文/郭倩倩 李婷婷,鄭州向心力通信技術(shù)股份有限公司
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)也逐漸的滲透到電力系統(tǒng)中,并且得到了不斷的發(fā)展和普及,這對(duì)于電力電子系統(tǒng)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。面對(duì)我國(guó)日益增長(zhǎng)的用電量和電力系統(tǒng)的快速發(fā)展建設(shè),電力電子技術(shù)為我國(guó)的電力系統(tǒng)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),這也為電力系統(tǒng)的前期發(fā)電、配電以及輸電等相關(guān)功能給予了非常大的支持。
電力電子技術(shù)興起于上世紀(jì)五十年代末,從其發(fā)展歷程的先后來(lái)看,可以分為整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代。而從其發(fā)展方向來(lái)看,傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)是以低頻技術(shù)為主,而現(xiàn)代的電力電子技術(shù)則是以高頻技術(shù)為主處理問(wèn)題的。發(fā)展方向的轉(zhuǎn)變也使得電力電子技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于新能源開(kāi)發(fā)、電能控制等等領(lǐng)域。上世紀(jì)八十年代,柔性交流輸電技術(shù)的出現(xiàn)和電力設(shè)備多樣化的開(kāi)展進(jìn)展極大地促進(jìn)了電力系統(tǒng)的發(fā)展,但是相比歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家,由于起步較晚,我國(guó)的電力電子技術(shù)還是存在明顯差距的。因此,我國(guó)電力電子技術(shù)的開(kāi)發(fā)依然任重而道遠(yuǎn),要想真正地實(shí)現(xiàn)自主研發(fā),除了踏實(shí)認(rèn)真地學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)外,我們更應(yīng)該注重創(chuàng)新,提高創(chuàng)新意識(shí)。
電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中最重要的就是保證發(fā)電環(huán)節(jié)中設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定?,F(xiàn)在的許多發(fā)電廠機(jī)水泵的運(yùn)行過(guò)程耗電量很大,運(yùn)行的效率也不高,假如將機(jī)水泵的調(diào)頻變速就能夠讓耗電量有所降低,這樣工作效率也能夠因此升高,節(jié)能環(huán)保的目的也能夠?qū)崿F(xiàn)。電力電子技術(shù)就是對(duì)發(fā)電機(jī)組的控制以及變頻調(diào)速進(jìn)行調(diào)整。在調(diào)頻的過(guò)程中最為主要的就是調(diào)頻器,現(xiàn)階段市面上的調(diào)頻產(chǎn)品已經(jīng)解決很多問(wèn)題,利用相應(yīng)的調(diào)頻產(chǎn)品就能夠?qū)C(jī)水泵效率低小的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整。
近年來(lái),我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定,主要得益于電力電子技術(shù)在高壓輸電系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。(1)高壓直流輸電技術(shù):代表元件是晶閘管,具有輸電容量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),對(duì)促進(jìn)電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率意義重大,尤其適用于遠(yuǎn)距離輸電和海底電纜輸電。其后出現(xiàn)的各種實(shí)效性較高的電力輸送控制器,不僅降低了電力輸送成本,也促進(jìn)了電流交換設(shè)備性能的有效發(fā)揮。(2)柔性交流輸電技術(shù):利用電力電子調(diào)控設(shè)備對(duì)輸電系統(tǒng)中部分參數(shù)做適當(dāng)修改或調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、相位角、功率、潮流等的全面控制和科學(xué)分配,從而降低輸電環(huán)節(jié)的電能損耗和輸送成本,提高輸電線路的輸送能力,確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。(3)靜止無(wú)功補(bǔ)償器:代表元件有晶閘管控制電抗器、可控串聯(lián)補(bǔ)償、電容器晶閘管等,被廣泛應(yīng)用于負(fù)荷補(bǔ)償和輸電線補(bǔ)償。通過(guò)對(duì)供用電系統(tǒng)和負(fù)載功率因素的無(wú)功功率補(bǔ)償,可以減少輸電過(guò)程中的能量損耗,降低設(shè)備容量,使有功負(fù)載和無(wú)功負(fù)載得到平衡傳輸,從而提高電壓的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量。
提高供電可靠性和電能質(zhì)量是配電系統(tǒng)迫在眉睫的難題。良好的電能質(zhì)量指的是滿足對(duì)電壓、頻率、諧波和不對(duì)稱度的要求,同時(shí)還能對(duì)各種瞬態(tài)的波動(dòng)和干擾進(jìn)行抑制。電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電環(huán)節(jié)的應(yīng)用是指在柔性交流輸電技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的電能質(zhì)量控制技術(shù)。由于電力電子元器件的價(jià)格持續(xù)走低,使得該技術(shù)的開(kāi)發(fā)投入和生產(chǎn)成本變低,同時(shí)該技術(shù)的市場(chǎng)潛力巨大,在不久的將來(lái)會(huì)很快進(jìn)入高速發(fā)展階段。
電力電子技術(shù)在節(jié)能環(huán)節(jié)的應(yīng)用,作用是避免電能資源不良消耗,提高電網(wǎng)公司經(jīng)濟(jì)效益。(1)提高電能使用效率:電力設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中常常出現(xiàn)無(wú)功功率浪費(fèi)等問(wèn)題,這是由于發(fā)電機(jī)組中各模塊與不斷變化的電能源配合不佳導(dǎo)致的。當(dāng)無(wú)用功率較低時(shí),就需要通過(guò)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行無(wú)用功率補(bǔ)充,以減少輸送過(guò)程中的電能損耗,確保電力質(zhì)量,提高設(shè)備的功率因素。(2)變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù):通過(guò)對(duì)變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)運(yùn)行速率的合理調(diào)控,實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的,從而促進(jìn)電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行質(zhì)量。但由于我國(guó)對(duì)變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用處于探索階段,很多技術(shù)還不是很成熟,需要在今后的應(yīng)用實(shí)踐中不斷總結(jié)和完善,以實(shí)現(xiàn)對(duì)其更有效的控制操作。需要注意的是只有將這兩個(gè)方面相互結(jié)合起來(lái),才能使電力設(shè)備在節(jié)能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn),以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
現(xiàn)今電力通信技術(shù)已經(jīng)非常的廣泛,它已經(jīng)涵蓋了人們?nèi)粘I畹姆椒矫婷?,電力通信技術(shù)讓數(shù)據(jù)傳輸、寬帶、辦公自動(dòng)化等電信服務(wù)得以正常運(yùn)行,還與設(shè)備運(yùn)行效率以及一些自動(dòng)設(shè)備的功能性能又密切的關(guān)系,因此電力系統(tǒng)的自動(dòng)化程度與電信通信方面的應(yīng)用有著直接的關(guān)系,電力系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的應(yīng)用也是由電信通信表現(xiàn)的?,F(xiàn)今社會(huì)中越來(lái)越復(fù)雜的通訊要求,讓電力電子技術(shù)的作用得到更為有效的展現(xiàn)。
綜上所述,電力電子技術(shù)能夠保證可再生能源的分布式、大規(guī)模的接入以及長(zhǎng)遠(yuǎn)距離的傳輸,同時(shí)可以治理電網(wǎng)提高電能質(zhì)量等問(wèn)題,同時(shí)也是未來(lái)建設(shè)智能電網(wǎng)的重要技術(shù)支持和策略。隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展,電力電子技術(shù)也取得了非常豐碩的發(fā)展成果,為電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。