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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)，對于促進(jìn)經(jīng)濟的發(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)有一個共同的特點就是功率很大，與普通的電子技術(shù)相比，有著更多的優(yōu)勢和更強大的功能，對于我國電力事業(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牽引、靜止無功補償、高壓直流輸電、電加熱、電鍍等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，很多時候電力電子技術(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)都是通過控制理論滿足的電力電子技術(shù)可看成“弱電控制強電”的技術(shù)，是“弱電和強電的接口”，控制理論是實現(xiàn)該接口的強有力紐帶。
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)電機勵磁系統(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。
隨著社會的發(fā)展，節(jié)能已經(jīng)成為一種主流的發(fā)展趨勢。
電氣節(jié)能主要是通過電能質(zhì)量控制、變頻調(diào)速和有源濾波實現(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)越來越成熟，普及程度在越來越廣，這也導(dǎo)致了企業(yè)使用變頻器的投資成本也會變得很低，而且電機變頻具有很好的節(jié)能效果，不僅與當(dāng)今的社會發(fā)展趨勢相符合，還能為企業(yè)節(jié)約成本，帶來良好的經(jīng)濟效益。
這些優(yōu)勢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。
另外國家對于使用變頻節(jié)能裝置還能爭取到國家有關(guān)政策的支持。
2、在新能源發(fā)電方面的應(yīng)用
隨著社會的發(fā)展，能源問題已經(jīng)變得越來越突出。
而人們生活生產(chǎn)中消耗的能源卻越來越多，能源問題已經(jīng)形成一種危機。
而且，在過去的發(fā)展中，由于過度的追求經(jīng)濟發(fā)展卻忽略了關(guān)注環(huán)境問題，對環(huán)境造成的危害很大。
為了應(yīng)對這些問題，出現(xiàn)了很多新能源的發(fā)電方法，比如太陽能發(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)用特點主要有：新能源在供給過程中能源供給隨機性較大，比如風(fēng)能、太陽能等都會隨著天氣的變化而變化，并對電網(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，實際上就是使用電能為軌道運輸提供動力。
它以電力系統(tǒng)作為電源，經(jīng)過變電所的電力電子器降壓、變頻成可以為動車、機車提供動力的交流電源。
這種應(yīng)用在生活十分常見，不過也存在一些問題：由于需要單獨設(shè)置供電系統(tǒng)，成本較高：機車運行時會產(chǎn)生一種干擾電信信號的波，對電力系統(tǒng)和通信質(zhì)量產(chǎn)生影響。
在實際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有效的防護和采取措施，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)、測量技術(shù)與傳感技術(shù)結(jié)合起來，通過先進(jìn)的管理體系，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的高效性、安全性、經(jīng)濟性與可靠運輸性。
往深的講，就是將電網(wǎng)的規(guī)模變得比以前更大，運行更加安全高效。
不過目前電網(wǎng)的智能化程度并不是很高，但其已經(jīng)表現(xiàn)出來的優(yōu)勢已經(jīng)被人們廣泛青睞。
不過智能電網(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性的個性化服務(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)。
隨著社會的發(fā)展，人們對于電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和供電可靠性的要求越來越高。
而且在企業(yè)生產(chǎn)中，變頻調(diào)速驅(qū)動器、機器人、自動生產(chǎn)線、精密的加工工具、可編程控制器、計算機信息系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣，由于這些設(shè)備對于電路的變化感應(yīng)十分敏感，電力系統(tǒng)很小的波動就可能造成很大的損失，所以對于供電質(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，問題就迎刃而解，由此，定質(zhì)電子技術(shù)應(yīng)運而生。
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，為提高配電網(wǎng)無功調(diào)節(jié)的質(zhì)量，已開發(fā)出用于配電網(wǎng)的靜止無功發(fā)生器。
它由儲能電路、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)的無功功率，同時可以抑制電壓閃變。
這是“定質(zhì)電力”的關(guān)鍵設(shè)備之一。
此外，靜止無功發(fā)生器和固態(tài)開關(guān)配合，可在電網(wǎng)發(fā)生故障的暫態(tài)過程中保持電壓恒定。
另一關(guān)鍵設(shè)備是動態(tài)電恢復(fù)器(DVR)，它由直流儲能電路、變換器和級次串聯(lián)在供電線路中的變壓器構(gòu)成。
變換器根據(jù)檢測到的線路電壓波形情況，產(chǎn)生補償電壓，使合成的電壓動態(tài)保持恒定。
無論是短時的電壓低落或過電壓，通過DVR均可以使負(fù)載上的電壓保持動態(tài)恒定。
三、結(jié)束語
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)用肯定會越來越普遍，為人們的生產(chǎn)生活帶來方便。
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