电力电子技术在电力生产中的应用
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【摘 要】电力电子技术是研究电能的变换和利用的技术，是弱电与强电的桥梁。由于电力电子技术迅速发展，新器件、新集成电路不断涌现，新型设备也不断涌现和更新，应用领域在不断扩大。电力电子技术在电动机调速、电气控制、交直流供电电源、发输配电、照明控制、家用电器等诸多领域有着广泛的应用，尤其在电力生产中研究应用占有很重要的位置，在电力生产节能、控制、调节等环节起着重要作用。
【关键词】电力电子技术;电力生产;应用
1电力电子技术在发电环节中的应用
电力电子技术在发电环节中的应用目的主要是为了保证在发电环节中设备的稳定运行。就目前使用的发电厂机水泵来说，其运行过程不仅耗费电量极大，而且运行效率低下，但是若对其进行调频变速，便可以有效降低耗电量，并提高其工作效率，实现节能环保的绿色生产。调频过程中最主要的便是调频器，目前市场上的低压变频技术已经趋于完善，并且相应的调频产品已经广泛出现在市面上，可有效解决发电厂机水泵工作效率低下的问题。而已经发展并走进了千家万户的太阳能作为一种新能源，为人类的发展做出了巨大贡献。大功率的太阳能发电，无论是并网，还是独立系统，都离不开电流之间的转换，而转换的核心便是具有强大功率跟踪功能的逆变器，逆变器的使用才真正帮助太阳能作为一种新型能源造福于人类。总的来说，电力电子技术主要体现在对发电机组的控制以及变频调速上，在我国大部分地区，目前使用的最为广泛的发电机组是静止励磁系统，随着电力电子技术的不断发展，励磁控制系统中的励磁机环节逐渐被取代，电子技术在系统中的应用实现践行了操作简单，降低成本的绿色生产理念。同时由于电子技术的出现，可以更好地帮助励磁机有效地调节自身，进而提高工作效率。电子技术的应用颇为广泛，除了在励磁控制系统中发挥着重要的调节作用，其在变速恒频励磁系统中的应用也起到了良好的效果。
2在电力生产过程中的应用
2.1交流不停电电源UPS
发电企业交流不停电电源UPS输出为220V不接地单相正弦电源，为发电机组的DCS系统、DAS系统、FSSS系统、测量仪表及重要执行机构如电动执行器、电磁阀等负荷，提供与其他厂用低压交流系统隔离、可靠的独立交流电源。1UPS系统组成，UPS系统的主要组成部分为：整流器、逆变器、旁路变压器、静态开关、手动旁路开关和相应二次控制部分，其中一次系统中的各种期间均采用电力电子器件。2UPS系统组成，UPS系统的正常工作电源由主回路提供，即交流输入经整流器、逆变器后，通过静态开关输送至负载侧，另有直流输入电源逆变作为第一备用电源，交流旁路电源为第二备用电源。3UPS不同条件下的运行方式，（1）常用运行方式，即三相交流工作电源供电时，能提供电压品质稳定的单相电源;一般情况下输入端会配置有隔离变压器，防止杂波影响系统电源质量。（2）当交流工作失去时，由直流输入电源（一般为蓄电池）接入交流工作电源整流器后，经过逆变器并滤波后，通过静态旁路开关提供品质稳定的单相电源。（3）如果交流工作电源及直流电源均失去，或者逆变器出现故障时，二者均不能正常供电，此时由交流旁路电源（一般为两相380V）通过变压器调压至220V后，通过静态旁路开关为负载供电。（4）若整个系统中的静态开关故障或检修时，此时为确保UPS系统负载不失去电源，可投入手动旁路开关为负载供电，同时对静态开关进行隔离，用以检修或更换。
2.2厂用直流系统
直流电源系统是电力企业厂用电源系统中重要的组成部分，主要用于控制设备及应急设备供电，其对电源品质及可靠性要求非常高。直流电源系统主要用于高压电气设备的远程控制、信号回路，继电保护设备、自动装置及其他一些重要的直流应急负荷（如事故润滑/密封油泵、直流事故照明和不停电电源直流电源等）的供电。直流系统由蓄电池组及配套充电柜组成，蓄电池组与充电装置并联运行，向所有直流负载供电。充电柜由若干个直流充电单元组成，使用了大量的电力电子元器件;直流系统在选择配置充电时一般以十小时放电电流作为标准，并考虑一定的冗余，即1000安时的蓄电池，会选择100安培的直流充电柜，并考虑多配置1到2个充电单元作为备用。
2.3发电机励磁系统
交流同步发电机在工作时主要依靠一个稳定持续的磁场，持续一定的速率切割导线，从而产生持续不断的电能，这套提供稳定可靠磁场的设备即为励磁系统。励磁系统是交流同步发电机正常工作的基础，同时也是影响电能品质的重要因素，它的可靠运行对整个电网都有很大的影响。目前大型发电机组的励磁系统应用最为广泛的是机端自并励三相桥式全控静止励磁系统，这种励磁方式结构最简单，可靠性高。该系统通过发电机出口配置的励磁变压器降压，将较低的交流电源通过可控硅整流器整流、滤波，形成稳定可靠的直流励磁电流，通过碳刷接入发电机转子回路，实现发电机工作所需的稳定、强大磁场。此系统对电力电子器件的要求是容量大，同时对可靠性和散热性能也有很高的要求。
2.4高压变频器
高压变频器是应用现代电力电子技术、电力拖动技术以及计算机控制技术等研制开发的高效节能型产品，它采用了先进的输入切分技术、优化的串联多重叠加技术、独特的单相桥式逆变技术、优秀的光纤传导技术、完善的过电压保护技术、波形连续变换技术以及远程通讯控制技术等。发电企业风机电动机变频器较多采用高压变频器，以达到经济节能、快速调节的效果。一般情况下为通用的独立式高压变频器，主要控制异步交流电动机的速度和转矩，以实现工作设备在适应系统需要的前提下，达到最优的节能效果;同时，变频调速装置也在重载拖动的特定场合可以为电机提供软启动功能，但现阶段已逐步淘汰。
3电力电子技术在节能环节中的应用
众所周知，当今的社会能源十分紧张，多开发出能够实现节约能源的技术为人民造福变得尤为重要，应用电力电子技术，实现了对能源的有效利用并大量的减少了能源浪费，为促进社会发展提供了充足动力和有力支撑。电力电子技术在电力系统节能中的应用主要是将电气节能应用到电气设备运行的环境中，最大限度地节省资源，节能能源，满足人们的生产发展基本需求。電力电子技术的应用对于企业来讲不能不说是一种福利，电力电子技术在企业中的运用可以使得帮转企业的正常运转，降低电力成本的输出。而电力电子技术的使用，不仅满足了企业的发展需求，更为普通大众造福，它可以有效降低家庭成本中的用电成本，并且可以提高人们生活的用电质量，保证电量的充足和稳定。
4结论
综上所述，在电力系统中，人们对电力电子技术的研发已经越来越集中，并开拓出了国内国外的广阔市场，这对电力的发展起到了关键性的作用。而在科技依旧不断发展的今天，人们对电子系统中的电力电子技术的要求将会越来越高。因此，电力电子技术应该不断更新变化，融入时代的新元素，以满足社会大众的需求，跟上时代的步伐，为我国的经济与社会发展做出突出贡献。
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[4]张可心，李丹.电力电子技术在电力系统中的应用[J].黑龙江科技信息，2018（16）：93.
（作者单位：国网山东省电力公司安丘市供电公司）
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