電力電子裝置在電力系統的運用
1.目前我國電力系統的運行現狀
當前電力系統主干電網、微型電網以及各地的地方電網互相配合是我國電力系統能夠穩定轉變的重要特點,而且還大范圍的使分布式電源和儲能裝置接入,在加強電力系統的可靠穩定性以及提高供電質量中,采取的主要方式就是靈活性強的輸電,并且使用用電和配電的智能化的裝置[1]。不但推動我國電力系統進行穩定的轉變,還要不斷改進和發展不同的電子器件,特別是要提高電力電子裝置的智能化水平,使其在電力系統中充分發揮自身的積極作用。
2.電子電力裝置的特點
2.1可靠性的特點
電子系統的應用效果主要受到電力電子裝置可靠性的影響,但是電子裝置的故障率、平均無故障運行的時間、平韻維護的時間以及各項指標決定電力電子裝置的可靠性。由于科技不斷發展,社會經濟不斷增長,產業開發也進入多元化的階段,人們對電力資源的要求也越來越多,其生活的各個方面都離不開電的存在,由于電力系統具有可靠性的特點,從而使更多先進的電力電子裝置應用到電子系統中。電力電子裝置的可靠性不但能使電力系統運行中的安全穩定性得到保障,而且能夠為電力系統的運行、檢查以及維修等提供信息基礎。
2.2故障管理的特點
如果電子裝置長時間的運行,那么其出現故障是必然的。溫度過高或者溫度循環中出現的波動這些都容易使電子裝置發生故障。檢測和診斷電子裝置的故障以及依據診斷結果采取一定的保護措施是管理電子裝置故障的重要方法,另外還可以推理電子裝置剩余的使用壽命,提前運用合理的預防措施[2]。
3.電子電力裝置在電力系統中的具體應用
3.1發電環節中的具體應用
在電力系統的發電環節中,電力電子裝置主要應用到以下三個部分,即發電機組勵磁、風力發電以及伏光電站。
3.1.1發電機組勵磁
發電機組勵磁主要是運用到大型的發電機組中,主要是因為其具有簡單的控制方式以及快速的調節速度,其在水力發電機組中主要是為了調整勵磁電流頻率的動態性,快速調節發電系統對水頭的壓力和水流量的動態變化,從而使發電效率不斷增加,發電水平和質量不斷加強。
3.1.2風力發電的電力電子裝置
交流器是風力發電技術中電力電子裝置的核心環節,它不但使風力發電環節中的整流器與逆變器得到增加,而且能夠使風電交流器將不穩定的風能轉化為與其相應的電能。
3.1.3光伏電站裝置
大范圍的集中利用太陽能的最有效的方法就是大型光伏電站,其主要是由光伏陣列組件、濾波器以及升壓變壓器等組成的,其“電網友好”的控制方案主要是由并聯逆變器來實現的。
3.2輸電環節中的具體應用
我國電力系統中常見的輸電環節有:分頻輸電、直流輸電和固態變壓器三種。分頻輸電的方式主要是利用到水能發電以及風能發電等這些發電系統中的發電機轉速比較低[3]。分頻輸電主要是因為其傳輸電能的頻率較低,這樣不但使交流輸電線的電氣距離大大縮短,而且還使傳輸的效率得到加強,使電壓波動受到相應的限制。在可再生能源發電以及城市供電中最常見的是直流輸電。
3.3存儲電能環節的具體應用
實時性以及季節性等特點是可再生資源所具有的,但是其還具有一定的不穩定性,除此之外,電能在使用過程中也有低谷期和高峰期,所以要對電能進行儲存,從而加強電力系統的可靠性,其主要包括壓縮空氣儲能裝置、可調速抽水儲能裝置以及電池儲能裝置三方面。根據電力系統中的用電電荷控制儲氣空間的空氣這是壓縮空氣儲能的工作原理,如果進入用電的高峰期,空氣壓縮機就可以被電力系統中剩余的電量所驅動,從而使存儲能量轉化為高壓空氣;如果是電壓負荷進入高峰期時,這時候要想使發動機發電,就要釋放儲氣空間中的高壓空氣。利用水庫上下之間的落差使發電機進行發電這是抽水能裝置的主要采用的方式[4]。電池儲能裝置主要是利用電池,如鋰離子電池以及鈉離子電池等,對電池模塊的電流用用小功率的DC/DC變換器進行均衡的調節。
3.4微型電網中的具體應用
微型電網指的是一種小型的配電系統,其主要是由分布式電源、相關負荷、儲能裝置、監控保護裝置以及功率變換器組成。利用功率變換器就可以實現微型電網與外部電網的并網運行,利用并網運行的方式,當外部電網出現故障不能正常運行的時候,微型電網仍然可以使電網安全運行。
4.結論
由此可見,社會的發展離不開電力資源的運用,電能資源的主戰場就是電力系統,對其有著決定性的作用,因此在發展的過程中要不斷完善電力系統,從而使其能夠緊跟時代發展的腳步。在電力系統的應用中,電力電子裝置在發電以及存儲電能方面使電力系統的性能得到改善,從而加快了電力系統改革的腳步。隨著技術的不斷成熟和創新,電力電子裝置逐漸成為發電系統應用中的主角,從而使電力系統實現可持續發展的目標。
作者:趙鑫川 孟學斌 趙鵬飛 單位:內蒙古工業大學電力學院
參考文獻
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[2]劉沐欣.電力電子裝置在電力系統中的應用[J].中國高新技術企業,2016,03(16):45-46.
[3]馮志勇.電力電子裝置在電力系統中的應用[J].教育現代化,2016,06(07):239-241.
[4]張挺,宋斌斌,王惠鐸.電力電子裝置在電力系統中的實際運用[J].電子技術與軟件工程,2015,09(21):246.
責任編輯:電力交易小郭
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