電力電子技術在電力系統中的應用

摘 要智能電網的實現必須要采用電力電子技術。本文介紹了電子技術的發展，從靜態無功補償器，HVDC技術、電機及有源電力濾波等方面闡述了電力電子技術的作用。電力電子技術一定會在電力系統中有更長遠的發展。

【關鍵詞】電力電子技術 電力系統 靜止無功補償裝置 HVDC技術 有源電力濾波

在電力系統中，電力電子技術被應用在各個方面。從統計數據中可以看出，發達國家中使用電能的用戶，這些電能一半以上都是經過電力電子轉換器設備處理過的。電力系統的現代化離不開電力電子技術的應用。無功功率補償及諧波抑制對電力系統有重要意義，可控電抗器（TCR）和晶閘管電容器（TSC）在無功補償方面都是非常重要的。而新出來的靜止同步補償器（STATCOM）和有源電力濾波器（APF）的性能要更好。發電廠和變電所采用直流電源和不間斷電源作為供電和備用電源事故的保護電源。在電力系統中，電力電子器件是非常多見的。

1 電力電子技術的發展

電力電子技術包括電力電子電路應用電路和設備制造技術。電力電子器件的發展經過了三個過程，第一代是半控型階段，第二代是全控型階段，第三代是復合型階段，功率集成電源（PLC）就是將動力、控制、功率器件和保護電路集成在一起，雖然功率不大，但這是一個發展的方向。

2 靜止無功補償裝置

供用電系統和負載的功率因素都可以通過無功功率補償來實現，這樣能夠減少功率的損耗，降低設備的容量，使受電端和電網端的電壓更加的穩定，提高供電的質量，使有功負載和無功負載得到平衡。

TCR、TSC和TCSC都是靜止無功補償裝置。

傳輸系統的穩定性、電源質量的提高，無功補償沖擊負載和閃變抑制等都可以通過靜態型動態無功補償裝置來實現。并且還可以提高電源系統和負載的功率因素，減少功率損耗和設備容量，使電壓更加的穩定，使電源的質量得到提高，使三相有功和無功功率負載在電氣化鐵路中都能得到平衡。晶閘管控制電抗器（TCR），電容器晶閘管（TSC），可控串聯補償（TCSC）等都是靜態無功補償裝置。

3 高壓直流輸電技術

將電廠發送的交流電經整流器進行整流后，變為直流電，然后再通過電線將轉換后的直流電傳送給各個受電端，在各個受電端將接收到的直流電轉換為交流電，供用戶們使用。高壓直流輸電不僅傳輸的功率大，并且便于控制，線路的造價也低，是目前使用最為廣泛的一種手段，直流輸電架空線技術的造價低，產生的損耗也少，并且在傳輸過程中較穩定，不會像交流輸電那樣出現輸電不穩定的問題，對于地下和海底電的傳輸，直流輸電能夠實現不同電網互聯的額定頻率，對于潮流控制更加容易控制，更易擴大產能擴張，對于分期建設也更加方便。直流輸電項目按照直流連接線可以分為單級接觸線，雙接觸線，與鋼管接觸線和背靠背直流輸電系統。雙極直流系統圖如圖1所示。

4 在電機中的應用

液壓的壓力和流量將決定水利發電機發出的電量，所以機組發電的數量將是一個巨大的變化，風力渦輪機可以發布的權力和風速多維數據集是成正比的。所以機組操作的速度不是一致的，如果轉子轉速疊加和轉子勵磁電流的調整頻率使釘子平輸出頻率是一定的，就可以使有效功率最大。電力電子設備液壓、風力發電機恒速頻率激勵發揮了非常重要的作用。

5 有源電力濾波器

從有源電力濾波器補償對象的基本思想出發，檢測諧波電流分量，由補償裝置產生的分量大小相等和極性相反的補償電流分量，補償電流的諧波電流分量只包含在電網中其基本組成部分，其理論基于瞬時無功功率理論。不僅動態響應的速度很快，電網阻抗特性對于補償功能多樣化和補償電網都不會有影響，這是抑制斜波的重要發展方向。圖2為其原理圖。

6 總結

在對電力傳輸進行分布時，電力電子技術更加容易調節，能夠保證可再生能源大規模的發電，并且也可以將信號遠程發送到控制電網上，智能電網的發展必須要采用電力電子技術。并且隨著電網的發展，電力電子技術也必定會更快的發展，從長遠角度看，對于電網的進一步法杖奠定了堅實的基礎。

參考文獻

[1]石新春，楊京燕，王毅.電力電子技術[M].北京：中國電力出版社，2010（07）：128-191.

[2]張文亮，湯廣福，查鯤鵬，賀之淵.先進電力電子技術在智能電網中的應用[J].中國電機工程學報，2010，30（04）：1-7.

[3]王兆安，楊君，劉進軍.諧波抑制和無功功率補償[M].北京：機械工業出版社，2004.

[4]賈正春，馬志源.電力電子學[M].北京：中國電力出版社，2001.

作者簡介

劉旭東（1972-），男?，F為山東省棗莊礦業（集團）有限責任公司新安煤業公司機電運輸科工程師。

作者單位

山東省棗莊礦業（集團）有限責任公司新安煤業公司 山東省濟寧市 277642