孔慶生

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了電力電子技術(shù)的進(jìn)步，新材料、新構(gòu)件不斷研制成功并且投入使用使得電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊。越來(lái)越多的科技力量被應(yīng)用于現(xiàn)代控制技術(shù)之中，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)更是提供了堅(jiān)實(shí)的支撐。隨著時(shí)間的流逝，電力電子技術(shù)在輸電領(lǐng)域的應(yīng)用中也取得了諸多驕人的成果。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；輸電領(lǐng)域；應(yīng)用；成果

電力電子技術(shù)不管是在國(guó)內(nèi)還是都已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于輸電領(lǐng)域之中，特別是在交直流輸配電系統(tǒng)中。本文結(jié)合電力電子技術(shù)的發(fā)展成果以及工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)用于電力系統(tǒng)的各種類(lèi)型的電力電子裝置的基本原理和其在輸電領(lǐng)域中的應(yīng)該進(jìn)行討論，闡釋具體的應(yīng)用方法。

一、電力電子技術(shù)概述

（一）電力電子技術(shù)的介紹

電力電子技術(shù)是一門(mén)新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，就是使用電力電子器件（如晶閘管，GTO，IGBT等）對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)所變換的”電力”功率可大到數(shù)百M(fèi)w甚至GW，也可以小到數(shù)W甚至1W以下，和以信息處理為主的信息電子技術(shù)不同，電力電子技術(shù)主要用于電力變換。電力電子技術(shù)又劃分為電力電子器件和交流技術(shù)兩個(gè)方面，現(xiàn)在已經(jīng)是現(xiàn)代化電氣工程與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)不可缺少的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，能夠?yàn)榕囵B(yǎng)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）電力電子技術(shù)的作用

（1）優(yōu)化電能使用。在使用電能時(shí)利用電力電子技術(shù)進(jìn)行處理，能夠合理有效的使用電能。以節(jié)約用電為例，在對(duì)風(fēng)機(jī)水泵、電力牽引、化工、電解等方面進(jìn)行調(diào)研之后，發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)電總量巨大，因此應(yīng)該將電力電子技術(shù)的推廣與應(yīng)用作為一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略措施，經(jīng)過(guò)使用已經(jīng)取得了明顯的節(jié)能效果，因此電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用在我國(guó)已經(jīng)成為重點(diǎn)。

（2）改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展機(jī)電一體化等新興產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過(guò)相關(guān)的研究驗(yàn)證絕大部分的電能都需要經(jīng)過(guò)電力電子技術(shù)的處理才能夠進(jìn)行使用。在工業(yè)和民用的各種機(jī)電設(shè)備中，95%的設(shè)備都與電力電子產(chǎn)業(yè)息息相關(guān)。電力電子技術(shù)屬于弱電控制強(qiáng)電的技術(shù)，是機(jī)電設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行連接的重要接口，能夠?yàn)閭鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)使用微電子技術(shù)創(chuàng)造良好的條件，是發(fā)揮計(jì)算機(jī)作用的保證和基礎(chǔ)。

（3）促進(jìn)機(jī)電設(shè)備轉(zhuǎn)向高頻化發(fā)展。電力電子技術(shù)目前處于高頻化和變頻技術(shù)的發(fā)展中，使機(jī)電設(shè)備突破了原有的工頻傳統(tǒng)，能夠有效提升工作效率，縮減機(jī)電設(shè)備的體積，促進(jìn)響應(yīng)速度的提高，適應(yīng)各種基準(zhǔn)信號(hào)，真正做到無(wú)噪音使用以及實(shí)現(xiàn)全新的功能和用途。

（4）引發(fā)電子技術(shù)的改革。電力電子技術(shù)應(yīng)該開(kāi)始推進(jìn)智能發(fā)展，從某種方面來(lái)說(shuō)能夠?qū)崿F(xiàn)信息處理與功率處理的統(tǒng)一，將微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)進(jìn)行一體化發(fā)展。甚至有言論稱(chēng)電力電子技術(shù)將會(huì)把人們帶進(jìn)第二次電子革命的邊緣

二、電力電子技術(shù)在輸電領(lǐng)域中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)的將電力作為處理對(duì)象，對(duì)電能進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制與轉(zhuǎn)換；在輸電領(lǐng)域中直流輸電、柔性交流輸電這兩方面經(jīng)常會(huì)采用電力電子技術(shù)。

（一）直流輸電領(lǐng)域

直流輸電系統(tǒng)是由換流站（整流站和逆變站）、直流線(xiàn)路、交流側(cè)和直流側(cè)的電力濾波器、無(wú)功補(bǔ)償裝置、換流變壓器、直流電抗器以及保護(hù)、控制裝置等構(gòu)成。其中換流站是直流輸電系統(tǒng)的核心，它完成交流和直流之間的變換。在直流輸電中只有兩根輸電線(xiàn)路，線(xiàn)路建設(shè)費(fèi)用低廉。當(dāng)輸電距離了超過(guò)某一定長(zhǎng)度時(shí)，直流輸電可以取得經(jīng)濟(jì)效益，適用于遠(yuǎn)距離的大容量輸電。在進(jìn)行直流輸電時(shí)會(huì)受到電抗的影響，能夠有效的保持穩(wěn)定，在由直流聯(lián)絡(luò)的2個(gè)交流系統(tǒng)之間也不會(huì)出現(xiàn)同步運(yùn)行穩(wěn)定問(wèn)題。直流輸電方式在現(xiàn)代輸電網(wǎng)絡(luò)中備受青睞，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用開(kāi)始采用品閘管組成的換流閥取代水銀整流器組成現(xiàn)代直流輸電的基本格局。依照晶閘管控制回路工作情況的變化，現(xiàn)代直流輸電技術(shù)大致上經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段。7080年代，早期應(yīng)用的晶閘管使用的是高頻脈沖信號(hào)控制晶閘管主電路的工作狀態(tài)，是實(shí)際意義上的弱電控制強(qiáng)電的方式。80年代以光間接觸晶閘管的方式投入使用，光信號(hào)通過(guò)光纖輸出，在受信端再通過(guò)光電轉(zhuǎn)化變成電信號(hào)，依然是利用電信號(hào)控制晶閘管主電路工作狀態(tài)。80年代之后，光信號(hào)直接觸發(fā)的光晶閘管大范圍的進(jìn)行使用，光晶管換流閥觸發(fā)回路采用發(fā)光二極管和光纖。直流輸電具有穩(wěn)定性高、輸電量大以及易于調(diào)節(jié)和控制的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)ιw亞交流輸電技術(shù)起到補(bǔ)充作用，在全球范圍內(nèi)都得到了普遍的應(yīng)用。

電力電子技術(shù)在直流輸電中應(yīng)用，促進(jìn)我國(guó)的遠(yuǎn)距離大容量的輸電及電網(wǎng)互聯(lián)工程中高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)的西電東送和南北互供電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略為我國(guó)遠(yuǎn)距離大容量高壓直流輸電提供了廣闊的發(fā)展空間。但是我國(guó)的高壓直流輸電項(xiàng)目的規(guī)劃也是高壓直流輸電技術(shù)特別是其設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的考驗(yàn)。

（二）柔性交流輸電

電力電子元件的單件功率容量處于持續(xù)提升的狀態(tài)下，高壓技術(shù)也得了相應(yīng)的發(fā)展。上世紀(jì)八十年代柔性交流輸電設(shè)備研制成功并投入應(yīng)用，是專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于遠(yuǎn)距離大容量輸電中的，能夠快速控制相關(guān)的參數(shù)。電力電子技術(shù)是柔性交流輸電技術(shù)的基礎(chǔ)，還包含了其他靜止控制器件的交流傳輸設(shè)備，使用這種設(shè)備能夠有效提高輸電系統(tǒng)的可控性、穩(wěn)定性因此可以有效的預(yù)防事故的發(fā)生。這種設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)靈活控制交流輸電功率潮流，大量提升送電量。柔性交流輸電技術(shù)主要是通過(guò)電子技術(shù)以及現(xiàn)代控制技術(shù)來(lái)完成阻抗交流輸電并且能夠快速靈活的進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)以及相位的輸電技術(shù)。在柔性交流輸電中STATCOM、SSSC、UPFC處于基礎(chǔ)地位同時(shí)也是十分關(guān)鍵的，這些設(shè)備在我國(guó)就有廣泛的應(yīng)用前景。

三、結(jié)束語(yǔ)

在正文內(nèi)容中站在了直流輸電技術(shù)和柔性交流輸電技術(shù)的角度，對(duì)于電力電子技術(shù)在輸電領(lǐng)域中的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了分析，但是電力電子技術(shù)還可以用于直流聯(lián)絡(luò)、輸電系統(tǒng)穩(wěn)定等方面。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，電力電子技術(shù)也搭乘時(shí)代發(fā)展的快車(chē)得到了一定程度的發(fā)展，將發(fā)展成果應(yīng)用于輸電領(lǐng)域中能夠有效保證輸電水平的穩(wěn)定提升，直流輸電向無(wú)交流電源負(fù)荷點(diǎn)輸電的問(wèn)題得到了妥善的解決，也使得設(shè)備更加精簡(jiǎn)，成本達(dá)到了有效的控制。技術(shù)的進(jìn)步為電力電子技術(shù)在輸電領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供了良好的市場(chǎng)環(huán)境，電力電子技術(shù)也必定會(huì)綻放異彩。

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