李子輝

（廊坊市技師學(xué)院，河北 廊坊 065000）

研究大功率電力電子技術(shù)的應(yīng)用

李子輝

（廊坊市技師學(xué)院，河北 廊坊 065000）

電力電子技術(shù)最開始是一種以充氣管器件以及電真空器件類電子管為基礎(chǔ)的“工業(yè)電子學(xué)”，隨著電力半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展與普及，誕生了“電力電子學(xué)”，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著極其重要的作用，尤其是大功率電力電子技術(shù)發(fā)揮著很大的功能。本文主要從新能源發(fā)電、電氣節(jié)能、電氣牽引、定質(zhì)電力技術(shù)、智能電網(wǎng)等方面具體闡述大功率電力電子技術(shù)的應(yīng)用。

大功率；電力電子技術(shù)；應(yīng)用分析

電力電子技術(shù)是一種強(qiáng)電電子技術(shù)，主要通過弱電來控制強(qiáng)電，其基本作用原理與控制理論密不可分，其裝置和系統(tǒng)通過控制理論實(shí)現(xiàn)弱電和強(qiáng)電的銜接。電力電子的原件制造理論及其工藝與普通應(yīng)用于電力領(lǐng)域中的電力原件基本一致，集成電路的制造工藝與微電子的制造技術(shù)大同小異。其次，在高壓直流輸電、電鍍、電力機(jī)牽引、電加熱以及靜止無功補(bǔ)償?shù)阮I(lǐng)域也廣泛涉及電力電子工程技術(shù)，常常認(rèn)為其與電氣工程學(xué)同屬一個(gè)專業(yè)。

1 電氣節(jié)能

目前，在石油、煤炭等不可再生資源幾近枯竭的時(shí)候，“節(jié)能”已成為我們當(dāng)下研究的重點(diǎn)。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中，最常用、最經(jīng)典的技術(shù)設(shè)備是反應(yīng)速度快、控制功率小的同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用于電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，其次較為常用的就是變頻調(diào)速裝置。電氣節(jié)能主要通過有緣濾波、變頻調(diào)速以及電能質(zhì)量控制來實(shí)現(xiàn)，其中變頻調(diào)速主要應(yīng)用的是大功率電力電子技術(shù)。目前，工業(yè)節(jié)能的主要方式為電機(jī)變頻調(diào)速，隨著我國高科技技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，變頻器技術(shù)及設(shè)備會(huì)不斷改進(jìn)和完善，變頻器的應(yīng)用范圍會(huì)越來越廣，變頻器的投資成本也會(huì)越來越低。對(duì)于企業(yè)而言，可有效節(jié)約投資成本，創(chuàng)造更好的收益，對(duì)于社會(huì)而言，正好響應(yīng)國家的節(jié)能號(hào)召。

2 新能源發(fā)電

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)的生產(chǎn)以及人們的日常生活中對(duì)電的需求急劇升高，我國人多地廣，但是煤油等不可再生資源卻非常少，目前我國已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的能源危機(jī)，同時(shí)環(huán)境污染問題也應(yīng)引起我們的高度重視。新能源的開發(fā)是我們目前亟待解決的問題。近年來，我國正在努力研發(fā)一些可重復(fù)的綠色發(fā)電裝置，像風(fēng)力、水力、太陽能等，這些自然新能源在應(yīng)用的過程中，最大的問題是能源供給的不確定性，這會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)隨天氣的變化而轉(zhuǎn)速不恒定。大功率電力電子變化器是解決這些問題的關(guān)鍵設(shè)備。

3 電氣牽引中大功率電力電子技術(shù)的應(yīng)用

隨電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，燃機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)均在向以大功率電力電子變頻技術(shù)的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展。電氣牽引的基本原理主要是依靠電力系統(tǒng)提供電源，利用電力電子變頻器以及降壓器處理將變電所的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兞麟娫矗瑥亩鵀檐壍懒熊?、艦船、汽車等運(yùn)行提供動(dòng)力。目前這種電氣牽引技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，但是在列車、汽車等機(jī)車運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種信號(hào)波，干擾乘客的通信質(zhì)量，對(duì)電力系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生一些影響。同時(shí)這種大功率電力電子變頻器通常都需要單獨(dú)配置供電系統(tǒng)，導(dǎo)致投資成本較高。

4 定質(zhì)電力技術(shù)

定質(zhì)電力技術(shù)實(shí)際上是一種電力供應(yīng)技術(shù)，主要目的是控制電能質(zhì)量，滿足用戶的特定要求，主要實(shí)現(xiàn)途徑是先進(jìn)的控制技術(shù)以及大功率電力電子技術(shù)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)及人們?nèi)粘Ｉ钪袑?duì)電能的需求量以及質(zhì)量都大大提高，比如現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的應(yīng)用，加工工具的精密要求、變頻調(diào)速機(jī)器人以及驅(qū)動(dòng)器，自動(dòng)生產(chǎn)線以及可編程控制器等設(shè)備對(duì)電路變化的敏感度較高，只要供電質(zhì)量出現(xiàn)一點(diǎn)小小的波動(dòng)都有可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此很多企業(yè)用戶都自己安裝了UPS（不間斷電源）裝置來確保供電質(zhì)量，這種解決措施需要付出的代價(jià)就是增加投資成本，這是治標(biāo)不治本的辦法。想要徹底解決優(yōu)質(zhì)供電問題的關(guān)鍵是供電部門。定質(zhì)電力技術(shù)就是供電部門協(xié)調(diào)好供電質(zhì)量的主要措施，目前已經(jīng)研發(fā)出了靜止無功發(fā)生器裝置來快速調(diào)節(jié)電壓，通過變壓器、可關(guān)斷晶閘管(GTO)、儲(chǔ)能電路、雙極性絕緣門極三極管(IG)變換電路等設(shè)備來抑制電壓閃變，吸收和發(fā)生生電網(wǎng)的無功功率進(jìn)而提高配電網(wǎng)無功調(diào)節(jié)質(zhì)量。同時(shí)在電網(wǎng)故障時(shí)，固態(tài)開關(guān)可與靜止無功發(fā)生器配合可保持電壓恒定。

5 大功率電力電子在智能電網(wǎng)的應(yīng)用

智能電網(wǎng)是近年來的熱門話題，主要是以高速雙向通信互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的管理體系結(jié)合現(xiàn)代化先進(jìn)的傳感技術(shù)、測(cè)量技術(shù)以及控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化，確保電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。目前我國的電網(wǎng)智能化仍處于發(fā)展階段，智能化程度與世界上一些發(fā)達(dá)國家相比仍存在一定的差距，但是以大功率電力電子技術(shù)為核心技術(shù)的智能化趨勢(shì)已經(jīng)得到人們的廣泛認(rèn)可。比如說現(xiàn)在的智能電表，供電企業(yè)可以對(duì)每個(gè)用戶安裝智能電表，通過設(shè)備動(dòng)態(tài)追蹤用戶的用電情況，進(jìn)而為用戶提供更加多樣化與人性化的服務(wù)。相信隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，電網(wǎng)的智能化程度會(huì)越來越高。

大功率電力電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為我國的電力系統(tǒng)迎來了新的發(fā)展格局，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，但目前我國的大功率器件以及裝置仍然相對(duì)落后，未來應(yīng)積極研發(fā)出更加經(jīng)濟(jì)、性能更好的電力電子器件以及裝置。

[1]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(shì)淺析[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2011(10).

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1003-5168(2014)03-0111-01

李子輝（1981.5—），男，漢族，河北省大城縣人，本科學(xué)歷，助講，研究方向：機(jī)械電子。