电力电子技术在电气工程中的应用 何阳洋

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:何阳洋
[导读] 摘要:现代科学技术不断地发展和完善,大量先进技术涌现,使电气工程逐渐复杂化。
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        摘要:现代科学技术不断地发展和完善,大量先进技术涌现,使电气工程逐渐复杂化。依托于电力电子技术,电气工程中应用可以改善传统技术的不足,实现电气设备的自动化控制,提升电气系统的智能化水平,保证电气设备稳定运行。该文就电气工程中电力电子技术应用进行探究,结合技术优势特性,灵活运用到实践中。
        关键词:电气工程;电力电子技术;自动化;智能化
        1电力电子技术概述
        1.1电力电子技术的概念
        电力电子技术作为一种新兴技术,能够实现电能转换、电能控制,在各个领域中起到重要作用。一般来说,电力电子技术器件中包含大功率半导体开关器件、高斯型轨道等,利用这些器件能够将电能功率进行转换。区别于一般的信息电子技术,电力电子技术能够进行电力资源的转换,而信息电子技术则主要负责对数据信息进行处理。
        1.2电力电子技术的应用范围
        随着电力电子技术的发展与完善,其应用范围更加广泛,主要有以下几方面:一是一般工业方面,如冶金工业、电化学工业等;二是家用电器方面,如变频空调等;三是交通运输方面,如电动汽车、航海、电气化铁道等;四是电力系统方面,如无功补偿、高压直流输电等;五是其他方面,如新能源、航天飞行器等。
        2电力电子技术在电气工程中的具体应用
        2.1软开关控制装置
        在电气工程施工过程中,施工技术水平滞后,是由于不合理的施工技术和设备应用,严重影响到电气工程运行性能。通过系统开关装置的应用,可以有效降低电容,减少变压器元件占据的空间面积,但是高频开关转换会在一定程度上增加电能损耗,影响电能生产效率。在这个过程中,可能产生电磁干扰,影响到电气系统稳定运行。通过软开关控制装置的应用,可以最大程度地降低系统开关装置电能损耗,避免噪声干扰。如果采用串联方式将多个电路联系在一起,则可以有效提升电力系统性能,有助于软开关装置更大范围应用。
        2.2静止无功补偿装置
        社会经济持续增长下,社会生产力水平显著提升,对于电能需求度不断增长,静止无功补偿装置的应用,可以为电网运行稳定性和安全性提供坚实保障,将功率变化控制在合理范围内。静止无功补偿装置具有较强的抗干扰性能,对冲击性负荷无功补偿,提升电力系统运行效率,为电力输送系统稳定运行提供保障。与此同时,静止无功补偿装置的应用,有助于提升电力系统的运行性能和功率因数,最大程度地降低电力系统功率损害,减少不良干扰,保证电网输电压安全稳定性。当前静止无功补偿装置包括晶闸管投切电容器、静止同步补偿器、晶闸管控制电抗器和可控串联补偿装置等。静止同步补偿器与电网并联在一起,输出电压调节来吸收无功电流,满足无功补偿需要。晶闸管投切电容器自身具有无机磨损和快速响应的优势,具有良好的无功补偿效果,最大程度地降低对电网的冲击电流。可控串联补偿装置的应用,电容器和电控器并联在一起,调节电抗器电流,可以有效提升补偿装置基频等效电抗特性。
        2.3有源电力滤波器
        有源电力滤波器的应用,适用于动态抑制谐波需要,将电力装置划分为补偿电流发生电路和指令电流检测电路两部分。根据相应指令电流检测电路,可以将谐波电流分量和基波分量电流分离开,发挥反极性作用来抵消负载电力,电网最后仅存基波电流。与此同时,源电力谐波器是由PWM逆变器构成的,尽管结构较为复杂,但是具有多样补偿和动态相应特点,改善电网组抗力和功率补偿不良影响,最大程度地抑制谐波电流的出现。


        2.4高压直流输电技术
        高压直流输电技术是借助电子换流器来转变输出电流,转换为直流电,将直流电传输到各个受电端,并借助电子换流器转化为交流电,输送到千家万户。在高压直流输电过程中,传输功率高于直流电,传输过程中具有较强的稳定性和安全性,对于输电线路的要求不高,受到相关工作者的高度关注和重视。需要注意的是,高压直流输电技术输电过程在保证线路安全稳定运行的同时,最大程度地降低电能损耗,满足不同额定频率电网联结需要。从当前电气工程中高压直流输电技术的应用情况来看,多为直流联络线。
        2.5电路保护装置
        电路保护装置同样是电力电子技术中的重要组成部分,在电气工程中应用,可以有效避免电路装置损坏和电能损耗。如果电路出现故障问题,依托于快速熔断器或电流继电器等电路保护装置,可以为电路装置起到保护作用,最大程度地减少故障问题和损坏程度。随着电力工程的发展,传统电路保护装置暴露出一系列弊端和不足,电路保护作用缺失。基于此,应该充分发挥电力电子技术优势,通过检测装置来反馈电路运行情况,如果出现过电流、过电压故障,可以第一时间断电,保护电子元件安全。此外,在配电系统中应用电力电子技术,可以实现配电系统的实时监管和控制,促使工作人员制定规范化措施,避免由于不必要的失误影响到配电系统的稳定运行。
        3电力电子技术的发展方向
        可以说,电力电子技术在一定程度上决定了我国电气行业的发展前景。当前,我国电力电子技术正处于新时期的发展阶段,电力电子器件的研发也在不断的更新和完善中,为了能够使电力电子技术发挥出更加优良的效果,相关企业投入大量人力、物力在电力电子技术的研究工作中。谐夺式直流环逆变器是新时代科技发展的产物,能够满足现代电力电子器件的应用需求,且降低了电能转换的损耗,提高电能转换的效率。将谐夺式直流环逆变器安装在高频振荡谐振电路上,可以实现对电子器件电压以及电流状态的自由转换。区别于低频变频器,高频变频器能全面满足现代电力电子器件的运行需求,在运行过程中更能够节约能源,降低企业实际成本。总体来说,高频变频器是当代电力电子技术的发展方向。随着人们对于电力电子技术的研究不断深入,电力电子技术的研究范围也有着明显扩大。当前,借助交流雕塑控制理论,能够简化电力电子器件结构研发的复杂性,并能够提升器件制造的可控性,使复杂的研发流程简单化。交流雕塑控制理论在电力电子技术中的应用打破了传统交流调速方式,电力电子技术在应用过程中更具创造性、可控性,适用于当前电气自动化领域,能够满足电气自动化技术发展的需求。而变频技术也是电力电子技术发展的一大方向。当前,变频技术不断走向成熟,并在电气工程中得到了广泛的应用。在科技发展飞速的当代,各类先进技术开始在电力电子技术领域广泛应用,这使得电力电子技术的应用范围更广,应用效果更佳。电力电子技术正随着科技发展不断更新,相信在不久的未来,电力电子技术将会向更加智能化、高频化、节能化的方向不断迈进,并在各个领域应用中取得进一步的突破,助推我国电气领域朝着更加快速、更加稳定的方向发展。
        4结束语
        电力电子技术与电气工程之间是相互促进、相辅相成的关系,将电力电子技术应用于电气工程中可以推动电气工程的发展,提高其工作效率与质量,但目前来说,国内对电力电子技术的认识仍然较少,虽然在一定范围内应用,但仅局限于电力系统与机电能力方面,其他方面的应用则有所不足。因此相关的工作人员与企业必须要加强对电力电子技术的认识与了解,积极研发并应用,推动电力电子技术的发展,推动电力工程乃至社会经济的可持续发展。
        参考文献:
        [1]吴海平.电工电子技术在电力系统中的应用再谈[J].电子技术与软件工程,2019(1):226.
        [2]佟明烨.电力电子技术在智能电网中的实际应用[J].电子技术与软件工程,2018(24):216.
        [3]高丽.电子技术在电气控制中的应用要点探讨J].南方农机,2019,50(3):140.
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