論述電力系統(tǒng)之自動化應(yīng)用

天津市大港油田電力公司 劉 茜 張洪星

1.前言

近幾年來，電力電子技術(shù)的快速發(fā)展取得了較多的研究成果，而計算機(jī)技術(shù)在電力電子技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使電力電子技術(shù)越來越經(jīng)濟(jì)，并且可行性也越來越好。電力電子系統(tǒng)以及設(shè)備不斷的投入使用，在很大程度上增強(qiáng)了電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性，產(chǎn)生的巨大的經(jīng)濟(jì)效益也是顯而易見的，因此，我國科學(xué)技術(shù)工作者更加的重視電力電子技術(shù)的研究和應(yīng)用，由此具有多種功能的元器件也相繼產(chǎn)生，為電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)造了優(yōu)越的先決條件。

2.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的作用

2.1 電能的利用更加的合理化

應(yīng)用電力電子技術(shù)將電能進(jìn)行技術(shù)方面的改進(jìn)，電能的利用以高效節(jié)約的嶄新面貌向合理化的方向不斷發(fā)展，同時響應(yīng)了我國能源儲備的可持續(xù)發(fā)展的要求，所以，國家科技部門將電力電子技術(shù)的應(yīng)用及推廣納入了科學(xué)技術(shù)的重要戰(zhàn)略措施當(dāng)中，最大限度的節(jié)約能源，以有助于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的宏遠(yuǎn)目標(biāo)，持續(xù)不斷的將新型節(jié)能設(shè)備推廣開來。

2.2 電子技術(shù)更加的智能化

電力電子技術(shù)的研究及應(yīng)用，極大地促進(jìn)了功率和信息處理的統(tǒng)一結(jié)合，使得電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)不斷的相互滲透及融合，這就必然引發(fā)了電力電子技術(shù)的全面地改革創(chuàng)新，并使第二次電子革命的產(chǎn)生成為了可能。

2.3 促進(jìn)了新興產(chǎn)業(yè)機(jī)電一體化的發(fā)展

根據(jù)電力電子科學(xué)技術(shù)人員的研究發(fā)現(xiàn)，如果應(yīng)用電力電子技術(shù)對電能進(jìn)行相關(guān)處理之后再將電能投入使用，特別是將計算機(jī)與機(jī)電設(shè)備兩者間的接口運(yùn)用到機(jī)電設(shè)備當(dāng)中，便會有助于新興及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)對微電子技術(shù)的采用，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了可靠的技術(shù)支持。

3.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 電子電力技術(shù)在發(fā)電方面的應(yīng)用

電力系統(tǒng)的發(fā)電部分與發(fā)電機(jī)的許多設(shè)備都有著密切的聯(lián)系，而電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)應(yīng)用的主要目的就是最大程度地改善發(fā)電設(shè)備在運(yùn)行過程中的性能。

世界各種大型的電力系統(tǒng)中普遍采用的靜止勵磁應(yīng)用的是晶閘管整流自并勵的方法，這種方法不僅構(gòu)造較為簡單、價格低廉，而且其可靠性也非常高。與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，現(xiàn)代電力系統(tǒng)將勵磁機(jī)從發(fā)電的中間環(huán)節(jié)當(dāng)中略去，這就使其具備特有的快速調(diào)節(jié)性能，為控制系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件。

風(fēng)力發(fā)電的實際功率和風(fēng)力速度的立方成正比關(guān)系，風(fēng)車獲得的最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)動速度隨著風(fēng)力速度的變化而變化。在水力發(fā)電當(dāng)中，水頭的流量以及水頭的壓力決定了水力發(fā)電的實際功率，當(dāng)水頭的壓力和流量產(chǎn)生較大變化時，機(jī)組的轉(zhuǎn)動速度便會隨著水頭的變化而發(fā)生改變。在發(fā)電過程中，為了得到最佳實際功率，可以使機(jī)組變速工作，通過對轉(zhuǎn)子勵磁電流頻率的調(diào)整，使其頻率與轉(zhuǎn)速相互疊加，之后保持輸出頻率不變。這項技術(shù)的核心內(nèi)容就是變頻電源的應(yīng)用。

發(fā)電廠的風(fēng)機(jī)水泵在總耗電量當(dāng)中占著很大的比例，而且風(fēng)機(jī)水泵的運(yùn)行效率普遍較低。應(yīng)用高壓變頻器或者低壓變頻器，使風(fēng)機(jī)水泵自動進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)速度，能夠有效地達(dá)到節(jié)約能源的目的。近些年來，低壓變頻技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了各個生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工作當(dāng)中。

3.2 電力電子技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

3.2.1 輕型直流輸電及直流輸電方面

直流輸電不僅控制靈活、輸電量容量較大，而且穩(wěn)定性較好，所以在遠(yuǎn)距離輸電和不同頻率的聯(lián)網(wǎng)等方面廣泛運(yùn)用到了直流發(fā)電技術(shù)，高壓直流輸電在此方面擁有著較為獨(dú)特的優(yōu)勢。在上個世紀(jì)，電力電子技術(shù)就已經(jīng)研究并制造成功了晶閘管換流器，并應(yīng)運(yùn)到了直流輸電當(dāng)中，晶閘管換流器的問世標(biāo)志著直流輸電正式與電力電子技術(shù)相結(jié)合。迄今為止，世界上絕大多數(shù)的直流輸電工程普遍應(yīng)用的都是晶閘管換流器。

3.2.2 柔性交流輸電技術(shù)方面

在上世紀(jì)八十年代就已經(jīng)出現(xiàn)了柔性交流輸電技術(shù)的概念，柔性交流輸電技術(shù)與和現(xiàn)代控制技術(shù)及電力電子技術(shù)相統(tǒng)一，能夠迅速的對交流輸電系統(tǒng)的相位、阻抗及電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且可以靈活的對交流輸電功率就行合理地控制，大大地增強(qiáng)了電力輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。柔性交流輸電技術(shù)早在上個世紀(jì)末期就被應(yīng)用到了電力系統(tǒng)當(dāng)中，其結(jié)構(gòu)非常簡單，成本低廉，控制較為方便，因此被世界各個國家的電力工程廣泛的采用。

3.3 電力電子技術(shù)在配電方面的應(yīng)用

如何提高并加強(qiáng)電能的質(zhì)量以及供電的可靠性是電力系統(tǒng)配電環(huán)節(jié)所需要迫切解決的問題。對電能的質(zhì)量進(jìn)行有力地控制不僅要克制各種各樣的干擾及波動，而且還必須滿足諧波、電壓等的需求。配電系統(tǒng)中所應(yīng)用的電力電子技術(shù)，就是DFACTS技術(shù)，它是一項基于已成熟發(fā)展的FACTS技術(shù)而發(fā)展起來的新技術(shù)，二者之間的結(jié)構(gòu)相同，原理相同，并且功能類似。由于電力電子技術(shù)投入的成本較少，市場需求較大，因此其發(fā)展前景是十分可觀的。

3.4 電力電子技術(shù)在節(jié)能方面的應(yīng)用

電力電子技術(shù)能夠為電能的儲蓄提供較好的技術(shù)支持，由于電量的使用是不斷變化的，這就必然要求發(fā)電機(jī)以最大的負(fù)荷進(jìn)行必要的準(zhǔn)備，但卻大大降低了發(fā)電機(jī)的利用率。通過采用電力電子技術(shù)將夜間的交流電進(jìn)行整流，使其轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妰Υ嬖陔娙萜饕约靶铍姵氐慕M合當(dāng)中，當(dāng)白點(diǎn)所需的電量較大時，再應(yīng)用電力電子技術(shù)將晚上儲存的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，這種方法不僅滿足了人們對用電的需求，而且起到了良好的節(jié)能作用。

4.結(jié)束語

在當(dāng)今的科技發(fā)展當(dāng)中，電力電子技術(shù)已經(jīng)普及到了信息通信、交通系統(tǒng)、家用電器以及電力系統(tǒng)等各個方面，并且電力電子技術(shù)也隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷地更新，相信在不久的將來，電力電子技術(shù)將為人類的生產(chǎn)以及生活作出更為突出的貢獻(xiàn)。

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