分析电力电子装置在电力系统中的应用

分析电力电子装置在电力系统中的应用

胡建超郭鹏

国网成都供电公司）

摘要：此文献主要阐述了电力系统中电力电子装置、电力电子技术的发展过程、电力电子技术系统中的具体应用、新技术在电力系统自动化发展中的应用等。为后续发展提供详尽分析。

关键词：电力电子装置制造技术光伏电站

前言

电力电子装置在电力系统中起到关键性的作用，并在我国运用特别广泛，因此，电力电子装置的研究有必要不断加强。

电力电子装备概论

电力系统包括了电能的生产以及消费，组成部分为发电、输电、变电、配电和用电等、从开始知道现在的一百多年里，在社会经济的重大发展历程中，电力设备也同样发生了翻天覆地的变化。尤其是系统规模、符合种类和电子系统都随之发生了很大的变化，最近几十年里，电力系统不断涌现出一系列新的特点。

大型、超大型电力系统已出现在系统规模方面。也随着不断推进的坚强智能电网，不断打破曾经的省、市电网之间的壁查，也在不断加强跨区域电网的建设。大型、超大型电网的出现在现实资源优化配置的同时，也给电网的安全稳定运行带来了相当大的考验。电源介入形势的方面，光伏发电和风力发电等越来越多的可再生能源获得了不少运用，导致电力系统的电源形式由传统的电频交流注入变成了多种发电形式并存。。因此大功率的能量转换和控制便成了一系列的问题。信息技术的不断发展中，我们了解到了打量敏感负荷接入到了电力系统，促使用户越来越重视电能的质量问题。可是如今现代电力系统中的，比如谐波、闪变、频率偏移等电能的质量问题都随着非线性负荷的接入变得越来越严重。所以，我们要更加关注用电设备的安全以及可靠的运行方式，促使电力系统的研究领域不断扩展，才能保证给用户提供合乎表准的电能。

电力系统最笔记本和重要的输电设备是电力变压器，电压的升降和系统隔离都是由电力变电器实现的。其中，必须要说的是，在导磁材料和铁芯结构等方面，传统电力变电器虽然有一系列的改进，并使电能变换效率得到极大的提升，但依然在利用导电线圈现实交流电压的等级变化和系统之间的隔离。当然，传统电力变压器存在的问题仍然存在，比如，变压器的体积增加，电压等级的提高变压器的绝缘油造成环境的污染；变压器的空载损耗极大，过负荷时会造成输出电压的不断下降；传统的变压器不能将负荷在发生接地短路故障时有效的去隔离故障，导致故障的范围不断扩大；继电保护保护装置是主要保护传统电力变压器的；励磁涌流大量的产生主要是因为变压器铁芯的饱和，会给电力系统产生不少危害。

电子技术的发展

器件的制造技术和电力电子电路的应用合为电力电子技术。电力电子器件的发展过程又经历了半控型（第一代电力电子器件）、全控型（第二代电力电子器件）和复合型（第三代电力电子器件），集合了驱动、控制、保护电路和功率器件等，构成了功率集成电路（PIC），目前为止，功率较小，但其代表了电力电子技术发展及其重要的方向。电力电子电路中运用最广的整流电路，在20实际80年代后转变为日益广泛的应用。也随着普遍应用的自关断器件，电力电子电路高频化反向发展，不断涌现出一系列新的电路拓扑形式比如谐振形逆变电路、矩阵式逆变电路。PWM控制的作用为推动电力电子技术的发展，其他的控制方式神经元控制、模糊控制、采用状态观测器的控制、自适应控制、瞬时无功功率控制、应用静止/旋转坐标变换的矢量控制等，着使得电力电子系统的控制技术得到了额一个好的发展。目前在很多方面越来越广的基于微处理器的数字控制技术取代了模拟控制，是一项控制技术的心发展。

电力系统中电力电子装置的主要应用

1.发电环节

1、风力发电。风力发电中不可或缺的核心环节——变流器。不稳定的风能变换为电压、频率和相位符合并要求的电能由风电变流器通过。两点平、三电平向H桥级联型、有源中点钳位、模块话多电平换流器（MMC)等多电平拓扑随着变流器拓扑结构在不断发展。到现在为止出现了新的国际并网运行规则要求，在风力系统接入到电网是，发电系统便会具备有功功率控制、功功率调节、并网频率变化、故障穿越和低电压穿越能力。

2、光伏电站。光伏阵列组件、回流器、逆变器组、滤波器和声压变压器构成构成了大型光伏电站，也是大规模的利用了太阳能的有效方式。当能够通过给并联逆变器施加“电网友好”的方案，就可使光伏电站实现无功补偿、有源滤波和和动态电压补偿等功能。到目前为止，处于从示范到大范围推广应用关键阶段的大型光伏发电系统，依旧存在者逆变器组合的非理想特性、光伏阵列组合的多峰值特性等技术问题。所以，综合考虑光伏阵列的组合方式、逆变器的组合方式及其并网拓扑等因素都会为光伏电站的和学设计起到关键作用。

2.电能存储

储能技术在电力系统中应用十分广泛，其可以有效应对电网故障的发生，缓解高峰负荷供电需求，提高电能质量和利用率，，同时也满足了经济社会发展对优质、可靠、安全、高效用电的要求。抽水蓄能、电池储能和压宿空气储能等各种储能方式都是可以达到兆瓦级的储能技术。

对于电池储能技术来说不受地域限制，是储能效率较高的一种方式。双向变流器为储能技术与电网连接的关键设备，包括电池储能逆变技术结合分布式新能源发电系统

能够有效地稳定系统输出电压和质量,也能够有效地将掉网的几率降到最低。

高压直流电技术在运输电线中的应用

以晶匣管为代表，实现了高压直流输电技术运用在输电系统中。晶匣管也是电力电子技术发展中的一个极其重要的发明，自从直流电的运输系统被晶匣管应用，晶匣管换流阀就一直应用于输电系统中的直流电输送中。之后又出现了具有可操作性的电力输送控制器，为电流的转换过程减少了交直转换变压器的使用，大大的为电厂的电能生产减少了生产成本。对于加强电力系统中的电流交换设备的竞争力，随之提高电力电子装置技术的使用率，淘汰掉传统的电力输送方法也是非常有效的。

结束语

当我们着重加强电力电子装置的研究时，才能够更好的保障电力系统的整体运行，才能使我国电力电子系统得到更好的完善。

参考文献

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