管炳文

摘 要

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，各行各業(yè)都得以實現(xiàn)長足的發(fā)展。而在電力電子技術(shù)方面，也因為科技的進(jìn)步而提高了技術(shù)水平，尤其是在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)展越來越廣泛。比如說電機(jī)的變頻調(diào)速、工業(yè)的供電電源、配電和綠色照明等方面都憑借電力電子技術(shù)的應(yīng)用而有了一個質(zhì)的飛躍。在近幾年的發(fā)展中，電力電子技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)又有了新階段的發(fā)展，基于此，本文將深入分析電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展方向，以便于能讓這項技術(shù)得到更多的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù) 應(yīng)用系統(tǒng) 發(fā)展熱點

就當(dāng)前的形勢分析，電力電子技術(shù)已經(jīng)成為了我國國民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)性技術(shù)之一，它的發(fā)展也能夠帶動電力系統(tǒng)的質(zhì)量提高。在最近幾年中，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，為眾多行業(yè)的開拓提供了充足的物質(zhì)保障，尤其是電子電力技術(shù)的應(yīng)用上也呈現(xiàn)出了快速發(fā)展的大好勢頭。面對目前全球的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，電力電子技術(shù)也憑借著自身的特點，在電氣工程的領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用。

1 電力電子技術(shù)的發(fā)展歷史

電力電子技術(shù)的前身是半導(dǎo)體技術(shù)，經(jīng)過了半個多世紀(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，電力電子技術(shù)在半導(dǎo)體技術(shù)中逐漸發(fā)展和分離，越來越廣泛地應(yīng)用在了人類社會的日常生活中，為連接強(qiáng)弱電建起了一座穩(wěn)定的橋梁。綜合說來，電力電子技術(shù)的發(fā)展總共經(jīng)歷了3個階段。

第一階段：20世紀(jì)50年代，可控硅整流裝置，應(yīng)用于電力系統(tǒng)中大功率電子技術(shù)；

第二階段：20世紀(jì)80年代，柔性交流輸電技術(shù)

第三階段：當(dāng)前時間段，實現(xiàn)了用電設(shè)備的高效節(jié)能、設(shè)備的智能化、小型化和輕量化

從中我們可以看到我國的電力電子技術(shù)起步比較晚，但是隨著時間的發(fā)展也得到了長足的進(jìn)步。

2 電力電子技術(shù)的應(yīng)用對電力系統(tǒng)的重要意義

電力電子技術(shù)的發(fā)展離不開計算機(jī)技術(shù)和自動化控制技術(shù)水平的提高，電力電子技術(shù)的應(yīng)用能夠最大化提高電力系統(tǒng)的用電效率，增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的自我控制能力，同時也提高了整個電力系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有很大的意義，主要體現(xiàn)在了：提高了電力系統(tǒng)的自動化智能程度，特別是電力電子技術(shù)中的模糊控制和智能化控制對電力系統(tǒng)起到一個推動性作用；二是提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，電力電子技術(shù)的廣泛運(yùn)用，能夠提高設(shè)備的能源轉(zhuǎn)化效率，降低了成本的開支，縮短了運(yùn)行周期，為整個電力系統(tǒng)贏得了良好的社會效益；最后一點就是完善了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和管理的形式，電力電子技術(shù)的提高，也讓電力產(chǎn)業(yè)成為了新型的企業(yè)，有助于提高產(chǎn)業(yè)整體的完整性。

3 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

3.1 電氣節(jié)能

電氣的節(jié)能主要包括了變頻調(diào)速、電能質(zhì)量、有源濾波等內(nèi)容，在這其中，變頻調(diào)速是主要的工作內(nèi)容。早在2006年，國家就啟動了電氣節(jié)能這項工程，工程中也包含了電機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能。在這樣的政策扶植之下，國家每年都會資助約為100多個節(jié)能項目，并且取得了巨大的成效。這個項目一個最典型的例子就是電機(jī)系統(tǒng)的“十一五”節(jié)能規(guī)劃，總體節(jié)電為200億千瓦時，龐大的數(shù)據(jù)表明了節(jié)能量取得了良好的效果。

3.2 新能源發(fā)電

全球的人口基數(shù)大，并且呈現(xiàn)著增多的趨勢，加上工業(yè)水平的發(fā)展，對于能源的需求量不斷增大，這個給全球的能源環(huán)境帶來巨大的挑戰(zhàn)。石油和煤炭的儲量在不斷減少買環(huán)境污染問題嚴(yán)重，生態(tài)平衡遭到了嚴(yán)重的破壞，如果不馬上解決這些問題，能源的資源總會有枯竭的一天。在這樣的環(huán)境下，新能源的開發(fā)和應(yīng)用受到了全世界的廣泛關(guān)注。利用新能源來發(fā)電主要包含了太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等清潔能源發(fā)電，世界上的發(fā)達(dá)國家，如美國、歐盟、日本等都相繼采取了“綠色能源”的計劃，一時間，新能源的發(fā)電技術(shù)已成為電力電子技術(shù)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域。

新能源發(fā)電在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在一次能源供給的隨機(jī)性大，由于太陽能、風(fēng)能都會受自然環(huán)境的影響，并且對輸入的電能波動小。

3.3 電力牽引

電力牽引目前已經(jīng)成為世界各國的交通發(fā)展的新特點，電力牽引中主要包含了高鐵、地鐵、輕軌和電動汽車等，我國也投入了大量的資金來發(fā)展電力牽引技術(shù)。

電力牽引的主要特點是：蓄電池供電、四象限運(yùn)行、恒力矩控制以及高溫和強(qiáng)振動的工作環(huán)境。也正是由于這些特點，導(dǎo)致了對于電力電子設(shè)備的高要求，根據(jù)我國的事情來看，仍然以進(jìn)口的牽引設(shè)備為主，而國產(chǎn)產(chǎn)品適應(yīng)能力差、動態(tài)性能不夠，未來國產(chǎn)產(chǎn)品的發(fā)展還有很長的路要走。

電力牽引在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用的發(fā)展方向為：提高電力電子的變換器裝置效率和功率密度，發(fā)展集成技術(shù)和冷卻技術(shù)；實施精確控制尤其是針對低速和高速下的平衡控制一直是重點研究的課題；最重要的還要保證電力牽引的可靠性運(yùn)行，采用綜合管理的手段。

3.4 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是我國新提出的一個概念，一般定義為電力電子技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)、傳感技術(shù)等的電網(wǎng)控制技術(shù)。智能電網(wǎng)中的電力電子技術(shù)最大的特點就是容量大、電壓高、組合結(jié)構(gòu)、分布廣等內(nèi)容。目前智能電網(wǎng)的發(fā)展正處于初級階段，還存在著一定的問題，比如功率半導(dǎo)體的器件能力需要提高，需要向更大容量來直接變換，并保證電力質(zhì)量的可靠性。

4 結(jié)論

電力電子技術(shù)的應(yīng)用，在目前的電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用，并取得了非常顯著的進(jìn)展，為電力企業(yè)獲得了大量的經(jīng)濟(jì)效益。在未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，電力電子技術(shù)必須要發(fā)展成為現(xiàn)如今高新技術(shù)系統(tǒng)中一個必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)然，一項技術(shù)的發(fā)展必然存在著很多問題，但是只要通過國家的政策扶持和電力企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，就一定能夠想出具體的措施來解決問題。只要我國在電力電子技術(shù)的發(fā)展中抓住機(jī)遇，應(yīng)對挑戰(zhàn)，就一定能讓電力系統(tǒng)取得更健康的發(fā)展。

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作者單位

北京聯(lián)合大學(xué) 北京市 100101endprint