电力电子技术的应用

摘　要：随着科技的不断发展和人们要求的不断提高，电力电子技术的应用越来越广泛。电力电子技术作为信息产业和传统产业之间的桥梁，它将在国民经济中占有很重要的作用。本为主要从电气节能、新能源发电、电力牵引以及智能电网这几个领域对电力电子技术的应用进行分析。

关键词：电力电子；技术；应用
1. 前言
　　电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。随着科技的不断发展和人们要求的不断提高，电力电子技术的应用越来越广泛。本文主要对电气工程领域的四大热点进行分析，分别为电气节能、新能源发电、电力牵引以及智能电网。
2. 电气节能
　　电气节能包括变频调速、电能质量、有源滤波等，尤其以变频调速为主要内容。电机变频调速节能是工业节能的一个主要途径。三大驱动因素将进一步促进电机变频调速行业快速发展：（1）变频器产品日趋成熟，企业投资成本降低。（2）电机变频调速节能效果显著，企业投资积极性高。（3）国家队重点耗能企业实行节能降耗目标责任制，降促进节能降耗。
3. 新能源发电
　　全球范围内石油储量、煤储量逐渐在减少，生态平衡也严重受到破坏，环境污染越来越严重。现在世界各国普遍关注新能源的应用。现有的新能源发电方法很多，例如：地面太阳能发电、卫星太阳能发电、地面风能发电、高空风能发电、地壳热能发电、岩浆热能发电、潮汐发电、波浪发电、海水温差发电、核聚变能发电等等。其中太阳能光伏发电在上海世博会上被充分利用。上海世博会的太阳能发电项目，既是中国目前规模最大、采用技术最多的光伏建筑一体化项目，也是世博会历史上太阳能发电技术的最大规模应用。图1为一个太阳能光伏发电系统，其主要包括DC-AC逆变、DC-DC直流变换、AC-DC整流等对个电力电子变换环节。由图就可以看出太阳能光伏发电系统与电力电子是息息相关的。
　　
　　图1太阳能光伏发电系统
  新能源发电中的电力电子技术应用特点如下：一次能源供给随机性大，风能、太阳能都随天气情况而有很大变化;并网发电要求高，电网侧要求输入电能波动小，电能质量高等。4.电力牵引
　　电力牵引（electric traction）是利用电能为动力的一种轨道运输牵引动力形式。它以电力系统或发电厂为电源，通过牵引变电所从电力系统受电，经降压、变频成交流，由接触网向电力机车、动车组供电。电力机车或动车的牵引电动机将电能转换为机械能，驱动铁路列车、电动车组和城市轨道交通电动车辆组运行。主要由电源、牵引变电所、接触网（接触轨）、轨道回路和电力机车、动车组等环节构成的系统以实现电力牵引。
　　电力牵引的缺点主要是增加了供电系统装置，使其一次投资费用比其他牵引动力形式要高些。另外，电力机车和动车的整流装置会产生高次谐波和负序电流，对电力系统的安全、经济运行有一定影响；谐波的存在和高压接触网及其回流网络的不对称，对沿线平行接近的电信线路将产生干扰电压，影响通信质量和人身安全；直流电力机车和动车负荷在回流时存在杂散电流，对地下金属管道和地下建筑物形成腐蚀作用，都需采取有效措施进行防护和限制。因此，在以后的发展中，要不断应用先进的技术来扼杀电力牵引的缺点，达到尽量完美。
5. 智能电网
　　智能电网，就是电网的智能化，它是建立在集成的高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。从更高的层面来讲，现今的电网变得比以往更大、更安全及更高能效，但其智能化程度仍然偏低，故智能电网是当今的重要发展趋势。而智能电网的核心就是智能电表，借助智能电表，电力事业机构能够知道用户在任意时间所使用的电能，便于他们提供差异化的定价，帮助用户优化其总体电能消费和电费支出。如今智能电网技术正蓬勃发展，太阳能和风能发电是智能电网的分布式发电组成部分。
　　智能电网的主要特征有：（1）智能电网是自愈电网。实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。（2）智能电网激励和包括用户。在智能电网中，用户将是电力系统不可分割的一部分。鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理是智能电网的一个重要特征。（3）智能电网能抵御攻击。智能电网将展示被攻击后快速恢复的能力。智能电网要通过加强电力企业与政府之间重大威胁信息的密切沟通，在电网规划中强调安全风险，提高智能电网抵御风险的能力。（4）智能电网提供满足21世纪用户需求的电能质量；（5）智能电网能减少来自输电和配电系统中的电能质量事件；（6）智能电网容许各种不同类型发电和储能系统的接入。
6.小结
　　能源是人类生存和社会发展不可或缺的物质基础，电力的利用，使人类从原始走向文明。总之，电力电子技术在全球能源危机以及环境问题上具有独特的特点，发挥着其重要的作用，并且其潜力是非常大的。
参考文献：
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[3] 滕乐天,何维国,刘隽,包海龙.电力电子技术对上海电网发展的革新与挑战[J].供用电,2009,(07). 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jsjwl/238321.html