鐘秀偉
廣東省清遠(yuǎn)市清新縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校,廣東清遠(yuǎn) 511800
電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù),它對于電力領(lǐng)域有著非常重要的貢獻(xiàn),它是利用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的新興學(xué)科。在現(xiàn)階段的發(fā)展背景下,電力電子技術(shù)可以理解為功率強(qiáng)大。它與傳統(tǒng)的電子技術(shù)相比,改變了以往的發(fā)展模式,有著許多的優(yōu)勢和功能:它不僅能夠通過功率較大的電流和承受高電壓,而且能夠在大功率的情況下,很好的解決器件發(fā)熱、運(yùn)行效率的問題,對于我國電力事業(yè)的發(fā)展意義重大。當(dāng)前,電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)越來越廣,對于人們的生活所產(chǎn)生的影響越來越大。本文主要針對當(dāng)前電氣工程領(lǐng)域的四大熱點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析和探討,分別為電氣節(jié)能領(lǐng)域、新能源發(fā)電領(lǐng)域、電力牽引領(lǐng)域以及智能電網(wǎng)領(lǐng)域4個(gè)方面。
節(jié)能是當(dāng)前社會發(fā)展的必然趨勢。電氣節(jié)能主要包括變頻調(diào)速、電能質(zhì)量控制、有源濾波等,當(dāng)前階段,在電氣節(jié)能的應(yīng)用中又以變頻調(diào)速為主要研究內(nèi)容。電機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能是當(dāng)前工業(yè)節(jié)能發(fā)展的一個(gè)主要途徑,在未來的發(fā)展時(shí)期,三大發(fā)展因素將會進(jìn)一步促進(jìn)電機(jī)變頻調(diào)速行業(yè)的快速發(fā)展:一是變頻器產(chǎn)品日趨成熟,應(yīng)用范圍越來越廣,技術(shù)越來越新,企業(yè)投資產(chǎn)品的成本將會越來越低;二是電機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能的效果非常明顯,具有廣泛的社會效益,這樣能夠更好的調(diào)動企業(yè)生產(chǎn)的積極性;三是國家對重點(diǎn)耗能企業(yè)也會采取一系列措施,發(fā)展電氣節(jié)能能夠有效的降低企業(yè)能源消耗,減少資源浪費(fèi),為社會創(chuàng)造財(cái)富。
當(dāng)前,社會發(fā)展的速度越來越快,人們消耗的資源也越來越多,全球范圍內(nèi)的石油儲量、煤炭資源總量逐步在減少。在傳統(tǒng)能源逐步減少的同時(shí),生態(tài)平衡也受到嚴(yán)重的破壞,環(huán)境污染日益嚴(yán)重。因此,新能源在未來的一段時(shí)期有很大的發(fā)展前景?,F(xiàn)在通過新能源發(fā)電的方法越來越多,比如通過地面太陽能發(fā)電、風(fēng)電等,其中太陽能光伏發(fā)電在上海世博會上被充分利用,這對于新能源的開發(fā)有很好的借鑒意義。上海世博會的太陽能發(fā)電項(xiàng)目不僅是我國當(dāng)前規(guī)模最大、采用技術(shù)最多的項(xiàng)目,同時(shí)也是世博會歷史上新能源發(fā)電技術(shù)的最大規(guī)模應(yīng)用,可以說,新能源的世界已經(jīng)離我們越來越近。新能源發(fā)電中的電力電子技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)主要有:新能源在供給過程中能源供給隨機(jī)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。
電力牽引(electric traction)是利用電能為動力的軌道運(yùn)輸牽引動力形式。它是以電力系統(tǒng)或發(fā)電廠為電源,通過牽引變電所使電力系統(tǒng)受電,經(jīng)過降壓、變頻成交流電源,由接觸網(wǎng)向電力機(jī)車、動車組供電。比如電力機(jī)車或動車的牽引電動機(jī)將電能充分轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,驅(qū)動鐵路列車運(yùn)行,這給人們的生活提供了極大的方便。但電力牽引也存在一些不足,主要表現(xiàn)在增加了供電系統(tǒng)裝置,使其一次性投資比其他牽引動力形式要高些,同時(shí),電力機(jī)車在運(yùn)行時(shí),會產(chǎn)生高次諧波和負(fù)序電流,諧波的存在和高壓接觸網(wǎng)及其回流網(wǎng)的不對稱,對沿線不平行接近的電信線路將產(chǎn)生干擾電壓,對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有一定的影響,對通信質(zhì)量和人身安全也存在一定的影響。因此,需要采取有效措施進(jìn)行防護(hù)和限制,要在以后的發(fā)展過程中不斷改進(jìn)技術(shù),通過新技術(shù)來改進(jìn)電力牽引的缺點(diǎn),使其達(dá)到合理,為社會發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
智能電網(wǎng),就是將電網(wǎng)進(jìn)行智能化改造,它是建立在集成的高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上的,在運(yùn)行的過程中,通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、控制技術(shù)以及先進(jìn)的決策管理體系的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠運(yùn)輸、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。從更高的層次來講,當(dāng)前社會發(fā)展的電網(wǎng)變得比以往更大、更安全及更高能效,但其智能化程度仍舊較低,因此,其在未來的發(fā)展過程中有很好的發(fā)展前景。智能電網(wǎng)的核心就是智能電表。通過借助智能電表,電力事業(yè)機(jī)構(gòu)能夠知道用戶在任意時(shí)間所使用的電能,便于他們根據(jù)用戶的個(gè)性化需求提供針對性的服務(wù),不斷的滿足社會的需求。
當(dāng)前,電力電子技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入到各個(gè)領(lǐng)域,它在人們的生活中扮演著非常重要的角色,有著非常大的發(fā)展前景,這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1)新的材料進(jìn)一步更新。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們生活水平越來越高,對于新材料的需求也會越來越高。同樣,電力電子技術(shù)也會進(jìn)一步加快研究步伐,將會擴(kuò)大器件的頻率研究、功率等級研究,會有效的降低器件的溫度,減少器件體積,同時(shí),成本將會大幅度下降,可以大大改進(jìn)系統(tǒng)性能,擴(kuò)大應(yīng)用范圍,使越來越多的領(lǐng)域受益;
2)改進(jìn)器件和裝置封裝形式。在未來的發(fā)展前景中,電力電子技術(shù)將會對電力電子器件和裝置形式不斷進(jìn)行改進(jìn),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成,減小各項(xiàng)生產(chǎn)成本,同時(shí),通過新技術(shù)的運(yùn)用使其獲得更高的集成化和可靠性;
3)使用無需吸收電路并且關(guān)斷延時(shí)小的集成門極換流晶閘管,這樣可以有更多的器件來選擇應(yīng)用,特別是在一些大功率應(yīng)用場合的器件選擇時(shí),選擇的范圍將會越來越廣,給人們社會生活帶來方便;
4)發(fā)展新型的全半導(dǎo)體變流系統(tǒng)。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迅速,社會在選擇上越來越傾向于體積小、應(yīng)用廣的電子器件。因此,電力電子技術(shù)的發(fā)展將會在體積小、重量輕、損耗小、無功率的全半導(dǎo)體變流系統(tǒng)上做文章,不斷加大設(shè)計(jì)力度和創(chuàng)新手法,滿意日益增長的物質(zhì)文化需要;
5)發(fā)明新型家用電器產(chǎn)品。隨著低碳經(jīng)濟(jì)的提倡,人們在生活中越來越追求低碳的概念,低碳對于人們的生活有著非常重要的意義,現(xiàn)階段,各種低碳產(chǎn)品已經(jīng)逐步進(jìn)入人們的視線和生活之中,新型汽車、新型電動車等低碳產(chǎn)品供不應(yīng)求。因此,未來的電子器件的發(fā)展趨勢將會進(jìn)一步向家用電器延伸。
[1]趙金亮.我國電力電子技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].北方經(jīng)貿(mào),2010(7).
[2]張銘.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用淺析[J].內(nèi)蒙古石油化工,2010(8).
[3]吳晨濱.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)展趨勢淺析[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊,2009(10).
[4]陳伯時(shí).淺談電力電子技術(shù)和科學(xué)發(fā)展問題——電力電子學(xué)會第11屆學(xué)術(shù)年會大會報(bào)告[J].變頻器世界,2009(1).