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摘要：

作為傳統(tǒng)電力行業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)結(jié)合橋梁的現(xiàn)代電子技術(shù)隨著電力技術(shù)的發(fā)展、信息技術(shù)的進(jìn)步，能極大地推動(dòng)電力系統(tǒng)向現(xiàn)代化、自動(dòng)化發(fā)展的轉(zhuǎn)變，意義重大，為此，文章主要分析現(xiàn)代電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：

現(xiàn)代電子技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

1現(xiàn)代電子技術(shù)概述

作為用于電力領(lǐng)域內(nèi)的新興電子技術(shù)的現(xiàn)代電力電子技術(shù)，經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電能質(zhì)量控制、新能源開發(fā)、民用及傳統(tǒng)設(shè)備發(fā)行等領(lǐng)域內(nèi)，該技術(shù)以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)為技術(shù)平臺(tái)，呈現(xiàn)出全控化、集成化、高頻化和高效率化等特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，為電力系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，并發(fā)揮著重要作用。一方面，提高電能適用效率。根據(jù)相關(guān)研究表明，利用現(xiàn)代電子技術(shù)能優(yōu)化10%～40%的電能[1]，且不影響電力系統(tǒng)的正常工作，進(jìn)一步促進(jìn)了電能資源的優(yōu)化及結(jié)構(gòu)的合理，并在成為節(jié)能減排等政策及項(xiàng)目主要推廣的一項(xiàng)技術(shù)。另一方面，推動(dòng)電力系統(tǒng)及行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。隨著電力行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)及行業(yè)只有積極應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，才能促進(jìn)其持續(xù)健康發(fā)展，而現(xiàn)代電力技術(shù)的應(yīng)用能促進(jìn)其轉(zhuǎn)型發(fā)展的實(shí)現(xiàn)：（1）促進(jìn)電力系統(tǒng)及產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造。為了更好地利用計(jì)算機(jī)等技術(shù)保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，通過采用現(xiàn)代電子技術(shù)處理和改造機(jī)電設(shè)備，建立信息技術(shù)與機(jī)電設(shè)備結(jié)合的橋梁，進(jìn)而為電力系統(tǒng)的自動(dòng)化、機(jī)電一體化等的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。（2）豐富電力系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備的功能。利用現(xiàn)代電子技術(shù)的高頻化和變頻化技術(shù)，打破傳統(tǒng)電力系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的工頻率的不足，縮小機(jī)電設(shè)備體積的同時(shí)，提高其高頻化和變頻化技術(shù)，降低甚至避免噪音，提高響應(yīng)速度和電力系統(tǒng)運(yùn)行效率。同時(shí)，推動(dòng)電力系統(tǒng)的職能化發(fā)展。自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化是電力系統(tǒng)及行業(yè)在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)展的必然要求，而現(xiàn)代電子技術(shù)的應(yīng)用，通過將微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、信息處理等有機(jī)的結(jié)合并應(yīng)用到包括機(jī)電設(shè)備、電網(wǎng)等電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)工作的運(yùn)行中，不僅是電力系統(tǒng)及行業(yè)創(chuàng)新的發(fā)展模式，也極大的推動(dòng)了其向智能化、自動(dòng)化等的過渡發(fā)展。（3）完善管理，提高效益。現(xiàn)代電子技術(shù)推動(dòng)電力系統(tǒng)及行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，提高機(jī)電設(shè)備及系統(tǒng)整體工作效益，降低能源浪費(fèi)，在很大程度上控制了成本，提高了運(yùn)行的安全性，有利于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等效益的實(shí)現(xiàn)。

2現(xiàn)代電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

現(xiàn)代電子技術(shù)憑借著技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而能促進(jìn)電力系統(tǒng)的能源利用效率，完善運(yùn)營(yíng)及管理，降低成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，現(xiàn)主要根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下介紹。

2.1現(xiàn)代電子技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)的發(fā)電主要依靠各種發(fā)電機(jī)組及設(shè)備，而此環(huán)節(jié)對(duì)現(xiàn)代電子技術(shù)的運(yùn)用主要是為了進(jìn)一步檢測(cè)和保證發(fā)電機(jī)組及設(shè)備的功能及質(zhì)量，適當(dāng)?shù)耐晟疲纳瓢l(fā)電機(jī)組及設(shè)備的工作效率，其應(yīng)用主要體現(xiàn)在靜止勵(lì)磁技術(shù)和變速恒頻勵(lì)磁技術(shù)的運(yùn)用上：（1）靜止勵(lì)磁控制技術(shù)。勵(lì)磁機(jī)、靜止勵(lì)磁技術(shù)和變速恒頻勵(lì)磁技術(shù)是勵(lì)磁技術(shù)發(fā)展的3個(gè)階段，目前靜止勵(lì)磁技術(shù)在各大型發(fā)電機(jī)組中的運(yùn)用最廣，并過渡到微機(jī)勵(lì)磁和數(shù)字技術(shù)自動(dòng)化調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流等發(fā)展上，主要利用晶閘管整流自并勵(lì)方式，采用可控硅整流元件代替直流勵(lì)磁機(jī)及其換向器等來實(shí)現(xiàn)，能在保障輸出頻率的同時(shí)，代替和省略勵(lì)磁機(jī)在勵(lì)磁控制的操作，優(yōu)化流程和結(jié)構(gòu)，減少了外界干擾和工作量，提高了調(diào)節(jié)的速率，降低了成本，而且效果更穩(wěn)定，操作更便捷，發(fā)電機(jī)組及設(shè)備的質(zhì)量控制更容易掌握和調(diào)整。（2）變速恒頻勵(lì)磁。電廠發(fā)電機(jī)組對(duì)變速恒頻勵(lì)磁的應(yīng)用需要根據(jù)不同類型的發(fā)電形式來分析，對(duì)于水力發(fā)電機(jī)組及設(shè)備而言，其水頭壓力和流量直接決定發(fā)電功率，并有水頭的變化幅度較大，機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速變隨之發(fā)生變化的關(guān)系，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的有效功率與風(fēng)速的三次方成正比，風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。鑒于此，為了可以利用變速恒頻勵(lì)磁技術(shù)調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率和輸出頻率恒定，確保電流頻率與轉(zhuǎn)速的一致，進(jìn)而獲得發(fā)電機(jī)組及設(shè)備的最大有效功率。（3）變頻調(diào)速器。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的進(jìn)步和完善，變頻調(diào)速不僅技術(shù)日趨完善且應(yīng)用更為廣泛，尤其是風(fēng)機(jī)水泵上。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示現(xiàn)階段，發(fā)電廠的廠用電率平均為8%，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約占火電設(shè)備總耗電量的65%，嚴(yán)重影響了發(fā)電機(jī)組及系統(tǒng)的效率，且增加了成本，而利用變頻調(diào)速技術(shù)，例如最為常用的低壓變頻器（主要用于中小容量風(fēng)機(jī)水泵及壓縮機(jī)）、高壓變頻器（主要用于中大容量風(fēng)機(jī)水泵及壓縮機(jī)），利用自動(dòng)變頻降低風(fēng)機(jī)水泵的能量損耗，減少能量耗損，提高節(jié)能，控制成本，發(fā)揮發(fā)電機(jī)組及系統(tǒng)的最大效率。需要注意的是目前低壓變頻器及其技術(shù)相對(duì)成熟，而高壓大容量變頻器發(fā)展相對(duì)緩慢，需要投入更多的精力加以研發(fā)。

2.2現(xiàn)代電子技術(shù)在電力系統(tǒng)輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

現(xiàn)代電子技術(shù)在電力系統(tǒng)輸電環(huán)節(jié)的運(yùn)用，尤其是高壓輸電系統(tǒng)，極大地推動(dòng)了電力系統(tǒng)輸電的變革，具體如下：（1）直流輸電技術(shù)。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，晶閘管的被發(fā)明和應(yīng)用，利用晶閘管換流閥進(jìn)行直流電的輸送在很大程度上減少了交直轉(zhuǎn)換變壓器的應(yīng)用，并降低了成本，提高了電能效率，隨后，GTO，IGBT等可操作電力輸送控制器等層出不窮，輕型直流輸電（主要利用脈寬調(diào)制技術(shù)）和高壓直流輸電等技術(shù)不斷完善，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無交流電源的負(fù)荷點(diǎn)送電，并表現(xiàn)出輸電容量大、穩(wěn)定性好、易于控制與調(diào)節(jié)、更加靈活等特點(diǎn)，且能很好的適用于海底電纜輸電等復(fù)雜地質(zhì)及自然環(huán)境條件下的輸電工程，另外，還能滿足遠(yuǎn)距離及大容量輸電系統(tǒng)的要求。（2）柔性交流輸電技術(shù)。柔性交流輸電技術(shù)是指電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)結(jié)合來改造傳統(tǒng)交流電力系統(tǒng)，并通過將電力電子控制裝置安置在輸電線路的重要部位來加強(qiáng)對(duì)發(fā)電-輸電系統(tǒng)的電壓和相位以及對(duì)電力系統(tǒng)電壓、參數(shù)（如線路阻抗）、相位角、功率潮流等的連續(xù)、快速、精確、有效地控制和調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電壓、控制電流、抑制故障、抑制諧波、暫態(tài)穩(wěn)定、無功補(bǔ)償?shù)裙δ埽瑥亩蠓忍岣咻旊娋€路輸送能力和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，降低輸電損耗，是目前交流電研究的重點(diǎn)。其中，采用的柔性交流輸電控制器包括有靜止無功補(bǔ)償器、靜止調(diào)相機(jī)、靜止快速勵(lì)磁器、串聯(lián)補(bǔ)償器等。均能進(jìn)一步增強(qiáng)交流輸電或電網(wǎng)的運(yùn)行性能，提高電力系統(tǒng)整體運(yùn)行的安全及穩(wěn)定。

2.3現(xiàn)代電子技術(shù)在電力系統(tǒng)配電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

現(xiàn)代電子電力技術(shù)用于電力系統(tǒng)的配電環(huán)節(jié)中主要致力于解決電能質(zhì)量和供電可靠性的如何提高的難題，且確保能降低各種瞬態(tài)的波動(dòng)及干擾，并很好的滿足電能波動(dòng)對(duì)諧波、電壓和頻率的要求，現(xiàn)階段，主要依靠用戶電力技術(shù)（DFACTS技術(shù)）的抑制負(fù)荷所產(chǎn)生的無功、諧波、不對(duì)稱、閃變、不平衡等功能的發(fā)揮來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，可以利用DFACTS技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品，尤其是價(jià)格較低廉的電力電子變壓器等電力電子器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工頻配電系統(tǒng)變壓器，在保障電能質(zhì)量控制的同時(shí)，避免因傳統(tǒng)變壓器大而笨重、維護(hù)困難、副方電壓不能恒定維持、波形畸變而導(dǎo)致諧波的出現(xiàn)以及負(fù)載波動(dòng)對(duì)網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生不利影響消極因素，并在配電網(wǎng)的控制、電能質(zhì)量和可靠性的改善等方面有更好的表現(xiàn)。

2.4現(xiàn)代電子技術(shù)在電力系統(tǒng)綠色節(jié)能中的應(yīng)用

一方面，現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)綠色節(jié)能中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)和電動(dòng)機(jī)本身技術(shù)的應(yīng)用，在其運(yùn)用中，保證電力系統(tǒng)生產(chǎn)更大有用功效電能的同時(shí)極大的促進(jìn)了電力系統(tǒng)的節(jié)能減耗，且已在冶金、礦山、風(fēng)機(jī)以及社會(huì)生活中得到應(yīng)用。以國(guó)外常用的風(fēng)機(jī)、水泵等發(fā)電機(jī)組及設(shè)備利用變頻調(diào)速技術(shù)來改善和控制風(fēng)、水等流量，提高有效電能的生產(chǎn)，降低消耗，節(jié)能，且表現(xiàn)出較高的有效率和精度、調(diào)速范圍廣、可以連續(xù)無級(jí)調(diào)速的優(yōu)勢(shì)，有研究證明其省電量高達(dá)30%，但需要加強(qiáng)在其應(yīng)用中產(chǎn)生的高次諧波對(duì)電網(wǎng)有污染及投入成本較高的不足。另一方面，還能很好的減少無功損耗，提高功率因數(shù)。在電氣設(shè)備中，作為感性負(fù)載的變壓器和交流通渠道異步電動(dòng)機(jī)等設(shè)備運(yùn)行過程中既要消耗有功功率，又要消耗無功功率，且這種無功電源與其他有功電源同樣是維持電力系統(tǒng)，保障電能質(zhì)量的重要因素，不可或缺，而利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和適時(shí)增加無功補(bǔ)償電氣設(shè)備等措施的實(shí)施能很好的維持電力系統(tǒng)的平衡，降低和避免因電壓降低或電壓崩潰等導(dǎo)致的損壞設(shè)備、降低功率因數(shù)，甚至大范圍停電及電力系統(tǒng)盤崩潰等嚴(yán)重后果。

3結(jié)語

作為發(fā)展前景廣闊的現(xiàn)代電力電子技術(shù)，能提高發(fā)電供電和配電的可靠性，并促進(jìn)電力系統(tǒng)的節(jié)能減排，意義重大。隨著新技術(shù)和新工藝的不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用必將越來越廣泛，最終迎來發(fā)展的黃金階段。

作者：任大新 張靜安 單位：河南機(jī)電高等專科學(xué)校

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