黑龙江科技信息.2007.
[2]张建诚，陈志业，梁志瑞 现代电力电子技术在电力系统中的应用.[J]电力情报.1999.
（作者身份证号：130181198510144231）
关键词：电力电子技术 ；电力系统 ；开发；应用
电力系统实现智能态控制将成为我国电力系统从稳态控制转向动态控制的必然发展趋势，实现智能态控制已经被作为电力系统实现完整控制时代的重要标志。要想實现电力系统的开发就离不开电力信息技术，可见电力信息技术在电力系统中的应用之重要。
1 电力系统的概念
电力系统由多个环节组成，其中包括发电、输电、变电、配电及用电等多个环节。电力系统的运行需要电力系统的一次设备和二次设备，为了保证电力一次设备能够安全、稳定、可靠的运行，需要对一次设备进行保护、控制，以达到电力系统的高效运行。一些测控装置、保护装置、有关的通信设备及计算机监控系统为电力系统的二次设备，二次设备包含了电力系统自动化的主要技术，其中电力信息技术在电力系统中的应用尤为广泛。
2 电力电子技术电力系统开发方面的具体应用
自上世纪八十年代以来，柔性交流输送电力能源的概念被提出之后，电力电子技术在我国电力系统中的应用研究被广泛提升到了一定高度，各种极具电力电子技术特色的电力设备相继被研发出来。目前，已经有不少关于这方面设备基本原理及应用现状的研究资料，极大地推广了电力系统开发方面的应用范围。以下就谈及此方面的一些内容：
（1）在电力系统发电环节开发中的应用。电力系统发电环节一般涉及各种发电机组设备，而电力电子技术的应用主要以改善这些电力设备的运行状况为目的。根据实践表明，大型发电机、水力或风力发电机在应用方面极其出色。首先，大型发电机的静止励磁控制可采用晶闸管整流自并励的方式达到这一目的，其明显的优势在于结构简单、可靠性高及造价低等，因此已被世界各国广泛应用且效果良好。究其原理可以看出由于大型发电机在发电过程中省掉了励磁机这个中间惯性环节，促使发电机运行具有了自身特有的快速性调节功能，这样一来大型发电机能够充分发挥其发电功能，并且在控制规律上也产生了良好的效果。
其次，水力和风力发电机可通过电力电子技术控制器变速恒频励磁，水利发电机的有效功率主要由水头压力和流量大小决定，水头压力变化越大，水利发电机组的最佳转速也随之变化。而风力发电的有效功率则于风速的三次方成正比例关系，风力发电机组在捕捉到最大风能时的转速随风速大小变化，为了能够使得风力发电机组的有效功率成最优化的正比例关系，采用以变频电源为核心技术的电力电子控制系统对机组转子的励磁电流频率进行适宜调整，使其与转子转速叠加后能够保持定子频率即可输出恒定频率。
（2） 在电力系统输电环节开发中的应用。通常，被称为“硅片引起的第二次革命”就是指将电力电子器件应用于高压输电系统中的革过程，其主要的应用效果是大幅度地改善电力系统网的稳定运行状况。
（3） 在配电环节开发中的应用。配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即用户电力（Custom Power）技术或称DFACTS技术，是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版，其原理、结构均相同，功能也相似。由于潜在需求巨大，市场介入相对容易，开发投入和生产成本相对较低，随着电力电子器件价格的不断降低，可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。
（4）在节能环节开发的运用。第一，变负荷电动机调速运行。电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面，通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面，只有将二者结合起来，电动机节电方较完善。目前，交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、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具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速，我国正在推廣应用中。
变频调速的优点是调速范围广，精度高，效率高，能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小，定子、转子的铜耗也不大，节电率一般可达30%左右。其缺点主要为：成本高，产生高次谐波污染电网。
第二，减少无功损耗，提高功率因数。在电气设备中，变压器和交流异步电动机等都属于感性负载，这些设备在运行时不仅消耗有功功率，而且还消耗无功功率。因此，无功电源与有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低 ，设备破坏，功率因数下降，严惩时会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故。所以，当电力网或电气设备无功容量不足时，应增装无功补偿设备，提高设备功率因数。
3 电力信息技术发电系统开发方面的发展趋势
近几年来，随着计算机技术、控制技术及通信技术的飞速发展，现如今的电力系统已经成为一个由计算机技术、控制技术、通信技术及电力装备组成的综合体，逐日增大的电力系统信息量满足了自动化处理信息能力的要求，电力系统的开发需要注意的因素越来越多，可直接观测的范围也越来越广泛，这为我国电力系统的开发打下了良好的基础。
现如今，我国在电力信息技术在电力系统开发方面的发展趋势越来越趋向适应化、智能化、最优化；在电力系统中，不管是在设计分析上还是在理论工具上，还是控制手段及研究人员方面都广泛的应用了电力信息技术，可见这项技术对电力系统的开发应用之广泛，影响之重大。
总而言之，随着我国计算机技术、控制技术及通信技术的不断发展，电力系统就需要进行开发更新，通过对电力信息技术在电力系统中的应用分析，可见电力信息技术在电力系统中的应用已经成为实现电力系统开发不可缺少的重要步骤，电力信息技术在电力系统中的应用十分重要。
参考文献：
[1]郑锦彪，浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与研究[J].黑龙江科技信息.2007.
[2]张建诚，陈志业，梁志瑞 现代电力电子技术在电力系统中的应用.[J]电力情报.1999.
（作者身份证号：130181198510144231）