大功率電力電子技術的應用
大功率電力電子技術的應用
【摘要】大功率電力電子技術是電力系統中應用非常廣泛的一種技術，對于促進經濟的發展具有重要作用。
本文介紹了電力電子技術與各學科的關系，并且介紹了大功率電力電子技術在實際中的應用。
【關鍵詞】電力電子技術;電力系統;大功率;應用
電力電子技術就是指應用在電力領域的電子技術，是也新科技的基礎之一，用途非常廣泛。
它利用電力電子期間對電能進行控制和變換，在電力領域具有重要作用。
現在電力電子技術有一個共同的特點就是功率很大，與普通的電子技術相比，有著更多的優勢和更強大的功能，對于我國電力事業具有重要作用。
一、電力電子技術與各學科的關系
1、與電子學的關系
由于電力電子技術其實是電子技術在電力領域的應用，電力電子元件的制造理論和制造工藝與普通的電子元件大致相同。
電力電子期間使用的集成電路制造工藝，與微電子制造技術基本相同。
2、與電氣工程的關系
由于電力電子工程在電力機牽引、靜止無功補償、高壓直流輸電、電加熱、電鍍等領域廣泛應用，很多時候電力電子技術也被歸納到電氣工程學科中。
3、與控制理論的關系
電力電子技術的裝置和系統都是通過控制理論滿足的電力電子技術可看成“弱電控制強電”的技術，是“弱電和強電的接口”，控制理論是實現該接口的強有力紐帶。
電力電子技術和控制理論是密不可分的。
二、大功率電力電子技術的應用
1、在電力系統中的應用
電力電子技術在電力系統中的應用最典型的是同步發電機勵磁系統。
這種系統具有很好的反應速度并且控制功率很小，很容易的就能設計出高頂值電壓，在電壓調節系統中具有很廣安的應用。
電力電子技術在電力系統中的另一種重要應用是變頻調速。
隨著社會的發展，節能已經成為一種主流的發展趨勢。
電氣節能主要是通過電能質量控制、變頻調速和有源濾波實現的。
大功率電力電子技術在電氣節能上的應用主要是變頻調速。
電機變頻調速是目前工業節能中的重要方式之一。
隨著科技的發展，變頻器的技術越來越成熟，普及程度在越來越廣，這也導致了企業使用變頻器的投資成本也會變得很低，而且電機變頻具有很好的節能效果，不僅與當今的社會發展趨勢相符合，還能為企業節約成本，帶來良好的經濟效益。
這些優勢使得變頻器在電氣行業具有十分廣泛的應用，而且擁有廣闊的發展空間。
另外國家對于使用變頻節能裝置還能爭取到國家有關政策的支持。
2、在新能源發電方面的應用
隨著社會的發展，能源問題已經變得越來越突出。
而人們生活生產中消耗的能源卻越來越多，能源問題已經形成一種危機。
而且，在過去的發展中，由于過度的追求經濟發展卻忽略了關注環境問題，對環境造成的危害很大。
為了應對這些問題，出現了很多新能源的發電方法，比如太陽能發電、風力發電等等，這些工程一出現就收到了人們的廣泛關注。
電力電子技術在新能源發電上的應用特點主要有：新能源在供給過程中能源供給隨機性較大，比如風能、太陽能等都會隨著天氣的變化而變化，并對電網發電的要求比較高，在新興的能源使用中，可以充分考慮海洋能等隨意性不大的資源。
3、電力牽引應用
所謂電力牽引，實際上就是使用電能為軌道運輸提供動力。
它以電力系統作為電源，經過變電所的電力電子器降壓、變頻成可以為動車、機車提供動力的交流電源。
這種應用在生活十分常見，不過也存在一些問題：由于需要單獨設置供電系統，成本較高：機車運行時會產生一種干擾電信信號的波，對電力系統和通信質量產生影響。
在實際應用中，應當進行有效的防護和采取措施，在盡量降低不利影響的前提下，使之為人們服務。
4、智能電網的應用
智能電網對電網進行智能化改造。
這種技術是以高速雙向通信網絡為基礎，并且將先進的控制技術、測量技術與傳感技術結合起來，通過先進的管理體系，實現電網運行的高效性、安全性、經濟性與可靠運輸性。
往深的講，就是將電網的規模變得比以前更大，運行更加安全高效。
不過目前電網的智能化程度并不是很高，但其已經表現出來的優勢已經被人們廣泛青睞。
不過智能電網最核心的技術還是大功率電力電子技術，其發展離不開電力電子技術的進步。
例如，智能電網的核心技術是智能電表，電力系統可以根據智能電表了解所有用戶的用電情況并且提供具有針對性的個性化服務。
而智能電表就是一種電力電子器。
5、定質電力技術
定質電力技術是應用現代電力電子技術和控制技術，為實現電能質量控制、為用戶提供其特定要求的電力供應技術。
隨著社會的發展，人們對于電力系統的供電質量和供電可靠性的要求越來越高。
而且在企業生產中，變頻調速驅動器、機器人、自動生產線、精密的加工工具、可編程控制器、計算機信息系統的應用越來越廣，由于這些設備對于電路的變化感應十分敏感，電力系統很小的波動就可能造成很大的損失，所以對于供電質量的要求很高。
為了保證供電質量，很多企業用戶采用各種措施，比如安裝不間斷電源(UPS)，但是這些措施并不能取得良好的經濟效果，所以最根本的解決辦法還是在電力部門。
只要電力部門能夠控制好供電的質量，問題就迎刃而解，由此，定質電子技術應運而生。
定質電子技術就是將現代的控制技術與電力電子技術結合起來，為提高配電網無功調節的質量，已開發出用于配電網的靜止無功發生器。
它由儲能電路、可關斷的晶閘管(GTO)或絕緣門極雙極性三極管(IGBT)變換電路和變壓器組成。
它的功能是快速調節電壓，發生和吸收電網的無功功率，同時可以抑制電壓閃變。
這是“定質電力”的關鍵設備之一。
此外，靜止無功發生器和固態開關配合，可在電網發生故障的暫態過程中保持電壓恒定。
另一關鍵設備是動態電恢復器(DVR)，它由直流儲能電路、變換器和級次串聯在供電線路中的變壓器構成。
變換器根據檢測到的線路電壓波形情況，產生補償電壓，使合成的電壓動態保持恒定。
無論是短時的電壓低落或過電壓，通過DVR均可以使負載上的電壓保持動態恒定。
三、結束語
大功率電力電子技術的出現，使得電力系統發生的重大變革。
隨著科技的發展，電力電子技術在電力系統中的應用肯定會越來越普遍，為人們的生產生活帶來方便。
參考文獻
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