论电力电子技术在电力系统中的应用

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题目：论电力电子技术在电力系统中的应用

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论电力电子技术在电力系统中的应用

（东北农业大学，哈尔滨150030）

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摘要：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。经过数十年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。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。电力电子技术是应用于电力领域的电子技术,它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。电力电子技术可以理解为功率强大,可供诸如电力系统那样大的电流、高电压场合应用的电子技术,它与传统的电子技术相比,其特殊之处不仅仅是因为它能够通过大电流和承受高电压,而且要考虑在大功率情况下,器件发热、运行效率的问题。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用，电力电子的研究方向、应用及发展路线。 关键字：电力电子技术、输电、配电、节电

1电力电子技术在发电系统中的应用

1.1大型发电机的静止励磁控制

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁 机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

1.2水力、风力发电机的变速恒频励磁

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅 度较大时(尤其是抽水蓄能机组)，机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过 调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。 1.3发电厂风机水泵的变频调速

发电厂的厂用电率平均为 8％， 风机水泵耗

电量约占火电设备总 耗电量的 65％，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并不完整的系列产品，但具备高压大容量 变频器设计和生产能力的企业不多， 国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

2电力电子在输电系统中的应用

2.1输电问题的提出

电力作为商品有其一般性和特殊性。电力商品的特点主要是：不能大量存储，较大的日和季节需求变化，电力系统控制和可靠性等的运行要求，更重要的是网络的外在性（network externalities），输电系统的特性和限制。 2.2电力电子的物理特性

在于电力网络中的潮流是由Kirchhoff定理控制并进行分配，它显示了从一个节点到另一个节点的电能的流动量和方向。随着电力电子技术在电力系统中的应用，如灵活交流输电技术（FACTS-flexible AC transmission systems）和移相变压器（pst-phase shifting transformers），单条线路的潮流可以有所控制。.

2.3 柔性交流输电（FACTS）技术

FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期，是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，大幅度提高电力系统的稳定水平。20世纪90年代以来，国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小，设备结构简单，控制方便，成本较低，所以较早得到应用。

3 电力电子在配电系统中的应用

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3.1 用户电力技术

用户电力技术又称DFACTS，是FACTS技术在配电网中的延伸。目前主要的DFACTS设备,他们可以根据用户的需求，实现平抑系统谐波、消除电压闪变和不对称、补偿功率因数和负荷波动等功能。

3.2 智能电网中的电子装置

智能配电网的电力电子装置中，值得一提的是智能万用变压器(IUT)。不同于传统的线圈式变压器，它是基于电力电子技术(由多级逆变器组成)的变压器。作为美国EPRI ADA项目中的一个基础性的装置，IUT已接近市场化。见于报道的IUT的额定功率为20 kVA，输入相电压为2.4kV，输出的额定电压为120V/240V。除了传统变压器的功能外，IUT可向用户提供可选择的服务项目，如直流或400Hz的电力，由单相到三相的转换、调压、谐波过滤、下陷校正；它还可以改善系统运行效益，如设计标准化(减少了备件的库存量)，消除了危险的液体介质(油)，减小了重量和尺寸，内置传感器具有远方通讯能力，可辅助配网远程监控，也可作为可控开关遮断潮流。

4 电力电子在节能系统中的应用

4.1 变负荷电动机调速运行

电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面，通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面，只有将二者结合起来，电动机节电方较完善。目前，交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。 …… 此处隐藏：2885字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……