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大功率電力電子技術(shù)的應(yīng)用
大功率電力電子技術(shù)的應(yīng)用
【摘要】大功率電力電子技術(shù)是電力系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛的一種技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要作用。
本文介紹了電力電子技術(shù)與各學(xué)科的關(guān)系，并且介紹了大功率電力電子技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù);電力系統(tǒng);大功率;應(yīng)用
電力電子技術(shù)就是指應(yīng)用在電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，是也新科技的基礎(chǔ)之一，用途非常廣泛。
它利用電力電子期間對(duì)電能進(jìn)行控制和變換，在電力領(lǐng)域具有重要作用。
現(xiàn)在電力電子技術(shù)有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是功率很大，與普通的電子技術(shù)相比，有著更多的優(yōu)勢(shì)和更強(qiáng)大的功能，對(duì)于我國(guó)電力事業(yè)具有重要作用。
一、電力電子技術(shù)與各學(xué)科的關(guān)系
1、與電子學(xué)的關(guān)系
由于電力電子技術(shù)其實(shí)是電子技術(shù)在電力領(lǐng)域的應(yīng)用，電力電子元件的制造理論和制造工藝與普通的電子元件大致相同。
電力電子期間使用的集成電路制造工藝，與微電子制造技術(shù)基本相同。
2、與電氣工程的關(guān)系
由于電力電子工程在電力機(jī)牽引、靜止無(wú)功補(bǔ)償、高壓直流輸電、電加熱、電鍍等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，很多時(shí)候電力電子技術(shù)也被歸納到電氣工程學(xué)科中。
3、與控制理論的關(guān)系
電力電子技術(shù)的裝置和系統(tǒng)都是通過(guò)控制理論滿足的電力電子技術(shù)可看成“弱電控制強(qiáng)電”的技術(shù)，是“弱電和強(qiáng)電的接口”，控制理論是實(shí)現(xiàn)該接口的強(qiáng)有力紐帶。
電力電子技術(shù)和控制理論是密不可分的。
二、大功率電力電子技術(shù)的應(yīng)用
1、在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用最典型的是同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。
這種系統(tǒng)具有很好的反應(yīng)速度并且控制功率很小，很容易的就能設(shè)計(jì)出高頂值電壓，在電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中具有很廣安的應(yīng)用。
電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的另一種重要應(yīng)用是變頻調(diào)速。
隨著社會(huì)的發(fā)展，節(jié)能已經(jīng)成為一種主流的發(fā)展趨勢(shì)。
電氣節(jié)能主要是通過(guò)電能質(zhì)量控制、變頻調(diào)速和有源濾波實(shí)現(xiàn)的。
大功率電力電子技術(shù)在電氣節(jié)能上的應(yīng)用主要是變頻調(diào)速。
電機(jī)變頻調(diào)速是目前工業(yè)節(jié)能中的重要方式之一。
隨著科技的發(fā)展，變頻器的技術(shù)越來(lái)越成熟，普及程度在越來(lái)越廣，這也導(dǎo)致了企業(yè)使用變頻器的投資成本也會(huì)變得很低，而且電機(jī)變頻具有很好的節(jié)能效果，不僅與當(dāng)今的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)相符合，還能為企業(yè)節(jié)約成本，帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。
這些優(yōu)勢(shì)使得變頻器在電氣行業(yè)具有十分廣泛的應(yīng)用，而且擁有廣闊的發(fā)展空間。
另外國(guó)家對(duì)于使用變頻節(jié)能裝置還能爭(zhēng)取到國(guó)家有關(guān)政策的支持。
2、在新能源發(fā)電方面的應(yīng)用
隨著社會(huì)的發(fā)展，能源問(wèn)題已經(jīng)變得越來(lái)越突出。
而人們生活生產(chǎn)中消耗的能源卻越來(lái)越多，能源問(wèn)題已經(jīng)形成一種危機(jī)。
而且，在過(guò)去的發(fā)展中，由于過(guò)度的追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展卻忽略了關(guān)注環(huán)境問(wèn)題，對(duì)環(huán)境造成的危害很大。
為了應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，出現(xiàn)了很多新能源的發(fā)電方法，比如太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等等，這些工程一出現(xiàn)就收到了人們的廣泛關(guān)注。
電力電子技術(shù)在新能源發(fā)電上的應(yīng)用特點(diǎn)主要有：新能源在供給過(guò)程中能源供給隨機(jī)性較大，比如風(fēng)能、太陽(yáng)能等都會(huì)隨著天氣的變化而變化，并對(duì)電網(wǎng)發(fā)電的要求比較高，在新興的能源使用中，可以充分考慮海洋能等隨意性不大的資源。
3、電力牽引應(yīng)用
所謂電力牽引，實(shí)際上就是使用電能為軌道運(yùn)輸提供動(dòng)力。
它以電力系統(tǒng)作為電源，經(jīng)過(guò)變電所的電力電子器降壓、變頻成可以為動(dòng)車、機(jī)車提供動(dòng)力的交流電源。
這種應(yīng)用在生活十分常見(jiàn)，不過(guò)也存在一些問(wèn)題：由于需要單獨(dú)設(shè)置供電系統(tǒng)，成本較高：機(jī)車運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種干擾電信信號(hào)的波，對(duì)電力系統(tǒng)和通信質(zhì)量產(chǎn)生影響。
在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有效的防護(hù)和采取措施，在盡量降低不利影響的前提下，使之為人們服務(wù)。
4、智能電網(wǎng)的應(yīng)用
智能電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行智能化改造。
這種技術(shù)是以高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，并且將先進(jìn)的控制技術(shù)、測(cè)量技術(shù)與傳感技術(shù)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)先進(jìn)的管理體系，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的高效性、安全性、經(jīng)濟(jì)性與可靠運(yùn)輸性。
往深的講，就是將電網(wǎng)的規(guī)模變得比以前更大，運(yùn)行更加安全高效。
不過(guò)目前電網(wǎng)的智能化程度并不是很高，但其已經(jīng)表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)被人們廣泛青睞。
不過(guò)智能電網(wǎng)最核心的技術(shù)還是大功率電力電子技術(shù)，其發(fā)展離不開(kāi)電力電子技術(shù)的進(jìn)步。
例如，智能電網(wǎng)的核心技術(shù)是智能電表，電力系統(tǒng)可以根據(jù)智能電表了解所有用戶的用電情況并且提供具有針對(duì)性的個(gè)性化服務(wù)。
而智能電表就是一種電力電子器。
5、定質(zhì)電力技術(shù)
定質(zhì)電力技術(shù)是應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和控制技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量控制、為用戶提供其特定要求的電力供應(yīng)技術(shù)。
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和供電可靠性的要求越來(lái)越高。
而且在企業(yè)生產(chǎn)中，變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人、自動(dòng)生產(chǎn)線、精密的加工工具、可編程控制器、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣，由于這些設(shè)備對(duì)于電路的變化感應(yīng)十分敏感，電力系統(tǒng)很小的波動(dòng)就可能造成很大的損失，所以對(duì)于供電質(zhì)量的要求很高。
為了保證供電質(zhì)量，很多企業(yè)用戶采用各種措施，比如安裝不間斷電源(UPS)，但是這些措施并不能取得良好的經(jīng)濟(jì)效果，所以最根本的解決辦法還是在電力部門。
只要電力部門能夠控制好供電的質(zhì)量，問(wèn)題就迎刃而解，由此，定質(zhì)電子技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
定質(zhì)電子技術(shù)就是將現(xiàn)代的控制技術(shù)與電力電子技術(shù)結(jié)合起來(lái)，為提高配電網(wǎng)無(wú)功調(diào)節(jié)的質(zhì)量，已開(kāi)發(fā)出用于配電網(wǎng)的靜止無(wú)功發(fā)生器。
它由儲(chǔ)能電路、可關(guān)斷的晶閘管(GTO)或絕緣門極雙極性三極管(IGBT)變換電路和變壓器組成。
它的功能是快速調(diào)節(jié)電壓，發(fā)生和吸收電網(wǎng)的無(wú)功功率，同時(shí)可以抑制電壓閃變。
這是“定質(zhì)電力”的關(guān)鍵設(shè)備之一。
此外，靜止無(wú)功發(fā)生器和固態(tài)開(kāi)關(guān)配合，可在電網(wǎng)發(fā)生故障的暫態(tài)過(guò)程中保持電壓恒定。
另一關(guān)鍵設(shè)備是動(dòng)態(tài)電恢復(fù)器(DVR)，它由直流儲(chǔ)能電路、變換器和級(jí)次串聯(lián)在供電線路中的變壓器構(gòu)成。
變換器根據(jù)檢測(cè)到的線路電壓波形情況，產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，使合成的電壓動(dòng)態(tài)保持恒定。
無(wú)論是短時(shí)的電壓低落或過(guò)電壓，通過(guò)DVR均可以使負(fù)載上的電壓保持動(dòng)態(tài)恒定。
三、結(jié)束語(yǔ)
大功率電力電子技術(shù)的出現(xiàn)，使得電力系統(tǒng)發(fā)生的重大變革。
隨著科技的發(fā)展，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用肯定會(huì)越來(lái)越普遍，為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)方便。
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