第一篇：电力电子技术在电力系统的应用
摘要：科技进步推动我国工业自动化的快速发展，电子电力技术被广泛应用于电力行业的各个领域。电子电力技术对我国电力行业的发展和提升意义重大，因此，通过对电子电力技术在电力系统应用中的意义分析，基于电子电力技术的发展现状，重点探讨了电子电力技术在电力系统各个环节中的应用，力求对电力电子技术在电力系统中的应用起到指导和借鉴作用。
关键词：电子技术、电力系统、发电、输电、配电、节能
电力电子技术综合了电子技术和电力技术，近几年，该项新技术被成功应用于电力行业，并促进了新能源发电技术的快速稳健发展。目前，随着新型材料的不断创新和发展，很多新型的电气元件和材料被广泛应用在电力电子技术中，促进了电子电力技术的飞速发展。通过分析电力电子技术在电力行业中的发展现状，目前该技术主要应用于我国电力系统中的发电、输电、配电和节能等环节，对我国电力系统的发展起到举足轻重的作用。
1电力电子技术应用的意义
1.1加快电气行业的智能化发展目前电力电子技术发展速度快，电力电子技术通过技术创新，目前市场上的电子设备的智能化水平越来越高，因此，通过电力电子技术在电气行业的应用，促进电气行业智能化已成为现实。电力电子技术的应用能将各种自动化和智能化的理论转化为现实，从而加快电气行业的智能化发展。1.2提高电气行业的效率电力电子技术能够加快电气设备自动化进程，提高设备的工作效率，降低生产加工成本，最大限度的提高资源的利用率，同时电力电子技术能够不断完善电力设备及系统，最终实现电力行业的自动化、低能化、高效化。1.3调整电气行业产业结构电力电子技术作为一种被成功应用于电力行业的新技术，促进了电气行业的快速发展。随着电气行业的自动化和智能化发展，机电一体化的发展速度加快，不断提升电力电子技术在电器行业中的地位和作用，最终达到调整电气行业产业结构和提高发展水平目的。
2电力电子技术在发电环节的应用
2.1实现风机水泵变频调速在电力系统中，风机水泵存在负荷大、耗能高、效率低等缺点，对电力产业降本增效和提高效率造成严重的困扰。通过电力电子技术在风机水泵中的应用，实现了风机水泵变频调速，从而降低了风机水泵的耗能，提高了工作效率。2.2实现太阳能发电的成功应用技术的创新推动了太阳能的快速发展，目前太阳能已经被广泛的应用。基于电力电子技术，太阳能被成功应用于电力系统中，并且实现了太阳能发电的目的。电力电子技术中的逆变器是太阳能发电系统的核心，能够实现直流电和交流电的转化。太阳能发电具有环保、无公害、安全等特点，因此，太阳能发电是电力行业发展的方向，对电力产业的发展意义重大。2.3提高水力发电和风力发电效率水力压力和水头流量直接影响发电效率，水力发电机组转速控制水力压力和水头流量，因此，水力发电机组转速的控制是水力发电的核心。风力发电的效率跟风速成正比关系，提高风速，风车的机组转速也会增加。综上所述，对于风力发电和水力发电，机组转速的控制是提高发电效率的关键因素。通过变频电源的应用，能够有效的调整机组转速，最终提高发电效率。2.4控制发电机的静止励磁静止励磁具有可靠性高、成本低、构造简单等特点，主要采用晶闸管整流自并励方式，从而在电力系统中被广泛应用。电力电子技术能有效省去励磁机的应用，实现发电系统的快速调节。简化了控制系统的操作，提高了发电机的效果。
3电力电子技术在输电环节的应用
3.1直流输电中的应用直流输电具有灵活、稳定的优势，控制调节的灵活以及输电稳定是直流输电优势的集中体现。我国的直流输电分为高压直流输电和轻型直流输电，随着电力电子技术在电力系统中的成功应用，轻型直流输电中存在的众多问题也被逐一解决，从而实现了直流电与无交流电源点的输电。因此，电力电子技术在直流输电中的应用，推动了我国直流电输电技术创新和发展。3.2柔性交流输电中的应用柔性交流输电在电力系统中能够控制交流输电的功率，同时能保障电力系统的安全和稳定性。随着电力电子技术在电力系统中的成功应用，柔性交流输电技术得到了进一步的完善，并且其性能更加稳定，对保障电力系统的稳定具有重要的作用。
4电力电子技术在配电环节的应用
配电环节能够提高电力系统的供电质量，保障供电的可靠性。在供电质量控制中必须能够抑制外界干扰，同时还需保证频率、电压的稳定。电力电子技术在供电系统配电环节的应用，能有效控制供电质量，保证供电的可靠性和安全性，提高供电效率，对电力系统的发展具有重要的保障作用。
5电力电子技术在节能环节的应用
5.1对电动机进行调速交流调速在电力系统中的应用效果非常好，交流调速精度高、效率高、调速范围广，能够有效降低成本，提高发电效率。目前，在我国的电力系统中，交流变速应用范围较小。随着电力电子技术在电力系统中的成功应用，可实现电动机的交流调速，最终实现电力系统节能的目的。5.2降低无功损耗变电器存在无功功率损耗，因此变电器运行中，会导致电力浪费。在电力系统中必须保证无功平衡，否则会造成设备的损耗，威胁电力稳定。随着电力电子技术在电力系统中的成功应用，能降低无功损耗，保证无功平衡，维持电力安全。综上所述，随着人们对电力系统的依赖性和需求的不断增加，保证电力系统稳定高效发展是电力产业发展的趋势。将电力电子技术应用于电力系统，方可保证电力系统的安全、稳定、高效发展。因此，深入研究电力电子技术在电力系统中的应用，完善和提升电力系统，开拓电力电子技术在电力系统中的应用空间是电力部门的重要课题，只有这样，才能保证电力系统的快速发展。
参考文献
[1]姜建国,乔树通,郜登科.电力电子装置在电力系统中的应用[J].电力系统自动化,2014,3:2-6+18.
[2]万鑫.电力电子技术在电力系统中的应用及发展[J].电子世界,2012,3:69-71.
[3]韦林,廖慧昕,易干洪.电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].数字技术与应用,2012,10:97-98.
作者：温静 单位：江苏振发新能源科技有限公司设计研究院
第二篇：电力电子技术在农业电气化的应用
摘要：现代农业的发展离不开电气化，为使农业电气化能够跟上社会发展的步伐，应将先进技术应用于农业电气化建设中，带动传统农业向现代农业转变，因此，电力电子技术被应用到农业电气化中，显著提升了农业生产的高效和高品质，同时也促进了农业电气化的发展。因此，文章从电力电子技术基本情况入手，重点研究电力电子技术在农业电气化中的应用情况。
关键词：电力电子；农业电气化；应用
如今科学技术不断发展，与此同时，农业用电数量，用电概率都较之前有了很大的改善，并且，不光是在用电数量，而且用电的技术程度都有了很大的要求，为了提升我国的农业电气化水平，节约资源，不仅要利用输电技术来维持农业的电力需求，更要向自动化、信息化以及数字化建设的方向发展[1]，所以，更加深入地利用先进电力电子技术应用于农业电气化中。
1电力电子技术在农业电气化中的应用现状
“加快发展现代农业”是我国现代化进程中的重大历史任务，也是“十二五”规划的一项重要任务，而农业的电气化水平直接决定了现代农业的发展水平。农业电气化是指在农业上对电能的应用，包括了农业生产和农村居民生活领域，农业生产上主要是电能的利用和农业生产的机械化和自动化，而农村居民生活领域主要是电能的输送、分配和利用。到目前为止，几乎所有发达国家的都已实现了农业电气化，但我国的农业电气化水平还较低，各地区发展差距也较大。而决定我国农业电气化发展水平的，就是电力电子技术的应用水平。电力电子技术[2]是在电力领域使用的电子技术，是使用电力电子器件使弱点和强电接口。主要应用在对电能进行变换和控制的领域。20世纪以来，随着电力电子技术的快速发展，其应用范围以扩展到工业、农业、交通、电力、通信、节能、家电、环保等多个领域。例如在在农业技术装备中的应用提高了农业装备的自动化程度，使农业技术装备实现了灵活可控。
2电力电子技术在农业电网电能变换中的应用
在农村，用电大多采用从国家电网买电形式，这种形式费用高并且偏远地区会出现缺电等问题。我国农村有丰富的可再生资源，可以因地制宜采用分布式发电技术改善农村的用能条件。在水资源丰富的地区，可以采用水电发电；在风能资源充足的地区，可以推广使用小风电；在太阳光充足的地区，推广使用光伏发电；也可以推广风光互补发电，并结合沼气发电、生物质能发电等[3]。采用电力电子技术的电力变换技术，来实现农业的电气化。2.1AC/DC变换AC/DC变换称为整流。由于风速的随机性，农业用微型风力发电机发出来的电能为不稳定的交流电源，需要首先把它们通过AC/DC变换整流成直流电，然后再通过逆变技术变成标准的交流电。图1为三相桥式整流电路。这种电路简单，容易得到直流电压，但会产生严重的谐波污染，需接入滤波器等电力电子装置滤除谐波。2.2DC/DC变换DC/DC变换称为直流变换。太阳能、水能、沼气能、燃料电池等提供的电能为直流电压，由于电压等级低，所以需采用直流变换中的升压电路升压至合适的电压等级（图2为升压变换电路），然后再进行逆变。另外，发电系统具有输出功率变化响应慢的特点，如光伏发电系统和小水电发电系统响应时间在秒级，而燃料电池响应时间则更长，甚至需要数分钟，所以在负荷突变时，功率的输入跟不上所需要的功率输出，会出现有功功率不足的现象；另外，光伏发电和风力发电由于阳光和风速的随机性而具有波动性大的特点，所以需要在系统中加入储能单元，在发电量多时储存电能，在发电量少时调用所储存的电能，储能单元可以选择蓄电池等，当使用蓄电池里的电能时，需要采用升压电路使蓄电池放电，升压电路将蓄电池电压升压至母线电压，以供给负荷使用；反之当母线电压过高时，需要采用降压电路降压对储能单元充电，所以储能单元通常采用双向DC/DC电路进行充放电。2.3DC/AC变换DC/AC变换称为逆变。通过上文所述的整流或直流变换技术，都是把电源变换到合适电压等级的直流电，而农业装备中使用的电动机、农业生产所需要的照明电源等都需要的是标准的正弦交流电，所以需要采用如图3所示的逆变电路把直流电变换为标准的交流电，以供给负荷，或者将余电并网。
3电力电子技术在农业技术装备中的应用
以电力电子技术为基础的装置有开关电源、软开关、有源功率因数校正、不间断电源、静止无功补偿装置、变频调速装置等，这些装置在农业装备技术中有着广泛的应用。随着电力电子技术的发展，使农业装备发展迅速。3.1农业灌溉中的变频水泵传统的农业滴灌中所使用的水泵采用的电动机基本上是不可调速的电动机，水泵在工作时，电动机在一定转速下运行，这种电动机不能通过调速来调节滴灌量的多少，而只能通过调节多个阀门的开关以满足灌溉流量的需要，在需要小流量滴灌时，电动机的大部分能量都消耗在阀门上，浪费很大，因此需要根据需要来控制滴灌的流量。而采用电力电子变频器进行频率变换而进一步达到调速的目的，可以控制滴灌流量，大约能节约30%的电能，同时可以实现滴灌过程的自动化，形成无人值守的现代农业灌溉系统[4]。3.2精准施肥机精准施肥技术可以减少肥料的使用，降低对环境的污染，优化农业生产，以获得最高的产量和最大的经济效益。精准施肥机基于脉宽调制（PWM）技术，能够因地制宜，实现肥料播撒随农业机械的行驶速度自动调节，并且可以在施肥过程中根据实际需要改变施肥量，也可结合采样技术、导航技术等进行施肥，达到精准施肥的目的。3.3计算机节能开关电源计算机现在已深入到生活的方方面面，在农业中计算机的利用也得到了迅速的发展。发达国家的农业科技人员，已利用计算机控制技术代替人力来管理农田，例如控制农田的滴灌、喷灌、施肥和人工智能化的田间管理，实现了农业的现代化。计算机并不是无时无刻地在工作，而是在需要时发出控制指令，如果长期处于运行状态会使得耗电量大大增加，由此推动了计算机全面采用了数字开关电源，在睡眠状态下的耗电量只有30瓦甚至更低。3.4高压变频农业清选机高压变频农业清选机采用了电力电子技术中的高压交流变频调速技术，其调速方式以效率高，调速范围宽并且可以实现无级调速，应用范围广、易于操作，安全性能高等众多有点，超过任何一种调速方式，在农业清选机中广泛应用。农业清选机中应用了高压变频调速电机后，降低了运行成本，实现了自动调控，也使电动机转动造成的环境噪音大大的降低。
4结束语
农业现代化是我国现阶段重要任务之一，农业电气化已成为改善农民生活水平的重要手段。电力电子技术作为一种高新技术为农业电气化的发展提供了很好的支撑，随着新的电力电子元器件的研发及现代计算机、控制技术的迅速发展，应用领域更加广泛，应用性能也越来越完善。新的大功率电力电子器件的研发和应用必将为农业电气化的发展提供更加广阔的应用前景。因此，应注重电力电子技术在农业电气化中的应用。
作者：吴丹 单位：江苏农林职业技术学院
第三篇：电力电子技术在智能电网的应用
随着经济的发展、社会的进步，人们生活水平也大幅度提升，各项社会事业及基础设施建设日渐完善。在这一时期，人们对用电的质量要求越来越高，传统的配电网络及线路设计已经无法满足新时期对用电安全、高运行性能的实际需求。基于此，本文从社会发展、技术改进的视角，简要探析智能电网在电力系统中的应用，着重探究智能电网中电力电子技术的相关应用。
【关键词】智能电网；电力电子技术；信息化；规划建设
1问题提出
自2009年国家电网公司第一次提出“坚强智能电网”项目建设目标之后，我国各地已经相继展开坚强智能电网建设工作。同时，党中央“十二五”计划中也明确指出坚强智能电网建设是“十二五”期间社会公益性产业的重点项目之一。坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架及各级支线电网协调发展为基础的新型供电系统。国内现有的电力网络系统总体上来看应当属于一个刚性系统，其智能化及信息化程度相对较低，大大限制了供电系统的各项功能和效率的发挥，而智能电网之所以被称之为“坚强智能电网”，它最大的优势特点就是“坚强”。所谓坚强，即当供电系统某一环节出现大扰动或者突发故障时，整个电网系统仍能保持对用户的供电能力，最大限度地避免出现大面积停电事故现象。比如遭遇自然灾害、或者是极端的天气环境下，智能化系统可以确保电网继续安全运行。除了这一特点之外，智能电网还具备着自愈、兼容、经济、集成、优化等技术优势。比如在自愈这一项，主要表现为实时、在线、连续的安全评估和分析能力，具备着较高水平的故障预警与预防控制能力。本文着力分析了电力电子技术在智能电网电力系统中的应用。先进的电力电子技术在智能电网及线路系统搭建过程中是不可缺少的一个关键技术环节。首先，电力电子技术在智能电网系统中，对于保障电网系统运行工作的安全稳定具有很好的优化功能。因为智能电网是一个信息、数据互动的系统，在运行工作的过程中，服务用户对于用电的特点不尽相同，包括其他环境方面的影响，所以需要保证智能电网具有较强的适应性，而先进的电力电子技术完全可以解决这一问题。其次，智能电网属于一种经济型、环保型、效益型兼顾的公益性产业，它提倡节能、低碳等可持续理念，目的是在满足当前社会发展基本需求的基础上，解决环境问题、资源枯竭问题，而先进的电力电子技术就可以促进可再生能源的有效与循环利用。
2电力电子技术在智能电网规划建设中的应用
2.1智能配电网络系统中的电力电子装备
智能电网系统中与以往的电力系统的相同点在于整个系统的规划与建设。一般分为三部分来进行，第一是发电系统，第二是输电系统，第三是配电系统。供电行业内通常将配电系统称为配电网，因为它是整个电力系统项目的终端环节，它面向的是区域内所有用电用户。在传统的配电网架构设计上，一般都是从输电系统开始，主要是将接收的电能分配给区域内每一个用户。随着电力电子装备的更新换代，互联网络及计算机信息技术的迅猛发展，将电力系统的时变性特点成功挖掘了出来。在这种环境下，借助于先进的电力电子设备的使用，可以使得配电网络所覆盖的区域用户，负荷环境的每一个变化均具有调控与适应能力，极大提高了配电网的电能质量。最常使用到的电力电子设备，例如，配电网中使用的串并联同步补偿器，这一电力电子设备在配电系统中，通过串联装置将系统与负荷隔离；再如源滤波器，它在系统中所起到的作用主要是无功补偿、抑制谐波。除此之外，包括像固态开关，以及各配电线路用户端使用的相关电力电子装置。
2.2智能电网系统中对于电力电子技术的应用
电力电子技术在发电环节中的应用。前文中也已经提到过了，智能电网最大的特点就是“坚强”，当然，这也是最大的一项优势，常见的项目有风力发电、太阳能发电等，还有像发电厂风机水泵的变频调速，这些均离不开电力电子技术。以太阳能发电（光伏发电）为例，整个系统架构包含的主要部分有光伏阵列、控制器、逆变器、畜电池等。由于光伏阵列所发的电力属于主流电，这种情况下，除了特殊用电负荷之外，大多情况下必须要通过逆变器来将直流电转化成交流电。此外，由于光伏发电系统注入到电网的功率要求比较高（大），因此，为了进一步弥补光伏发电功率的波动，还必须要使用到控制器，目的就是降蓄电池组实现双向充放电控制模式，如此一来，便可更加安全、高效的确保负荷平稳供电。电力电子技术在输电、配电环节中的应用。还是以太阳能发电为例，由于主流电的主要特点表现为容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点。所以，对于远距离输电或者是在同一时间段对不同频率系统的联网式输电，优势比较明显，而其中所使用到矿井机电论文的就是晶闸管换流阀。在配电环节，正如上部分所言，在整个电网的电力电子装置架构中，作用最为明显的就是智能万用变压器，它与传统的线圈式变压器存在本质的区别，包括在电流转化、电力输送以及额定电压设置等方面，可以为用户提供有选择性的优质服务。
3结语
覆盖所有电压等级，是一种坚强可靠、经济高效、清洁环保的现代化电网。只有形成坚强网架结构，只有为电力系统构建“坚强”的基础，实现信息化、数字化的“智能”技术特征，才能充分发挥坚强智能电网的功能和作用。
作者：史世杰
