藍天
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電能器件能否在既定的時間段內(nèi)完成轉(zhuǎn)換是電力電子技術(shù)在發(fā)展的過程中需要重點把控的地方,屬于現(xiàn)代技術(shù)的范疇,電力電子技術(shù)的功能主要包含了逆變、整流、變頻等基本方面,除此以外還涉及到斬波和智能開關(guān)等方面的內(nèi)容。借助電網(wǎng)工頻電能的轉(zhuǎn)變能夠有效完成各種目的,以此適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)在電力電子方面的實際需求。具體應(yīng)用方面,其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括了三大方面:其一,基于變頻器的幫助下圍繞著微電子以及控制技術(shù)實施有效的匯總,把原先一成不變的交流電更改為可以調(diào)節(jié)的交流電,以此達到無級調(diào)速的目的,這對電能資源的節(jié)約顯然極為有利。其二,從電力電子技術(shù)本身來看,不論是電源開關(guān)還是供電電源都有著自身的使用功能,主要包含變頻、焊接、充電、照明電源等都為現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的完善提供了切實可行的技術(shù)指導(dǎo)。其三,部分發(fā)電系統(tǒng)以及交流輸出技術(shù)等方面能夠?qū)㈦娏﹄娮蛹夹g(shù)的效用充分展現(xiàn)出來,水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、配電與用電系統(tǒng)的完善等都和電子系統(tǒng)的應(yīng)用之間有著密切聯(lián)系[1]。
①集成化。電力電子技術(shù)具有顯著的集成化特點,具體來講,人們需要在借助多個單元設(shè)備的基礎(chǔ)上,才能實現(xiàn)電力電子技術(shù)得到正常應(yīng)用。同時電力電子技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了與計算機技術(shù)的有效融合,并進一步拓展為電工電子技術(shù),在實際生產(chǎn)活動中促進了多個行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展,其高頻、高效率等先進之處也在應(yīng)用中得到了體現(xiàn)。②全控化。電力電子技術(shù)的全控化特點也是人們關(guān)注的重點,其在控制方面進行了高度創(chuàng)新和升級,在部分具有自動旋轉(zhuǎn)功能的電子器件上得到了良好體現(xiàn)。并且隨著電力電子技術(shù)應(yīng)用和推廣力度的不斷加強,半可控普通晶閘管逐漸退出了應(yīng)用領(lǐng)域,其對電力電子技術(shù)的發(fā)展將具有更加重要的意義。
21世紀初,控制風(fēng)機發(fā)電機的發(fā)電機系統(tǒng)進行運行的方式有很多,但失速或者主動失速這2種控制方式較為普遍和常見。風(fēng)力發(fā)電由于其自身具有來源廣泛、可循環(huán)的特點,有效緩解了當(dāng)前能源緊張、環(huán)境污染趨勢嚴峻的現(xiàn)狀。電力電子技術(shù)由于可以在風(fēng)力發(fā)電的過程中起到控制、輸送電流等作用,而成為了推廣風(fēng)力發(fā)電這一新型發(fā)電技術(shù)的重要技術(shù)保障。風(fēng)機發(fā)電機的發(fā)電系統(tǒng)最重要且最難得的一點是能夠保證輸出功率穩(wěn)定,而這2種控制方式由于難以保證這一點而在近年來逐漸淡出了應(yīng)用行列。發(fā)電機系統(tǒng)涉及和運用到的電力電子技術(shù)較多,隨著科學(xué)技術(shù)的進步,電力電子技術(shù)也產(chǎn)生了很大的進步,發(fā)電機系統(tǒng)的運行模式也由此得到了優(yōu)化和改善[2]。
風(fēng)力發(fā)電機有時面臨雷擊、電壓波動和電網(wǎng)反饋運行,需要進行補償和過濾,以盡量減少風(fēng)電場干擾。當(dāng)前階段最常用的兩種過濾技術(shù)是電源濾波器和靜態(tài)糾錯技術(shù),其中電源濾波器的主要目的是通過電子設(shè)備中的相關(guān)可分離組件實現(xiàn)即時高效的控制,最終達到最佳平衡。靜態(tài)誤差目錄是最先進的技術(shù)之一,可實現(xiàn)明顯的電壓波動和整體電子的增加。
電路保護裝置(如快速熔斷其和電流繼電器等)是電氣控制系統(tǒng)中不可或缺的一部分,在電路出現(xiàn)異常情況或電力故障時,可以起保護作用。隨著人們對電力電子技術(shù)應(yīng)用的不斷成熟,人們的研究重點放在了電子器件的小型化和高功能功率化方面。此外,電力電子技術(shù)還能對反饋的信息數(shù)據(jù)進行綜合分析,發(fā)現(xiàn)過電流時會自動做出斷電操作,到達保護電路和電子器件的目的。
因為風(fēng)機發(fā)電系統(tǒng)主要是依靠風(fēng)能發(fā)電,這也是為什么大部分發(fā)電機組都設(shè)置在偏遠廣闊地區(qū)的原因。風(fēng)機發(fā)電系統(tǒng)的組成是由發(fā)電機組、調(diào)度中心、用戶這3個元素組成的,距離遠了信號的傳輸就會變?nèi)?,這三者之間的電力傳輸就會存在一定的問題?,F(xiàn)如今,電流的主要的運輸方式是交流運輸,存在的短板也較多尚不能順利應(yīng)對在電流運輸過程中產(chǎn)生的問題[3]。
解決風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)向和風(fēng)速的不穩(wěn)定性是提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率的一個重要問題,通過提高風(fēng)力發(fā)電效率的存儲方式,可以提高發(fā)電和供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)今的電池通用解決方案是使用電池,電池的優(yōu)點在于可以更快地存儲電池,并且更容易安裝電池。磁線圈還能存儲風(fēng)能,但技術(shù)還不成熟,不能普遍應(yīng)用于現(xiàn)有的技術(shù)條件。
風(fēng)機發(fā)電機發(fā)出的進入電網(wǎng)的電流的變化是:交流電→直流電→交流電。具體的變化方式途徑為:風(fēng)電機發(fā)出的電流經(jīng)過永磁多極同步發(fā)電機對其發(fā)電頻率的改變變?yōu)榻涣麟姡偻ㄟ^整流器對其的整流變?yōu)橹绷麟?,最后通過對逆變器的使用將電流不同的頻率改為相同的,最終成為頻率恒定的交流電。這一系列的操作帶來的優(yōu)勢是顯著且有效的,在有效避開并網(wǎng)時產(chǎn)生的電流沖擊的同時發(fā)電系統(tǒng)也不會產(chǎn)生較大的波動,調(diào)節(jié)發(fā)電機發(fā)出的無功功率的步驟也更為簡便快捷、副作用少。這樣一來不但最大限度地開發(fā)和利用了風(fēng)能,風(fēng)電機發(fā)出的電能質(zhì)量相較于以往來說也得到了質(zhì)的飛躍。
風(fēng)力發(fā)電是具有廣闊開發(fā)前景的新能源發(fā)電方式之一,而不斷發(fā)展成熟的電力電子技術(shù)在風(fēng)機發(fā)電機中的應(yīng)用,能夠提高風(fēng)力發(fā)電的效率,保證電力變化的質(zhì)量,甚至在一定程度上實現(xiàn)對發(fā)電成本的控制,因此必須積極開展對風(fēng)機發(fā)電機中電力電子技術(shù)應(yīng)用的探討,提高應(yīng)用的質(zhì)量和水平。