电力电子装置在电力系统的应用

摘要：在社会经济带动科技发展的大背景下，电力系统得到了高速的发展机会，如今电力系统已经渗透到各行各业。在电力系统良好发展的同时，电力电子装置也在快速进步，而将电子电力装置运用到电力系统中，不仅是电力系统进行可持续发展的保障，亦是电力系统向智能化转型的关键因素。

关键词：电力电子装置；电力系统；应用

电力系统在不断地发展中已经逐渐完善，而社会经济发展过快，其环境污染的加重、能源的严重短缺等致使电力系统的发展需要朝着智能化以及可持续发展的方向进行转型。而电力系统中的电力电子装置是其转型的关键因素，本文通过对电力系统的发展现状概述，并且详细叙述电力电子装置在电力系统的应用。

1电力系统的发展概述

近年来，我国电力系统得到了有力的发展，电力系统已经渗透到各个领域，其作用是不可忽视的。电力系统的功能包括多个方面，比如电能的生产与消费，其亦是能源输送、利用、配给的有效载体。经济的过快发展，资源的过度损耗致使环境恶化、能源极度短缺等，这也就需要我国的电力系统进行有效的转型即向着智能化以及可持续发展的方向发展。在我国，电力系统的发展已经独具规模，而这就需要加大电网的稳定性。

为了保证我国电网的稳定性，我国主要是将电力系统中的主干网络与各地区的分支网络以及微型电网相互配合，并且在各个阶级的电网中加入分布式电源以及储能装置，并采取适宜的输电方式，以及与相应的用电、配电装置进行配合，进而提高我国电力系统的安全性、稳定性，以及保证供电质量。再者，除了保证我国电力系统稳定性的转变之外，还需要对电力电子装置中的电子器件进行有效的开发以及完善，逐渐提升其智能化水平，只有这样才能将电力电子装置在电力系统中的优势进行有效发挥。而在将电力电子装置应用到电力系统中仍有许多亟需解决的问题，比如在电力系统中用于多能源储能电力系统中变换器的设计以及可再生资源发电中功率变流器的有效性研究。其大容量电力电子装置的非线性信号的研究以及电力电子装置数字控制器的标准化研究都需要工程人员在不断地探索实践中进行探索、研究，让电子电力装置更加贴合电力系统的应用[1]。

2电力电子装置在电力系统中的应用

2.1电力电子装置在电力系统中的发电应用

静止励磁技术最常应用到大型发电机组中的发电环节，运用这样的发电技术其调节速度较快，便于控制，最重要的是可以在一定程度上提高发电厂的运行性能以及效率。交流励磁技术最常应用到水力发电组中的发电环节，在进行发电时主要运用此技术进行有效的调节水头电压以及观察并且调节水流量的动态变化，通过这样的方式提高发电的品质，提升发电效率。交流器主要应用在风里发电中，采用风力发电，风能具有不稳定性，而交流器主要是将整流器以及逆变器进行转换，将风能转换成可利用的电能。而需要注意的是风力发电中针对于风电场中多段直流输电系统中电压源转换流器还需要进行有效的研究。除了风里发电以及水力发电之外，其太阳能的光伏发电亦是主要的发电方式，其主要是根据光伏列阵组建、汇流器、逆变器组滤波器和升压变压器构成，是有效的进行大规模利用太阳能发电的有效方案。而在大型光伏电站中，并网逆变器集群的运行与控制方法还需要进行有效的研究，确保做大成都的有效发电。可见，再用自然界中的可再生资源进行发电时，电子装置的应用具有不可忽视的作用。

2.2电力电子装置在电力系统中的电能储存的应用

电力系统在进行全方位的供电时，在某一段时间内供电需求非常大，其电力系统需要高峰负荷供电，而为了有效的环节这一段时间内的供电需求则需要进行电能存储。适时的采用电能存储可以有效的保证电网的正常运行以及还可以保证电网的运行效率。电力系统过于庞大，其出现故障的节点较多，而电能存储可以有效抑制故障的发生，而且还可以将供电的质量提高。通常能到兆瓦级的电能存储有3种：

1）可调速抽水储能。在运用可调速抽水储能的储能电站，主要由四个部分组成即上水库、下水裤、输水装置以及发电系统。

2）压缩空气储能。在运用压缩空气储能时大多数是在供电需求较少的时候，这个时候通过空气压缩装置将多余的电能转化成高压空气的形式，并进行存储。而在供电高峰期的时候可以将存储的高压空气进行释放，并且通过相应的装置转化成电能进行供电。

3）电池储能。运用电池储能是较为方便的，通常采用锂离子电池、钠硫电池以及全钒液流电池[2]。

2.3电力电子装置在电力系统中的微型电网的应用

微型电网在整个电力电网系统具有重要的作用，特别体现在分布式电源的应用中。微型电网属于小型配电系统，其系统内主要包括分布式电源、储能装置、功率装换器等等装置。而微型电网在进行运行的时候就可以通过功率变化器进而实现与外部电网并网运行。而这样就避免了当外部电网有故障时，供电中断的情况，因为这时微型电网可以及时供电，这样切实保证了供电的稳定性以及安全性。另外，在区域内的微型电网在进行运用的时候，可采用多变化器或者多接口变化器进而实现分布式电源与储能装置的缔结。而采用变化器装置能增强电力系统的可再生利用率，有助于向智能化转型，并且有效的增强了与电网相互作用的经济型。再者，将外部电源接入微型电网，这样的作法可以在一定程度上充分利用分布式电源。另外在微型电网中对于多逆变器并联以及电能质量控制方法需要进行有效的研究，使微型电网更加贴合分布式电源的利用。

2.4电力电子装置在电力系统中的输电环节的应用

在我国的电力系统中常用的有3种输电方式，首先是分频输电。这种的输电方式经常运用于效率较低的发电系统中，比如风力发电、水力发电。分频输电方式主要是运用较低的频率进行传输电能，这样低频的情况有力的缩短了交流线路之间的电气距离进而减少了电气之间电压、电流的相互干扰，有效的提高了输电的效率。其次是直流输电，直流输电根究换流器的不同分为两种即运用于晶闸管的换流器其为常规直流输电，运用于全控期间的换流器其为柔性直流输电。这二者相比中，其柔性直流输电更加适应可再生资源的连接，并切可以在一定的独立区域、城市供电网中进行输电。而为了柔性直流输电更为有效其柔性交流输电系统中潮流控制器和固态限流器还需要工程人员进行有效的研究。最后为固态变压器，固态变压器的应用更为全面，它可以与电磁耦合电能变换技术相结合，可以对输电线路中的电压值、电流值、其幅度、相位等数据进行有效的观察与调节。除此之外，固态变压器还可以对输电线路进行潮流控制，调节电能的质量，这样对于输电线路的输电稳定性有了更好地保障。

3 结论

综上所述，笔者先是对电力电子装置在电力系统中的应用现状进行概述，并提出了相关亟待解决的问题，并以电力电子装置在电力系统中的应用为视角进行了详细的阐述。如今电力系统的发展急需向着可再生资源以及智能化的方向转型，而电力电子装置的科学有效的利用将这样的转型变为可能。

参考文献

[1]张晓波，俞立梅.电力电子装置在电力系统中的应用[J].科技向导，2014（33）：217.

[2]周平.电力电子装置在电力系统中的应用研究[J].电子制作，2015（3）：214.

作者：王刚    单位：国网内蒙古东部克什克腾旗供电有限公司