電力電子技術(shù)應用系統的發(fā)展

隨著(zhù)社會(huì )發(fā)展，電力電子技術(shù)在電氣自動(dòng)化、電控裝置和新能源發(fā)電中的應用日益廣泛。這不僅使電力電子技術(shù)成為發(fā)展我國經(jīng)濟的重要基礎性技術(shù)，為我國國民帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益，也帶動(dòng)了我國電力系統的長(cháng)足發(fā)展，改變電力系統的構成比例。有效發(fā)展新能源發(fā)電的應用，為節能環(huán)保帶來(lái)益處，對改善化的能源危機和環(huán)境污染起到重要作用。故而，探究電力電子技術(shù)應用系統的發(fā)展熱點(diǎn)顯得尤為重要。

1、電氣節能

我國資源相對貧乏，在改革開(kāi)放初期的經(jīng)濟迅猛發(fā)展中，能源浪費成為工業(yè)發(fā)展、建筑業(yè)發(fā)展的面臨的重大問(wèn)題。因此，大力發(fā)展電力節能事業(yè)，緩解二次利用能源供需的巨大矛盾成為電力電子技術(shù)系統應用的主要方向。我國于2006 年將電氣節能工程提上日程，其主要內容包括電機節能、建筑節能和工業(yè)節能。其中，電機節能得到了國家政策的重點(diǎn)扶持，取得效果也是zui為明顯的。在國家政策的有效扶持下，電機節能主要從改善風(fēng)機、泵類(lèi)電機系統調節方面入手，以的變頻調速方式調節風(fēng)機、水泵和壓縮機等電機的運行，將電機的運行效率有效的提高了15%。當然，變頻調速的節能方式在基礎工業(yè)行業(yè)上也得到了廣泛應用，給我國的煉金、有色金屬的煉制、石油、石化和輕工業(yè)方面帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟效益，節省了大量的能源。

變頻調速技術(shù)在電力電子系統的各個(gè)方面都得到了充分的應用，其變頻調速技術(shù)已經(jīng)非常的成熟。變頻調速技術(shù)的可持續發(fā)展的特點(diǎn)使其擁有了巨大的市場(chǎng)。但變頻器的技術(shù)含量較高，且制作人才、操作人才存在一定的欠缺，致使其價(jià)格昂貴，可靠性較低。因此，變頻調速技術(shù)在今后的發(fā)展應當主要集中在型和集成型兩個(gè)方面。首先，就型來(lái)說(shuō)，變頻調速技術(shù)應用在各個(gè)領(lǐng)域，但是其自身種類(lèi)卻比較少，與一些行業(yè)的應用存在難以磨合的地方。因此，技術(shù)人員應當每個(gè)行業(yè)的應用特點(diǎn)，改善變頻調速器的設計和制作，使變頻調速器在功能細化和操作便利性上有較大的提高，以降低成本，增加其可靠性。其次，針對集成型而言。將電機與變頻器機器控制系統一體化，可以簡(jiǎn)化其操作，增強其型。

2、新能源發(fā)電

進(jìn)入21 世紀，污染嚴重、且資源有限的化石能源越來(lái)越為人們所摒棄。根據經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展的要求，建立清潔、可再生能源為主的能源結構已成為時(shí)代的要求，為此，電力電子技術(shù)系統在新能源發(fā)電的應用受到*的關(guān)注。例如，美國于2008 年啟動(dòng)的"21 世紀新能源振興計劃"、2009 年日本的"屋頂陽(yáng)光計劃"和中國的"金太陽(yáng)工程"都是國家政府在新能源發(fā)電上做出的積極嘗試。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)、潮汐能發(fā)電技術(shù)和燃料電池發(fā)電技術(shù)都是新能源發(fā)電的重要手段，而電力電子技術(shù)系統在這些新能源發(fā)電技術(shù)中占有重要地位。例如，在風(fēng)力發(fā)電中應用了電力電子變流技術(shù)；在太陽(yáng)能發(fā)電中，為滿(mǎn)足用電負載對電源品質(zhì)的要求，需要應用電力電子變流技術(shù)對其進(jìn)行直流- 直流（DC-DC）或直流- 交流（DC-AC）的變換，以此獲得穩定的高品質(zhì)直流電或者交流電。由此看見(jiàn)，電力電子技術(shù)在太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電上都有著(zhù)重要的作用。另外，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)由于其無(wú)公害、無(wú)枯竭和不受地域限制的特點(diǎn)已經(jīng)應用到了生活中的方方面面。例如，太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能草坪燈和電子產(chǎn)品，這更加證明了電力電子技術(shù)系統對于能源利用的重要性。

但現在應用中的并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)過(guò)于復雜，電網(wǎng)側對于輸入電能的波動(dòng)范圍也有著(zhù)嚴格的要求。因此，電力電子技術(shù)在新能源發(fā)電的應用上存在著(zhù)巨大的發(fā)展空間。另外，我國在并網(wǎng)變換器的制作技術(shù)上存在著(zhù)嚴重的欠缺，運行經(jīng)驗十分不足，電力電子技術(shù)不能充分滿(mǎn)足新能源發(fā)電的功能和性能要求。因此，電力電子技術(shù)應用系統的發(fā)展方向應當包括以下幾個(gè)方面。

2.1 增大容量

隨著(zhù)人口數的增加和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，我國對電力的容量提出了新的要求。電力電子技術(shù)應當促進(jìn)新能源發(fā)電向大容量發(fā)展，實(shí)現光伏并網(wǎng)發(fā)電系統的兆瓦級容量。

2.2 向系統的直接變換發(fā)展

直驅式發(fā)電在國外已經(jīng)發(fā)展了很長(cháng)時(shí)間，但我國仍未掌握成熟的直驅式風(fēng)力發(fā)電機組技術(shù)。直驅式風(fēng)力發(fā)電機組具有可靠性高、運行維護成本低廉、效率高、可進(jìn)行無(wú)功補償的多種優(yōu)點(diǎn)，能夠為我國提供的電力。因此，掌握直驅式發(fā)電機組技術(shù)已是迫在眉睫。

2.3 向能發(fā)展

由于風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電受到自然環(huán)境的巨大影響，因此其穩定性較低。另外，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電具有不受地域限制的優(yōu)點(diǎn)，因此其在孤島保護、貧困地區支援方面具有重要作用。因此，提高新能源發(fā)電的效率和可靠性是當前電力電子技術(shù)系統發(fā)展中十分必要的環(huán)節。

3、電力牽引

電力牽引主要應用在地鐵、高鐵、輕軌和電動(dòng)汽車(chē)等交通工具上。隨著(zhù)我國城市化進(jìn)程的加快，電力電子技術(shù)在電力牽引方面也應當做出相應的發(fā)展。

交流傳動(dòng)是電力牽引的重要組成部分，在電力機車(chē)、內燃機車(chē)和高速列車(chē)中應用廣泛。機車(chē)工作時(shí)，接觸網(wǎng)將單項交流電通過(guò)受電弓送入錢(qián)銀變壓器的高壓繞組。此后，單項交流電就會(huì )經(jīng)過(guò)軌道電路回到牽引變電所。變壓器會(huì )降低接觸網(wǎng)的電壓。這時(shí)，電箱交流電就會(huì )被變頻交流裝置轉換成三相交流電，三相電機就可以同步使用交流電了。另外，變壓器和整流裝置可以調節直流電壓，以適應不同的用電器。

但現階段，我國仍然不能獨立生產(chǎn)用于電力牽引的電力電子變換器，只能依賴(lài)于進(jìn)口。因此，發(fā)展電力牽引中的電力電子技術(shù)也是我國電力電子技術(shù)發(fā)展的重要任務(wù)，其發(fā)展方向為提高功率和效率；充分應用高性能的閉環(huán)式控制，實(shí)現控制的性；改善管理技術(shù)，保證電力牽引系統的可靠運行。

4、智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化，它是以集成、高速雙向的通信網(wǎng)絡(luò )為基礎，應用傳感和測量技術(shù)、控制方法等技術(shù)，給電網(wǎng)提供一種可靠、安全并且經(jīng)濟的電力環(huán)境。另外，智能電網(wǎng)也指代了電網(wǎng)中應用柔性交流輸電技術(shù)和新型超高壓輸電技術(shù)。這兩項技術(shù)的有效運用，使技術(shù)人員能夠更加靈活的控制電網(wǎng)的運行，并且為國家節約了大量的資源和錢(qián)財。其發(fā)展方向主要為提高功率半導體的效率、實(shí)現更大電力容量進(jìn)行直接的相互轉換、保證電力的穩定性和質(zhì)量。

電力電子技術(shù)在電力系統中的應用非常的廣泛，為社會(huì )和國家帶來(lái)了巨大的利益，使現代生活更加的便捷、低廉。但我國的電力電子技術(shù)的現狀卻不容樂(lè )觀(guān)。很多電力電子技術(shù)上的關(guān)鍵技術(shù)沒(méi)有掌握，造成了電力電子技術(shù)應用成本過(guò)高，業(yè)務(wù)水平低下，設備維護和維修的時(shí)限長(cháng)，價(jià)格高。因此，每個(gè)電力電子技術(shù)人員都應當激起自己充足的責任感和危機感，努力創(chuàng )新研究，對我國的電力電子技術(shù)發(fā)展做出貢獻。