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电力系统中电工电子技术的应用分析①

来源:电工技术学报 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-01-21 11:22

【作者】:网站采编

【关键词】:

【摘要】在计算机技术持续发展的背景下,机电一体化产业近些年迅速兴起,并将电力系统与计算机网络系统有效连接起来,推动了电力行业的网络化发展,而涵盖电力生产、电气工程、计算机

在计算机技术持续发展的背景下,机电一体化产业近些年迅速兴起,并将电力系统与计算机网络系统有效连接起来,推动了电力行业的网络化发展,而涵盖电力生产、电气工程、计算机等多个领域的电工电子技术,则正是实现电力行业网络化发展的关键技术之一。由此可见,未来电力系统的发展必须要以电工电子技术作为支撑,而针对电工电子技术在电力系统中应用的研究,也是十分必要且具有现实意义的。

1 电工电子技术的特点

1.1 集成化

集成化简单来说就是在对电工电子技术的应用中,必须要依靠多种单元器件来实现,而这些单元器件彼此间则存在着并联关系,能够集成化在某一个基片,将自身相对于传统电工技术的优势充分发挥出来。例如单元器件的集成化特点能够使各种单元器件的整体体积大大缩小,为计算机技术与电工技术的融合创造良好基础条件,而在计算机的支持下,电工电子技术也能够更好满足电力系统网络化的发展需求。

1.2 高频化

电工电子技术的高频化特点与其集成化特点直接相关。基于现代社会巨大的电力需求,电力系统对于电子器件的工作速度往往有着较高的要求,而在对电子器件集成于基片后,则恰恰可以使电子器件的工作速度得到提升,这种持续的高速度运行正是电工电子技术高频化特点的直观体现。例如在电力系统中,金氧半场效晶体管在集成后,其工作频率可达100kHz以上,是常规电力晶体管的数十倍。

1.3 全控化

电工电子技术的全控化特点主要是指对全自动化关断器件的应用。在传统电工技术的支持下,电力系统通常会采用半自动化控制的晶闸管,相关器件通常都具有着复杂的换相电路,虽然能够在一定程度上电力系统控制满足需求,但工作效率却相对较低,稳定性与安全性也比较差。而在电工电子技术得到应用后,这类半控型期间开始被具有自关断功能的电子器件所替代,不仅使电流设计得到了简化,同时也保证了电子器件的运行安全。

2 电工电子技术在电力系统中的应用

2.1 静止励磁控制的应用

随着社会电力需求的不断提升,近几年很多大型新建发电机组均开始投入运行,这虽然在一定程度上满足了社会电力需求,但由于新建发电机组的容量普遍较大,对于励磁系统的要求也比较高,因此传统直流励磁机在运行稳定性、火花控制等方面的问题也开始逐渐暴露出来。针对这些问题,相关企业目前已经开发出了以可控硅电子技术为基础的自并激静止励磁系统。与传统直流励磁机相比,自并激静止励磁系统具有着结构简单、可靠性强、工程造价低、调节响应速度快、灭磁效果好等特点,将其应用到发电领域后,可以实现对传统直流励磁机的有效替代,并解决传统直流励磁机存在的诸多问题,保证电能输送的稳定性与发电系统的控制能力,因此目前已经成为了常规发电领域的必然发展趋势。

2.2 发电频率控制的应用

受资源枯竭、环境污染等问题的影响,近些年太阳能、风力发电、水力发电等可再生清洁能源开发技术迅速发展了起来,并在电能供应、节能环保等领域做出了阶段贡献,但由于电力系统对于发电频率稳定性要求较高,而当前非火力发电方式的发电频率又很容易受到影响,因此为实现对发电频率的有效控制,同样需要对电工电子技术加以应用。以水力发电为例,在发电过程中,水流速度与水源压力都会直接影响到发电频率,且很难人为加以控制,如果水流速度与水源压力变化较大,那么发电频率的稳定性也会随之出现问题,并对电能的输送造成影响。而通过对电工电子技术的应用,则可以将双馈型异步发电机应用到发电系统中来,建立变速恒频励磁控制系统,该系统可以在水力发电过程中对水流速度与水源压力的具体参数进行采集,并根据参数变化来对转子励磁电流的频率进行实施调节,以实现发电机定子侧电能的恒频输出,这样电力系统的发电频率能够区域稳定,而可再生清洁能源也可以在发电领域得到更好的应用。

2.3 静止无功补偿的应用

电力系统对于电气设备的应用非常之多,由于不同电气设备在运行过程中的控制要求会存在很大差异,因此在出现特殊情况时,如何实现对各种电气设备的及时、准确控制就成为了电力系统输电环节所面对的重要问题。从目前来看,基于传统电工技术的手动电气开关虽然可以满足不同电气设备的控制要求,但在控制的准确性与及时性上却存在很大不足。而在电工电子技术得到应用后,则可以用晶闸管来代替传统电气设备手动开关,作为静止无功补偿器负责设备控制,设备运行过程中计算机系统根据输电系统的运行情况来确定控制指令,晶闸管则按照控制指令自动完成完成开关动作,在保证开关控制及时性的同时,避免误操作现象的发生。虽然我国尚未实现对静止无功补偿器的研发,静止无功补偿器也没有在电力系统中得到推广,但其未来在电力系统输电环节的应用却仍然是可以预见的。

文章来源:《电工技术学报》 网址: http://www.dgjszzs.cn/qikandaodu/2021/0121/640.html

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