浅谈电力电子技术在电力系统中的应用
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浅析电力电子技术在电力系统中的应用摘要:电力电子技术在蓬勃发展,新材料、新结构器件的陆续发明,计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持,在各行各业的应用越来越广阔。
电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了不错的成绩。
电子技术在电力系统中的应用也越来越广泛。
关键词:直流输电;电力电子;发电机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、现代控制技术为支点的技术平台。
经过半个世纪的飞速发展,它在传统产业设备普及、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 )。
自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS )概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了很大的关注,多种设备慢慢出现。
本文简单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实用。
一、在发电环节中的应用电力系统的的发电环节涉及到发电机组的多种设备,电力电子技术的应用可以改善这些设备的运行特点为主要目的。
1、大型发电机的静止励磁控制静止的励磁运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,被世界各个电力系统广泛的应用。
由于省掉了励磁机中间惯性环节,因为具有其特有的快速性调节,给先进控制规律提供了可以很好发挥作用和产生很好控制效果的有利条件。
2、水力、风力发电机的变速恒频励磁水力发电的实际功率是受水头压力和流量影响,当水头的变化较快时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最快转速变随着其变化而变化。
风力发电的有效速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。
为了使实际功率变得更大,可使机组变速运行,通过变化转子励磁电流的频率,使它和转子转速叠加后保持定子频率即稳定输出频率。
此项应用的技术核心是变频电源。
3、发电厂风机水泵的变频调速发电厂的平均用电率为8%,风机水泵耗电量约占火电设备65%的总耗电量,且运行效率低,使用高压或低压变频器,变频调速用风机水泵,可以达到节能的目标。
电力电子技术在电力系统中的应用及发展首先,电力电子技术在电力系统中的应用非常广泛。
电力电子技术包含了各种电力电子器件和电路,如开关电源、逆变器、整流器、变频器等。
这些技术可以用于各种不同的应用,包括电力调节、变频调速、无停电切换、能量回馈等。
电力电子技术在电力系统中的应用主要有以下几个方面:1.电力调节:电力电子技术可以用来调节电力系统的电压和频率。
例如,电力电子技术可以用于调节输电线路的电压,以保证电力系统的稳定性和可靠性。
同时,它也可以用来调节电力系统的频率,以适应不同的负载条件。
2.变频调速:电力电子技术可以用于变频调速系统中,通过改变电机的供电频率来改变电机的转速。
这可以使电机在不同负载要求下,具备良好的性能特性。
变频调速系统广泛应用于工业、交通等领域。
3.无停电切换:电力电子技术可以实现无停电切换。
例如,在配电系统中,当发生故障时,电力电子技术可以实现对备用电源的无停电切换,以保证供电的连续性和可靠性。
4.能量回馈:电力电子技术可以实现能量的回馈。
例如,通过逆变器将太阳能等可再生能源转换为电能,然后回馈到电力系统中,减少对传统能源的依赖,提高能源利用效率。
除了以上应用,电力电子技术还可以用于电力系统的电力质量改善、电力系统的故障检测和故障定位等方面,为电力系统的稳定运行和安全性提供支持。
其次,电力电子技术在电力系统中的发展也非常迅速。
随着科技的不断进步和应用需求的不断增加,电力电子技术得到了广泛的研究和应用。
目前,电力电子技术正在向下列几个方向发展:1.高效率:提高电力电子设备的工作效率是当前的重要发展方向。
高效率的电力电子设备可以减少能量损失,提高能源利用效率。
2.高功率密度:提高电力电子设备的功率密度,使其在体积相同的情况下可以提供更大的功率输出。
这对于应用于空间有限的场合非常有用。
3.高可靠性:提高电力电子设备的可靠性,使其能够在恶劣的工作环境下稳定运行。
这对于电力系统的稳定性和可靠性非常重要。
电力电子技术在电力系统中的应用随着电子技术的迅速发展,电力电子技术得到了广泛的应用。
电力电子技术是指将电力和电子技术相结合,通过半导体器件将电力进行变换、传递和控制的技术。
在电力系统中,电力电子技术的应用已经成为了研究的热点之一。
一、电力电子技术的概述电力电子技术是一种电力工程和电子工程相结合的技术。
其主要应用在将电力进行变换、传递和控制的过程中。
电力电子技术的发展可以追溯到1960年代,当时出现了用半导体器件实现交流电到直流电的变换技术,即交流输电系统的直流输电技术(HVDC)。
这项技术实现了对远距离长距离输电的需求,缩短了电力传输距离,减少了线路损耗,提高了电力传输的效率和可靠性。
随着时代的发展,电力电子技术应用领域不断扩大,如市电变频器、电力电容、UPS等系统都是电力电子技术的代表。
电力电子技术的发展,推动了电力系统的革新,提升了电力传输的能力和效率,实现了电网智能化、数字化、可靠性和安全性的大幅提升。
二、1、 HVDC交流输电系统的直流输电技术(HVDC)是电力电子技术在电力系统中的基础应用之一。
它可以将交流电转换成直流电,从而实现不同地点之间的电力互联、跨越海洋和山区、进行长距离电力输送。
HVDC技术可以提高输电线路的容量、减少输电损耗,并且提高电力传输的可靠性。
HVDC技术正在逐渐普及,已经被应用到欧洲、北美、亚洲等地区的多条输电线路中,成为了电力系统中重要的输电方式。
2、 FACTS灵活交流输电系统(FACTS)技术是一种电力电子技术,它可以根据负荷不同而调整电力系统的电压、电流和相角,从而提高电力系统的稳定性、可靠性以及抗干扰能力。
FACTS技术可以使电力系统在电力负载发生变化时,自动调整电力参数和稳定电力系统,从而提高电网的稳定性,减少配电线路的损耗,降低能源消耗和污染排放。
3、 STATCOM静止补偿器(STATCOM)是一种电力电子设备,它可以在电力系统中自动实现电容电抗补偿,从而提高电力系统的稳定性和可靠性,减少电力线路的损耗。
浅谈电力电子技术在电力系统中的应用电力电子器件及电力电子技术在现代电网的发展中发挥着非常重要的作用。
从电力电网的发展史来看,几乎都是以电力电子器件的发展过程作为基础。
到了现在,随着计算机技术、单片机技术以及新材料、新器件的发现,电力电子技术也得到了长足的发展,计算机技术的进步和广泛应用为现代控制技术的广泛应用提供了有力的广阔的空间和有力的后盾支持。
标签:电力电子;电力系统;技术应用电力电子技术是一门系统综合化的现代化技术,主要包括半导体技术、计算机技术、自动化技术。
电力电子技术经过多年的发展和跨领域结合已经广泛应用于不同领域,其中结合了微型计算机控制技术和自动化控制技术的电力技术已经取得了显著成就。
伴随着新技术和新工艺的不断涌现,电力电子技术将会在电力系统中取得“史无前例”的成就。
电力电子技术是在半导体技术上发展而来的,电力电子技术的出现为连接强弱电构建了一座稳健的桥梁。
经过近半个世纪的发展和进步,电力电子技术应经广泛应用在人们日常生活中。
一、电力电子技术的应用对于电力系统的重要意义电力电子技术和计算机技术以及自动化控制技术密不可分,电力电子技术的应用能够提高电力系统的效率,增强控制电力系统自我控制的能力,提高电力系统的服务质量。
电力电子技术应用于电力系统主要意义在于以下几个方面:(1)提高电力系统自动智能化程度。
电力电子设备的应用为电力电子技术的发展提供了崭新的契机,同时加快了电力系统自动智能化步伐。
特别是模糊控制和智能化控制的发展为电力电子设备的发展提供了足够的助力。
(2)提高经济效益和社会效益。
电力电子技术的发展能够提高设备和系统的工作效率和能源转化效率。
此外,还能够有效降低财力和物力的支出,缩短运行周期,同时还能够提供更为放心的电力资源,赢得良好的社会效益。
(3)完善产业结构和管理形式。
电力电子系统的影响并不只是存在于技术层面,而且对电力企业的产业形式也产生了重大影响。
电力电子技术使得电力产业成为新型产业,提高企业整体的完善性。
电力电子技术在电力系统中的应用电力电子技术是当今电力系统中最重要的一个领域,它已经成为电力行业的重要支撑技术之一,广泛应用于电力系统的各个领域。
电力电子技术是将电力电子元件和电力电子系统应用于电力领域,实现电力的控制、调节和变换。
它主要包括变流器技术、逆变器技术、直流输电技术、电机驱动技术等。
这些技术在电力系统中起到了至关重要的作用,它们可以更好地适应各种复杂的电力系统,提高电力系统的质量、效率和可靠性,同时还能更好地满足用户的需求,为电力行业的发展注入新的活力。
变流器技术是电力电子技术中的一个重要分支,它是通过将交流电转换为直流电或直流电转换为交流电,从而实现电力的控制和变换。
变流器技术在电力系统中的应用非常广泛,可以应用于发电机的输出电压控制、直流输电、交流输电、电动汽车充电桩和逆变器等领域。
它可以使电力系统更加高效、可靠和性能更加稳定。
逆变器技术是将直流电转换为交流电的一种技术,它可以将直流电转换为纯正的交流电,从而实现电力的控制和变换。
逆变器技术不仅可以通过电池实现电力存储,还可以应用于太阳能电池板、风力发电机等,从而实现可再生能源的利用。
直流输电技术是近年来出现的一种新的技术,它可以将电力以直流的形式输送到长距离的地方。
直流输电技术可以使电力传输更加高效、节能、可靠和安全,是电力系统中不可或缺的一部分。
电机驱动技术是电力电子技术中的重要分支,它主要应用于各种电机的起动、调速和控制等方面。
电机驱动技术可以使电机更加高效、节能和智能化,提高电机的性能和精度,从而实现各种各样的自动化控制。
总的来说,电力电子技术已经成为电力系统中不可或缺的一部分,它可以更好地适应电力系统的庞大和复杂,提高电力系统的质量、效率和可靠性,同时还能更好地满足用户的需求,为电力行业的发展注入新的活力。
电力电子技术在电力系统中的应用随着科技的不断发展,电力电子技术在电力系统中的应用日益广泛。
电力电子技术作为一种能将电能转换、控制和调节的技术,对于电力系统的可靠性、稳定性和效率等方面起着至关重要的作用。
本文将探讨电力电子技术在电力系统中的应用,并介绍其在能源转换、变流器、智能电网和可再生能源等方面的具体应用。
能源转换是电力电子技术最重要的应用之一。
在传统的电力系统中,能源转换主要通过发电厂和变电站实现,存在能源的损耗和负载匹配的问题。
而采用电力电子技术,可以将不同形式的电能进行高效的转换。
比如,在直流输电(HVDC)系统中,将交流电转化为直流电进行传输,不仅大大降低了传输损耗,还能够更好地实现电网间的互联互通。
此外,电力电子技术还可以将直流电转化为交流电,用于逆变器的输入,更好地适应不同负载的需求。
变流器是电力电子技术的另一个重要应用领域。
变流器是一种将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电的装置,常用于风力发电和太阳能发电等可再生能源系统中。
比如,风力发电机通过变流器将交流电转换为直流电,并通过逆变器将直流电转换为交流电,以供电网使用。
这种方式不仅可以实现风能的高效利用,还可以通过逆变器将多余的电能注入电网。
同样地,太阳能发电系统也可以借助变流器实现对电能的转换和调节。
智能电网也是电力电子技术的一个重要应用领域。
智能电网,又称为智能输配电网,是一种通过高级通信与控制技术,实现对电网的智能集成和优化管理的电力系统。
在智能电网中,电力电子技术发挥着关键作用。
例如,智能电网中的储能系统,可以利用电力电子技术将多余的电能进行储存,以供高峰期使用,从而平衡电网的供需关系。
此外,智能电网还可以通过电力电子技术实现对电能的远程监控和在线检修,提高电网的可靠性和稳定性。
最后,电力电子技术在可再生能源领域也发挥着重要作用。
随着可再生能源如太阳能和风能的快速发展,如何将这些可再生能源有效地纳入电力系统,成为一个重要的问题。
电力电子技术在电力系统中的实践运用电力电子技术是将电子技术应用于电力系统中,通过改变电能的传输、变换、控制和保护等特性,提高电力系统的传输效率、稳定性和可靠性。
以下是电力电子技术在电力系统中的实践运用。
电力电子技术在电力系统中的一个重要应用是直流输电。
直流输电可以减少输电线路的损耗和电压降低,提高电能传输效率。
通过使用电力电子器件如直流输电换流器,可以将交流电能转换为直流电能进行输电,并在终点处再次转换为交流电能。
这种技术在长距离、高容量的电力输电中有重要应用,提高了电力系统的能效。
电力电子技术在电力系统中的另一个重要应用是变频调速。
变频调速技术通过控制电机的频率和电压,实现对电机转速的调节。
这种技术广泛应用于电力系统中的风电和水电发电机组,可以实现发电机组并网发电,控制发电机组的输出功率和频率,使得发电机组能够适应不同的负荷需求和网频变化。
电力电子技术还在电力系统中的电力质量控制中有重要应用。
由于电力系统中存在各种电力质量问题如电压波动、谐波、闪变等,电力电子技术可以通过控制电流、电压和功率因数等来改善电力质量。
使用谐波滤波器可以消除谐波污染;使用动态无功补偿装置可以提高功率因数,减少无功功率;使用电能质量综合治理装置可以改善电压波动和闪变等。
电力电子技术还在电力系统中的电能储存中有应用。
由于可再生能源如风能、太阳能的波动性,电能储存技术可以平衡供需的差异,提高可再生能源的利用率。
电力电子技术通过控制电能存储装置的充放电过程,使其能够根据需求进行能量的储存和释放。
电力电子器件如逆变器、变流器等可以实现电能的双向转换,提高电能的利用效率。
电力电子技术在电力系统中的实践运用丰富多样,包括直流输电、变频调速、电力质量控制和电能储存等方面。
这些应用不仅提高了电力系统的效率和可靠性,同时也为可再生能源的大规模应用提供了支撑。
随着技术的不断进步和应用的推广,电力电子技术在电力系统中的应用前景将更加广阔。
电力电子技术在电力系统中的应用探讨电力电子技术是指应用电子技术和电力技术相结合,解决电力系统中的电能转换、控制和保护等问题。
电力电子技术在电力系统中的应用越来越广泛,对提高电力系统的稳定性、可靠性和效率具有重要意义。
以下是对电力电子技术在电力系统中的应用进行探讨。
首先,电力电子技术在电力传输和配电系统中的应用。
通过使用电力电子设备,例如高压直流输电(HVDC)和柔性交流输电(FACTS)等技术,可以实现长距离、大容量的电力传输和有效地控制电力流动。
HVDC技术可以解决远距离输电中的传输损耗和电压稳定性等问题,提高电力系统的传输能力和稳定性。
而FACTS技术则可以通过控制电流和电压的相位和幅度来调节电力流动,提高电力系统的稳定性和可靠性。
其次,电力电子技术在可再生能源发电系统中的应用。
随着可再生能源的快速发展,如风能和太阳能等,电力电子技术可以实现将这些不稳定的能源转换为稳定的电能输出。
例如,通过使用逆变器和电网连接技术,可以将光伏系统和风电系统接入电力系统,实现电能的稳定输出。
此外,电力电子技术还可以提供对可再生能源发电系统的控制和保护,确保系统的安全运行。
再次,电力电子技术在电动汽车充电系统中的应用。
随着电动汽车的普及和发展,电力电子技术在电动汽车充电系统中起着重要的作用。
电力电子技术可以实现对电动汽车的充电过程进行控制和管理,包括充电功率的调整、充电时间的控制等。
此外,电力电子技术还可以提供对充电桩和电动汽车之间的电力接口的控制和保护,确保充电过程的安全和高效。
最后,电力电子技术在电力质量改善中的应用。
电力质量是指电能供应系统的电压、电流和频率等参数是否满足用户要求的程度。
电力电子技术可以通过实施电能滤波、电压调节、谐波抑制等措施,改善电力系统的质量。
例如,通过使用有源滤波器和静止无功发生器等技术,可以有效抑制电力系统中产生的谐波和无功功率,提高电力系统的质量。
总之,电力电子技术在电力系统中的应用具有重要的意义。
电力电子技术在电力系统中的应用摘要:一般认为,电力电子技术诞生于1957年,是以美国的通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
虽然是一门新兴的学科,但是现已成为电气工程及其自动化专业不可缺少的一门专业基础课,在培养该专业优秀人才中占有非常重要地位,为世界各国培养电力高新技术人才发挥了巨大的作用,备受世界各国重视。
通过对其广泛应用的分析,研究电力电子技术在未来的发展趋势和前景。
关键词:电力电子技术应用电力系统发展前景1.电力电子技术在电力系统中的应用1.1在发电环节中的应用各类专业技术人员研制了众多的发电设备用以满足生产和生活的各种需求,电力电子技术的应用使得这些设备的运行更加稳定,更加方便快捷、高效及节省人力物力等资源。
1.1.1太阳能发电控制系统传统能源的变革正在世界各国内逐步推进,大力开发和利用太阳能在全球都是非常重要的发展步骤和环节。
电能的转换和存储及各类用户的使用都应用到了电力电子技术,逆变器的应用可以满足用户对于电压的要求和电能的使用,方便了因地制宜实事求是的使用各类的太能能发电设备,大到工业和农业生产,小到太阳能路灯使用,特殊地段比如山区的居宅用电等等,太阳能发电控制各方各面都应用到了电力电子技术。
1.1.2大型发电机的静止励磁控制在电力系统的应用中静止励磁控制的优点是结构相对简单,可靠性比较高及造价相对较低等,因此被广泛应用在世界各大相关电力系统中。
因其具有快速性调节特性,在各类发电机组中都发挥着重要的作用,对机组的控制产生了良好的使用效果。
静止励磁控制是目前世界各国都存在的大型发电机的技术难题,需要进行更进一步的升级更新,用以更便捷高效的在电力系统中发挥更加重要的作用。
1.1.3水力、风力发电机的变速恒频励磁对水力和风力发电来说,变速恒频励磁是最大的特点。
水力发电的有效功率取决于水流的流量和压力,当水流流量和压力发生变化时,会对发电机组设备产生相应的变化和不稳定。
风力发电是利用风车设备的转动从而产生电能并配套进行存储,风车的转动速度随风速的变化而发生变化,风速越大,风车转速越快,随之为电力系统就提供了更大的功率。
电力电子技术在电力系统中的应用电力电子技术是一种在电力系统中广泛应用的技术,它在能源转换、电能控制、稳压稳流以及储能等方面发挥着重要作用。
本文将从几个方面论述电力电子技术在电力系统中的应用。
首先,电力电子技术在能源转换方面有着重要的应用。
在电力系统中,能源的形式往往需要经过转换才能被合理利用。
电力电子技术通过使用开关器件(如晶闸管、IGBT等)和控制电路,可以实现直流到交流、交流到直流以及交流频率的变换。
例如,交流变频器可以将交流电源输出的固定频率的电能转化为可变频率的电能,这样就满足了配电系统对不同频率电能的需求。
其次,电力电子技术在电能控制方面也发挥着重要作用。
在电力系统中,对电能的控制和调节是必不可少的。
电力电子技术可以通过智能控制器对电能进行精确的调节和控制,从而实现对电能的合理利用。
例如,使用直流斩波器控制器可以将交流电转换为直流电,并可以通过PWM(脉宽调制)技术调节输出电压的大小,实现对电能的精确调节。
另外,稳压稳流也是电力电子技术在电力系统中的重要应用之一。
在电力输送和供电过程中,往往需要对电流和电压进行稳定控制,以确保电力系统的正常运行。
电力电子技术可以通过电流传感器和电压传感器对电流和电压进行实时监测,并通过反馈控制系统来控制电流和电压的稳定输出。
例如,使用电子稳压器可以实现对电压的精确控制,使电压在规定范围内保持稳定。
此外,电力电子技术在电力系统中的储能方面也有广泛的应用。
随着可再生能源的快速发展,如风能和太阳能等,电网对储能的需求日益增加。
电力电子技术可以将电能转换为另一种形式的能量(如化学能、机械能等)来进行储存,并在需要时再次转换为电能输出。
例如,使用电力电子技术可以将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,然后通过储能系统进行储存,以便夜间或阴天使用。
总结起来,电力电子技术在电力系统中具有重要的应用价值。
通过能源转换、电能控制、稳压稳流和储能等方面的应用,电力电子技术可以实现电能的高效利用和多样化输出,提高电力系统的可靠性和稳定性。
浅谈电力电子技术在电力系统中的应用(东北大学信息科学与工程学院自动化)摘要:电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济的运行和具有合格的电能质量。
而电力电子技术对输电有着巨大影响,在电力系统中的应用涉及到提高输电能力、改善电能质量、提高电网运行稳定性、可靠性、控制的灵活性及降低损耗等重大问题。
文章首先介绍了电力电子技术在电力系统发电、输电、配电和节能等各个环节的具体应用。
然后以风电为例介绍了电力电子技术在可再生能源发电中的应用前景、控制技术及遇到的问题和挑战。
最后对电力电子技术在未来智能电网中的应用前景进行了展望。
关键字:电力系统直流输电风力发电Abstract:The power system automation means that the device automatically detect, control and decision-making functions of the application of various elements each having the power system, the local system or full system for automatic monitoring, locally or remotely, the regulation and control to ensure the safety and economic power system operation and with acceptable power quality. The transmission of power electronics technology has a huge impact on the application in the power system of the major issues related to improving transmission capacity, improve power quality and improve grid operation stability, reliability, flexibility and control to reduce wear and tear. Thearticle first introduces the specific application of power electronics technology in all aspects of power system generation, transmission, distribution and energy and the like. Wind power, for example and then introduced the power electronics technology applications in the renewable energy power generation, the control technology and the problems and challenges encountered. Finally, the application prospect of power electronic technology in the future smart grid is discussed.Keywords: power system HVDC wind power0引言电力电子技术是电工技术中的新技术,是电力与电子技术的融合,已在国民经济中发挥着巨大作用,对未来输电系统性能将产生巨大影响。
本文将首先就电力电子技术在电力系统中的应用研究现状进行一个具体阐述。
而作为国家能源战略的一部分,新能源发电在电力系统中的发电比重已日益增加,而风力发电无疑是其中的一颗耀眼的新星。
由于其清洁无污染、具有良好的社会效应和经济效益,已受到世界各国政府的高度重视。
然而随着风力发电技术的发展和应用推广,对风力发电的效率和电能质量的要求越来越高,而应用电力电子技术和控制技术则是实现这些目标的最有效的手段。
本文将就电力电子技术在风力发电中的相关应用对电力电子技术在可再生能源发电中的应用前景进行一个较为详细的论述。
1电力电子技术在电力系统各个环节中的应用1.1发电环节电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。
1.1.1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。
1.1.2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),机组的最佳转速亦随之发生变化。
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。
1.1.3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,并有完整的系列产品,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。
1.1.4太阳能发电控制系统。
开发利用无穷尽的洁净新能源——太阳能,是调整未来能源结构的一项重要战略措施。
大功率太阳能发电,无论是独立系统还是并网系统,通常需要将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电,所以具有最大功率跟踪功能的逆变器成为系统的核心。
我国实施的送电到乡工程以10~15kW的独立系统居多,而大型系统有在美国加州的西门子太阳能发电厂(7.2MW)等。
1.2输电环节电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。
1.2.1柔性交流输电技术(FACTS)柔性的交流输电技术问世于20世纪80年代后期,近年来在世界上发展迅速。
柔性交流输电技术是一项基于电力电子技术与现代控制技术结合,以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制,从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平,降低输电损耗。
传统的调节电力潮流的措施,如机械控制的移相器、带负荷调变压器抽头、开关投切电容和电感、固定串联补偿装置等,只能实现部分稳态潮流的调节功能,而且由于机械开关动作时间长、响应慢,无法适应在暂态过程中快速柔性连续调节电力潮流、阻尼系统振荡的要求。
因此,电网发展的需求促进了柔性交流输电这项新技术的发展和应用,自1986年美国专家N·G·H iogorani提出了FACTS(Flexible AC Transmission System)这个完整的概念以来,FACTS的发展越来越受到全世界的重视。
到目前,FACTS控制器已有数十种,按其安装位置可分为发电型、输电型和供电型3大类,但共同的功能都是通过快速、精确、有效地控制电力系统中一个或几个变量(如电压、功率、阻抗、短路电流、励磁电流等),从而增强交流输电或电网的运行性能。
已应用的FACTS控制器有静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)、静止快速励磁器(PSS)、串联补偿器(SSSC)等。
近年来,柔性交流输电技术已经在美国、日本、瑞典、巴西等国重要的超高压输电工程中得到应用。
国内也对FACTS进行了深入的研究和开发。
1.2.2高压直流输电技术(HVDC)直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。
新一代HVDC 技术采用GTO、IGBT等可关断器件,以及脉宽调制(PWM)等技术。
省去了换流变压器,整个换流站可以搬迁,可以使中型的直流输电工程在较短的输送距离也具有竞争力。
此外,可关断器件组成的换流器,由于采用了可关断的电力电子器件,可避免换相失败,对受端系统的容量没有要求,故可用于向孤立小系统(海上石油平台、海岛)供电,今后还可用于城市配电系统,并用于接入燃料电池、光伏发电等分布式电源。
目前,全球已建成的直流输电工程超过60项。
近年来,直流输电技术又有新的发展,轻型直流输电(HVDC Light)采用IGBT等可关断电力电子器件组成换流器,应用脉宽调制技术进行无源逆变,解决了用直流输电向无交流电源的负荷点送电的问题。
同时大幅度简化设备,降低造价。
世界上第一个采用IGBT构成电压源换流器的轻型直流输电工业性试验工程于1997年投入运行。
1.3配电环节配电系统需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。
电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。
电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力技术。
用户电力技术(CP)和FACTS技术是快速发展的姊妹型新式电力电子技术。
采用FACTS的核心是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力;发展CP的目的是在配电系统中加强供电的可靠性和提高供电质量。
CP和FACTS的共同基础技术是电力电子技术,各自的控制器在结构和功能上也相同,其差别仅是额定电气值不同,目前二者已逐渐融合于一体,即所谓的DFACTS技术。
具有代表性的用户电力技术产品有:动态电压恢复器(DVR),固态断路器(SSCB),故障电流限制器(FCL),统一电能质量调节器(PQC)等。
1.4节能环节1.4.1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。
首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。
国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速,我国正在推广应用中。
变频调速的优点是调速范围广,精度高,效率高,能实现连续无级调速。
在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,节电率一般可达30%左右。
其缺点主要为:成本高,产生高次谐波污染电网。