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摘要:随着我国经济的快速发展,不断进步的计算机技术为现代控制技术在实际生产、生活中提供了强有力的技术支持,新的材料和结构器件又促进了电力电子技术的飞速发展,且在各行业中得到广泛的应用。,电力电子技术作为一门新型学科,其是以电力学、电子学与控制学为基础而建立,是为强电与弱电的枢纽所在,在电力系统中有着广泛的应用空间。在进行电力系统的建设过程中,也开始注重电子计算机技术的研究与应用,并且出现了电子电工技术,有效地将计算机技术与电工技术进行了结合。
关键词:电力电子技术;电力系统;应用;计算机技术
电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。文章首先对电力电子技术及其特点进行简要分析,在此基础上,从谐波抑制、输变电以及发电等几个方面对电力电子技术在电力系统中的具体应用进行论述。
一、电力电子技术及其特点分析
所谓的电力电子技术是指能够用于电力领域当中的各类电子技术的总称,具体而言就是利用电子电力装置对电力系统中的电能进行变换和控制的技术,首个晶闸管的成功研制是该技术诞生的标志。电力电子技术中的主要内容可以分为三类,即器件、电路以及装置或系统,半导体是电力电子器件的基本材料,电力电子电路则是以电子学作为理论基础,由器件和电路组合而成的整机称为电力电子装置。电力电子技术在工业领域中的应用非常广泛,尤其是在电力领域中的应用,对我国电力事业的发展起到了积极的促进作用,具体体现在如下几个方面:(1)电力电子技术在电能优化方面具有显著的作用,其通过对电力的优化处理,可进一步提升电能的利用效率,有助于实现节能降耗的目标。(2)电力电子技术对用电设备的电能效果具有良好的改善作用,有利于促进机电一体化的发展。(3)电力电子技术为电力系统高频化运行目标的实现提供了强有力的技术支撑,由此不但使电力系统的运行效率较之以往获得大幅度提升,而且还使机电设备的体积有所缩小,节省了大量的建设用地。
二、电力电子技术在输电环节中的应用
1.由于直流输电技术具有输送容量大、受控能力强、稳定性好以及与不同频率电网之间易联络等众多优势,现已成为交流输电技术的有力补充并在全球范围内得到越来越广泛的推广。直流输电的关键设备是换流器中的晶闸管。普通晶闸管需要在门极设计触发脉冲放大、保护和监测单元,而在二十世纪初出现的大容量直接触发式的晶闸管可通过光纤传递脉冲信号以触发晶闸管,大大简化了控制阀电路。当今,控制技术、计算机技术、光纤技术的应用使得HVDC系统的调节和保护功能日趋完善,所有控制功能都可以集中在一个数字化平台上,设置系统参数、远程控制操作都可方便实现,增加了系统的冗余性,保障了系统运行安全。
2.为了减少系统设备数量、提高电能供应质量,在HVDC系统中应用了越来越多的电力电子装置,其中有源滤波器就是一种应用广泛的装置,其原理是利用可控的电力电子器件产生与原谐波幅值相同、相位相反的电流和电压以消除谐波影响,在很大程度上取代了笨重的无源滤波设备。传统调节电力潮流的措施包括:机械控制的移相器、带负荷调变压器抽头、开关投切电容及固定串联补偿装置等,但这些都只能实现部分稳态潮流的调节功能,同时由于机械开关动作时间长、响应慢、误差大,无法适应在暂态过程中快速、连续调节电力潮流的要求。FACTS技术是利用现代大功率电力电子技术对传统的交流输电系统进行的重大改革,把电力电子技术与现代控制技术相结合,实现对电力系统电压、相位角、功率潮流的连续调节控制,大幅度提高了电网的输送能力及稳定水平。
3.有源电力滤波器(APF)是由全控电力电子器件构成的采取PWM控制的变流器械,提供与补偿电流(电压)大小相等、极性相反的电流(电压),以抑制负载产生的有害电流(或电压)在电力系统传播的主动式综合补偿装置。并联型有源电力滤波器的主电路目前均采用电压型PWM变流器。PWM变流器的作用是根据控制系统得出的PWM开关,产生所需的补偿电流。它的控制系统包括检测电路、电流跟踪控制电路和驱动电路。检测电路的核心是根据有源电力滤波器的控制目标,对补偿对象的电压、电流的及有源电力滤波器的输出电压、电流进行检测,得到所需要的参考信号。电阻、电感、电容组成交流滤波器与有源滤波器并联,其作用是滤除补偿电流中开关频率附近的高频谐波成分。串联型有源电力滤波器(SAPF)是为解决用户端供电电压畸变的电能质量问题而设计的1种有源电力滤波器,其主电路是采用绝缘栅双极晶体管、电力场效应晶体管等元件构成三相桥式电压型PWM变流器,其补偿对象为带有大电容滤波的三相二极管桥式整流电路为电压源型谐波源负载。
结束语:
电力系统是电力电子技术应用的一个重要领域,只有不断的加大已有研究成果的技术应用和运行投入,不断改善经济可行性,才能大幅度提高电力系统的稳定水平,产生巨大效益;电力系统是电力电子技术主要应用的一个方向,在已有研究成果的基础上,使得该技术应用和运行投入逐渐加大.只有在不断改善该技术应用经济性的情况下,才有可能在电力系统中大规模推广这项技术,大幅度提高电力系统的稳定水平,从而产生巨大的经济效益和社会效益。根据世界上较为发达的国家进行的预测和判断,今后将有百分之九十以上的电能需要利用电力电子技术进行处理之后,才可以进行使用。电力电子技术与百分之九十五的现代的工业以及各种民用的机电设备有很大的关系。特别指出的是,电力电子技术是一个用弱电来控制强电的载体,同样也是计算机技术与机电设备之间进行接口的重要瓶颈
参考文献:
[1]唐军.电能质量控制器串联变换器的设计与实现[D];华中科技大学;2006年
[2]石新春,霍利民.电力电子技术与谐波抑制[J];华北电力大学学报;2002年01期
[3]陈建业,赵广.电力电子技术在配电网中的应用[J];国际电力;2001年01期
[4]林雪山.电力电子技术在电力系统中的应用[J];黑龙江科技信息;2011年17期
[5]毕坤,李建伟.电力电子技术在电力系统中的应用[J].科技展望,2015年
[6]殷利權.深入探讨电气与自动化设计在工程实践中的融合[J].科技创新导报,2012年
关键词:电力电子技术;电力系统;应用;计算机技术
电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。文章首先对电力电子技术及其特点进行简要分析,在此基础上,从谐波抑制、输变电以及发电等几个方面对电力电子技术在电力系统中的具体应用进行论述。
一、电力电子技术及其特点分析
所谓的电力电子技术是指能够用于电力领域当中的各类电子技术的总称,具体而言就是利用电子电力装置对电力系统中的电能进行变换和控制的技术,首个晶闸管的成功研制是该技术诞生的标志。电力电子技术中的主要内容可以分为三类,即器件、电路以及装置或系统,半导体是电力电子器件的基本材料,电力电子电路则是以电子学作为理论基础,由器件和电路组合而成的整机称为电力电子装置。电力电子技术在工业领域中的应用非常广泛,尤其是在电力领域中的应用,对我国电力事业的发展起到了积极的促进作用,具体体现在如下几个方面:(1)电力电子技术在电能优化方面具有显著的作用,其通过对电力的优化处理,可进一步提升电能的利用效率,有助于实现节能降耗的目标。(2)电力电子技术对用电设备的电能效果具有良好的改善作用,有利于促进机电一体化的发展。(3)电力电子技术为电力系统高频化运行目标的实现提供了强有力的技术支撑,由此不但使电力系统的运行效率较之以往获得大幅度提升,而且还使机电设备的体积有所缩小,节省了大量的建设用地。
二、电力电子技术在输电环节中的应用
1.由于直流输电技术具有输送容量大、受控能力强、稳定性好以及与不同频率电网之间易联络等众多优势,现已成为交流输电技术的有力补充并在全球范围内得到越来越广泛的推广。直流输电的关键设备是换流器中的晶闸管。普通晶闸管需要在门极设计触发脉冲放大、保护和监测单元,而在二十世纪初出现的大容量直接触发式的晶闸管可通过光纤传递脉冲信号以触发晶闸管,大大简化了控制阀电路。当今,控制技术、计算机技术、光纤技术的应用使得HVDC系统的调节和保护功能日趋完善,所有控制功能都可以集中在一个数字化平台上,设置系统参数、远程控制操作都可方便实现,增加了系统的冗余性,保障了系统运行安全。
2.为了减少系统设备数量、提高电能供应质量,在HVDC系统中应用了越来越多的电力电子装置,其中有源滤波器就是一种应用广泛的装置,其原理是利用可控的电力电子器件产生与原谐波幅值相同、相位相反的电流和电压以消除谐波影响,在很大程度上取代了笨重的无源滤波设备。传统调节电力潮流的措施包括:机械控制的移相器、带负荷调变压器抽头、开关投切电容及固定串联补偿装置等,但这些都只能实现部分稳态潮流的调节功能,同时由于机械开关动作时间长、响应慢、误差大,无法适应在暂态过程中快速、连续调节电力潮流的要求。FACTS技术是利用现代大功率电力电子技术对传统的交流输电系统进行的重大改革,把电力电子技术与现代控制技术相结合,实现对电力系统电压、相位角、功率潮流的连续调节控制,大幅度提高了电网的输送能力及稳定水平。
3.有源电力滤波器(APF)是由全控电力电子器件构成的采取PWM控制的变流器械,提供与补偿电流(电压)大小相等、极性相反的电流(电压),以抑制负载产生的有害电流(或电压)在电力系统传播的主动式综合补偿装置。并联型有源电力滤波器的主电路目前均采用电压型PWM变流器。PWM变流器的作用是根据控制系统得出的PWM开关,产生所需的补偿电流。它的控制系统包括检测电路、电流跟踪控制电路和驱动电路。检测电路的核心是根据有源电力滤波器的控制目标,对补偿对象的电压、电流的及有源电力滤波器的输出电压、电流进行检测,得到所需要的参考信号。电阻、电感、电容组成交流滤波器与有源滤波器并联,其作用是滤除补偿电流中开关频率附近的高频谐波成分。串联型有源电力滤波器(SAPF)是为解决用户端供电电压畸变的电能质量问题而设计的1种有源电力滤波器,其主电路是采用绝缘栅双极晶体管、电力场效应晶体管等元件构成三相桥式电压型PWM变流器,其补偿对象为带有大电容滤波的三相二极管桥式整流电路为电压源型谐波源负载。
结束语:
电力系统是电力电子技术应用的一个重要领域,只有不断的加大已有研究成果的技术应用和运行投入,不断改善经济可行性,才能大幅度提高电力系统的稳定水平,产生巨大效益;电力系统是电力电子技术主要应用的一个方向,在已有研究成果的基础上,使得该技术应用和运行投入逐渐加大.只有在不断改善该技术应用经济性的情况下,才有可能在电力系统中大规模推广这项技术,大幅度提高电力系统的稳定水平,从而产生巨大的经济效益和社会效益。根据世界上较为发达的国家进行的预测和判断,今后将有百分之九十以上的电能需要利用电力电子技术进行处理之后,才可以进行使用。电力电子技术与百分之九十五的现代的工业以及各种民用的机电设备有很大的关系。特别指出的是,电力电子技术是一个用弱电来控制强电的载体,同样也是计算机技术与机电设备之间进行接口的重要瓶颈
参考文献:
[1]唐军.电能质量控制器串联变换器的设计与实现[D];华中科技大学;2006年
[2]石新春,霍利民.电力电子技术与谐波抑制[J];华北电力大学学报;2002年01期
[3]陈建业,赵广.电力电子技术在配电网中的应用[J];国际电力;2001年01期
[4]林雪山.电力电子技术在电力系统中的应用[J];黑龙江科技信息;2011年17期
[5]毕坤,李建伟.电力电子技术在电力系统中的应用[J].科技展望,2015年
[6]殷利權.深入探讨电气与自动化设计在工程实践中的融合[J].科技创新导报,2012年