浅谈电力电子技术在电力系统中的应用

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　　摘要：电力电子这门技术发展迅速，现在已经可以对电能直接进行高效的控制，对电能进行变换，还可以对电力系统进行电量调整。电力电子技术的出现使得人们可以更加有效地利用当前的有限的电力资源来获得更大的经济效益，其在电力系统中的应用是现代电力系统发展的需要和必然趋势。
　　关键词：电力电子技术；电力系统；控制
　　
　　1 前言
　　 当代在电力系统中，电力半导体器件和组合装置运用很多，大到在高低压直流输电中用到的换流器，小到家用电器产品电视机中的开关电源、手机电池充电器，当然还有在工业中应用广泛的调压调速变频器、大功率整流器、调压和调功器等，其应用广泛到了电力系统各个器件和各个不同的电压等级中。该技术的特点较多，包括控制灵活、反应快速、控制准确、运行可靠等。将电力电子技术运用到电力系统中不仅可以改善电能控制质量、提高输电运行能力、改善和提高电网运行的可靠性、稳定性和控制的灵活性还可以降低输电线路电能损耗。
　　2 电力电子结束的应用状况
　　 目前，对超大容量超远距离的电能输送来说，高压直流输电技术显得是更加经济，而且还有交流输送电能所没有的优越性。在新一代超高压直流输电技术中，大量使用了GTO、IGBT等电力电子可关断器件，还广泛的使用了电力电子技术中最具代表性的脉宽调制技术。
　　 在我国的输电系统中，虽然已有一些变电站使用了SVC，而且容量都比较大，但是所用的均为进口，型式为TCR与TSC的组合器件或单独的开关投切电容器组。在国内工业中应用 的TCR装置有很多，其中绝大部分容量都在10MVAR，然而让人想不到的是这其中国产的还不到一半。低压的380V供电系统中，有不少各类国产的TCR无功补偿装置在投入运行。但是至今仍然没有一套我国自主研发的SVC投入到我国的高压输电和变电系统中运行。考虑到SVC在电力系统中的重要性，预计在最近几年时间里，国内的SVC研制并将其投入到输电领域、配电领域以及工业的运用都将会遇到前所未有的发展。
　　 现如今，我国国内的一些与之相关的规划局、科研院所、设备生产单位以及高校都已陆续开始对FACTS技术进行研发和生产。最引人瞩目的是国家电力科学研究院等电力研究单位和东北电力管理局合作开发和研究的500kv高压出线上安装的TCSC等技术
　　 如今，变频调速SFC技术已经到了和传统的直流调速技术相媲美的阶段，在二者的竞争中，SFC技术大有取而代之的趋势。变频调速技术在电力系统中应用比较广泛，主要有两个方面：首先是将过去发电厂的风机、水泵的控制改为变频调速控制，节电效益明显增强；其次是将传统的抽水蓄能机组改用SFC技术控制，大幅减小机组启动过程中电压对电网的冲击。除此之外，当机组运行在低水头时，还可提高机组的发电效益。目前，我国的SFC技术发展缓慢，国内已经投入使用的高压变频器，几乎都是引进的国外的变频器设备和技术。
　　3电力电子技术在电力系统中应用的发展趋势
　　 按照当前的形势来看，最具有可靠性的电子技术是电力电子技术在未来的发展中的新热点。电力电子技术采用了技术先进的表面贴装，将存流器件、触发器、主要电源等几种器件集成在一起，具有多重功能，大大的缩小了电力电子装置的重量和体积，同时也降低了损耗和成本，提高了工作的效率。而新型材料又是电力电子器件发展的基础，所以新型材料的发展也是电力电子技术发展的一个瓶颈。近些年来，出现了碳化硅等新型半导体材料。其中，用SIC制作的器件和理想元器件特别接近。还有，随着大、小功率集成电路等新型器件的大量涌现，智能的功率、高压等集成电路的制作工艺和制作技术必定是未来几年乃至几十年电力电子半导体技术的研究的热点。若是集成技术的突破和新型半导体材料的突破相互融合，必然会诞生更多性能更好的、功能更加强大的新器件，功率集成电路SMANPOWER HVIC就是一个明显的例子，他的出现极大地满足了现代工农业大力发展的需要。除了这两者之外，自动控制用的芯片的发展也很是神速。为了让社会更好的运用新器件的优良性能，为了满足诸如波形产生、驱动电路控制、电路实时保护等方面的要求，只有通过研制新材料，改进新工业技术，不断创造出快速性能更加完善、人工智能化程度更高、工业使用更加方便的新型高速控制芯片。
　　4 总结
　　 电力电子技术的发展肯定是当前一段时间和未来重点研究的热点。电力电子器件的发展直接影响着电力电子技术的发展，电力电子技术的供电电源、电机调速、电力配电等几个方面获得了相当广泛的应用。无论是对于传统的工业，如电力、船舶、矿冶、机械、汽车等，还是一些高技术的技术产业比如通信、激光、航空航天等的发展都至关重要，电力电子技术是提高这些相关行业的水平技术的重要手段，同时也是经济发展迅速的前提。电力电子技术的快速增长、高速度的发展，使其成为了新时代最重要的高端技术之一。
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