田蕊

摘? 要：電工電子技術(shù)作為以計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)電工技術(shù)為基礎(chǔ)的新型技術(shù)，其不僅在電力系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，同時(shí)其功能作用也在電力系統(tǒng)運(yùn)行效率提升、運(yùn)行安全保障等方面得到了充分體現(xiàn)，目前已經(jīng)受到了電力系統(tǒng)領(lǐng)域的高度重視?；诖耍疚膶?duì)電工電子技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，同時(shí)圍繞電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用展開了探討，希望能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的完善發(fā)展起到一定幫助。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)? 電工? 電子技術(shù)? 應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TM1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）07（b）-0091-03

Abstract： Electrical and electronic technology as computer technology and new technology based on the traditional electrical technology， it not only has been widely used in electric power system， and its functional role in safe operation of power system operation efficiency， security， etc were fully reflected， has so far received attaches great importance in the field of power system. Based on this， this paper analyzes the characteristics of electrical and electronic technology， and discusses the specific application of electrical and electronic technology in the power system， hoping to contribute to the perfect development of the power system.

Key Words： Power system; The electrician; Electronic technology; Application analysis

在計(jì)算機(jī)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)近些年迅速興起，并將電力系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有效連接起來(lái)，推動(dòng)了電力行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，而涵蓋電力生產(chǎn)、電氣工程、計(jì)算機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域的電工電子技術(shù)，則正是實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。由此可見，未來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展必須要以電工電子技術(shù)作為支撐，而針對(duì)電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的研究，也是十分必要且具有現(xiàn)實(shí)意義的。

1? 電工電子技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 集成化

集成化簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在對(duì)電工電子技術(shù)的應(yīng)用中，必須要依靠多種單元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而這些單元器件彼此間則存在著并聯(lián)關(guān)系，能夠集成化在某一個(gè)基片，將自身相對(duì)于傳統(tǒng)電工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。例如單元器件的集成化特點(diǎn)能夠使各種單元器件的整體體積大大縮小，為計(jì)算機(jī)技術(shù)與電工技術(shù)的融合創(chuàng)造良好基礎(chǔ)條件，而在計(jì)算機(jī)的支持下，電工電子技術(shù)也能夠更好滿足電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展需求。

1.2 高頻化

電工電子技術(shù)的高頻化特點(diǎn)與其集成化特點(diǎn)直接相關(guān)。基于現(xiàn)代社會(huì)巨大的電力需求，電力系統(tǒng)對(duì)于電子器件的工作速度往往有著較高的要求，而在對(duì)電子器件集成于基片后，則恰恰可以使電子器件的工作速度得到提升，這種持續(xù)的高速度運(yùn)行正是電工電子技術(shù)高頻化特點(diǎn)的直觀體現(xiàn)。例如在電力系統(tǒng)中，金氧半場(chǎng)效晶體管在集成后，其工作頻率可達(dá)100kHz以上，是常規(guī)電力晶體管的數(shù)十倍。

1.3 全控化

電工電子技術(shù)的全控化特點(diǎn)主要是指對(duì)全自動(dòng)化關(guān)斷器件的應(yīng)用。在傳統(tǒng)電工技術(shù)的支持下，電力系統(tǒng)通常會(huì)采用半自動(dòng)化控制的晶閘管，相關(guān)器件通常都具有著復(fù)雜的換相電路，雖然能夠在一定程度上電力系統(tǒng)控制滿足需求，但工作效率卻相對(duì)較低，穩(wěn)定性與安全性也比較差。而在電工電子技術(shù)得到應(yīng)用后，這類半控型期間開始被具有自關(guān)斷功能的電子器件所替代，不僅使電流設(shè)計(jì)得到了簡(jiǎn)化，同時(shí)也保證了電子器件的運(yùn)行安全。

2? 電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 靜止勵(lì)磁控制的應(yīng)用

隨著社會(huì)電力需求的不斷提升，近幾年很多大型新建發(fā)電機(jī)組均開始投入運(yùn)行，這雖然在一定程度上滿足了社會(huì)電力需求，但由于新建發(fā)電機(jī)組的容量普遍較大，對(duì)于勵(lì)磁系統(tǒng)的要求也比較高，因此傳統(tǒng)直流勵(lì)磁機(jī)在運(yùn)行穩(wěn)定性、火花控制等方面的問(wèn)題也開始逐漸暴露出來(lái)。針對(duì)這些問(wèn)題，相關(guān)企業(yè)目前已經(jīng)開發(fā)出了以可控硅電子技術(shù)為基礎(chǔ)的自并激靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。與傳統(tǒng)直流勵(lì)磁機(jī)相比，自并激靜止勵(lì)磁系統(tǒng)具有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、工程造價(jià)低、調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快、滅磁效果好等特點(diǎn)，將其應(yīng)用到發(fā)電領(lǐng)域后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)直流勵(lì)磁機(jī)的有效替代，并解決傳統(tǒng)直流勵(lì)磁機(jī)存在的諸多問(wèn)題，保證電能輸送的穩(wěn)定性與發(fā)電系統(tǒng)的控制能力，因此目前已經(jīng)成為了常規(guī)發(fā)電領(lǐng)域的必然發(fā)展趨勢(shì)。

2.2 發(fā)電頻率控制的應(yīng)用

受資源枯竭、環(huán)境污染等問(wèn)題的影響，近些年太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電等可再生清潔能源開發(fā)技術(shù)迅速發(fā)展了起來(lái)，并在電能供應(yīng)、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域做出了階段貢獻(xiàn)，但由于電力系統(tǒng)對(duì)于發(fā)電頻率穩(wěn)定性要求較高，而當(dāng)前非火力發(fā)電方式的發(fā)電頻率又很容易受到影響，因此為實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電頻率的有效控制，同樣需要對(duì)電工電子技術(shù)加以應(yīng)用。以水力發(fā)電為例，在發(fā)電過(guò)程中，水流速度與水源壓力都會(huì)直接影響到發(fā)電頻率，且很難人為加以控制，如果水流速度與水源壓力變化較大，那么發(fā)電頻率的穩(wěn)定性也會(huì)隨之出現(xiàn)問(wèn)題，并對(duì)電能的輸送造成影響。而通過(guò)對(duì)電工電子技術(shù)的應(yīng)用，則可以將雙饋型異步發(fā)電機(jī)應(yīng)用到發(fā)電系統(tǒng)中來(lái)，建立變速恒頻勵(lì)磁控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在水力發(fā)電過(guò)程中對(duì)水流速度與水源壓力的具體參數(shù)進(jìn)行采集，并根據(jù)參數(shù)變化來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率進(jìn)行實(shí)施調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子側(cè)電能的恒頻輸出，這樣電力系統(tǒng)的發(fā)電頻率能夠區(qū)域穩(wěn)定，而可再生清潔能源也可以在發(fā)電領(lǐng)域得到更好的應(yīng)用。

2.3 靜止無(wú)功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

電力系統(tǒng)對(duì)于電氣設(shè)備的應(yīng)用非常之多，由于不同電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的控制要求會(huì)存在很大差異，因此在出現(xiàn)特殊情況時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)各種電氣設(shè)備的及時(shí)、準(zhǔn)確控制就成為了電力系統(tǒng)輸電環(huán)節(jié)所面對(duì)的重要問(wèn)題。從目前來(lái)看，基于傳統(tǒng)電工技術(shù)的手動(dòng)電氣開關(guān)雖然可以滿足不同電氣設(shè)備的控制要求，但在控制的準(zhǔn)確性與及時(shí)性上卻存在很大不足。而在電工電子技術(shù)得到應(yīng)用后，則可以用晶閘管來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電氣設(shè)備手動(dòng)開關(guān)，作為靜止無(wú)功補(bǔ)償器負(fù)責(zé)設(shè)備控制，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)輸電系統(tǒng)的運(yùn)行情況來(lái)確定控制指令，晶閘管則按照控制指令自動(dòng)完成完成開關(guān)動(dòng)作，在保證開關(guān)控制及時(shí)性的同時(shí)，避免誤操作現(xiàn)象的發(fā)生。雖然我國(guó)尚未實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止無(wú)功補(bǔ)償器的研發(fā)，靜止無(wú)功補(bǔ)償器也沒(méi)有在電力系統(tǒng)中得到推廣，但其未來(lái)在電力系統(tǒng)輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用卻仍然是可以預(yù)見的。

2.4 輸電安全保護(hù)的應(yīng)用

輸電環(huán)節(jié)的安全性與穩(wěn)定性一直都是電力系統(tǒng)所面臨的重要問(wèn)題，而以電工電子技術(shù)為基礎(chǔ)的高壓直流輸電與柔性交流電輸電，則恰恰可以使這一問(wèn)題得到有效解決。例如在高壓直流電的輸電過(guò)程中，通常都需要利用變壓器來(lái)完成電流、電壓、阻抗的變化，以保證輸電安全，而在電工電子技術(shù)得到應(yīng)用后，晶閘管與換流閥的出現(xiàn)卻在功能上逐漸代替變壓器，成為了高壓直流輸電的重要轉(zhuǎn)換設(shè)備。通過(guò)對(duì)晶閘管與換流閥的應(yīng)用，輸電系統(tǒng)不僅可以無(wú)變壓器的情況下保證輸電安全，有效控制電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本，同時(shí)也可以提高轉(zhuǎn)換設(shè)備的移動(dòng)能力，為設(shè)備安裝、維護(hù)提供方便，這對(duì)于輸電安全保護(hù)同樣是很有幫助的。

2.5 電能質(zhì)量控制的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，配電系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)電能質(zhì)量加以控制，而電工電子技術(shù)的應(yīng)用，則可以是配電系統(tǒng)的核心目標(biāo)得到輕松實(shí)現(xiàn)。一方面，電工電子技術(shù)支持下的晶閘管等設(shè)備能夠?qū)﹄妷?、諧波等進(jìn)行實(shí)時(shí)、高效調(diào)節(jié)，在滿足電力系統(tǒng)在電壓、諧波等方面電能質(zhì)量要求的同時(shí)，避免瞬間波動(dòng)的發(fā)生。另一方面，借助電工電子技術(shù)的集成化、全頻化特點(diǎn)，還可以對(duì)工頻配電系統(tǒng)變壓器加以改造，消除器體積大、高污染的不足，同時(shí)建立諧波的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，收集配電系統(tǒng)諧波參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這些對(duì)于電能質(zhì)量控制同樣是很有幫助的。

2.6 節(jié)能降損環(huán)節(jié)的應(yīng)用

電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)節(jié)能降損環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用主要有兩個(gè)方面：變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行和控制無(wú)功損耗。電力系統(tǒng)中降低能耗的方法主要是降低電動(dòng)機(jī)能耗，主要使用的技術(shù)是變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)，使用該項(xiàng)技術(shù)能夠有效降低電動(dòng)機(jī)能耗。目前在變負(fù)荷設(shè)備中越來(lái)越多地使用調(diào)速控制技術(shù)，在控制風(fēng)、水流量方面發(fā)揮了積極作用，提高了調(diào)節(jié)的效率和精度，使用范圍變得更加廣泛，甚至可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速效果。但是該項(xiàng)技術(shù)在降低能耗的，有效調(diào)速的同時(shí)還存在一些缺點(diǎn)，比如投入較大，并且容易對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生污染，對(duì)其應(yīng)用還需要進(jìn)行深入研究。

3? 結(jié)語(yǔ)

總而言之，電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用具有著很強(qiáng)的必要性，無(wú)論是發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)還是配電環(huán)節(jié)，電工電子技術(shù)能夠發(fā)揮出重要作用，但要想將保證電工電子技術(shù)的應(yīng)用效果，則還需把握好電工電子技術(shù)的特點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際情況來(lái)對(duì)各種技術(shù)進(jìn)行靈活應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜柏林.電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用與探究[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（28）：143-144.

[2] 萬(wàn)軍.試論電力系統(tǒng)中電子電工技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù) 的應(yīng)用[J].信息系統(tǒng)工程，2018（11）：103.

[3] 吳錦領(lǐng)，周俐君.戚志磊，等.物聯(lián)網(wǎng)柔性電子設(shè)備的無(wú)線電能傳輸技術(shù)研究[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2020（1）：17-21.

[4] 韓連山，霍超.基于電力電子技術(shù)電氣制動(dòng)在大電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電力電子技術(shù)，2019（6）：65-67.

[5] 武文.電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].科技資訊，2017（23）：48，50.

[6] 靳新芳.試論基于信息化時(shí)代下的電工電子技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展[J].科技資訊，2018（29）：71，75.

[7] 徐曉旋.信息化時(shí)代下電工電子技術(shù)的發(fā)展[J].科技資訊，2018（5）：38-39.

[8] 冷海濱.關(guān)于現(xiàn)代電力電子技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)研究[J].科技資訊，2018（8）：28-29.