電力電子技術應用大全11篇

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電力電子技術是職業教育中電氣類專業的一門重要課程，研究采用電力電子器件實現對電能的控制和變換的科學，是介于電氣工程三大主要領域――電力、電子和控制之間的交叉學科，在電力、工業、交通、航空航天等領域具有廣泛的應用。電力電子技術的應用已經深入到工業生產和社會生活的各個方面，成為傳統產業和高新技術領域不可缺少的關鍵技術，可以有效地節約能源。

1、一般工業

工業中大量應用各種交直流電動機。直流電動機有良好的調速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術的迅速發展，使得交流電機的調速性能可與直流電機相媲美，交流調速技術大量應用并占據主導地位。大至數千kW的各種軋鋼機，小到幾百W的數控機床的伺服電機，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交直流調速技術。一些對調速性能要求不高的大型鼓風機等近年來也采用了變頻裝置，以達到節能的目的。還有些不調速的電機為了避免起動時的電流沖擊而采用了軟起動裝置，這種軟起動裝置也是電力電子裝置。電化學工業大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術還大量用于冶金工業中的高頻、中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。

2、交通運輸

電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術。電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術更是一項關鍵技術。除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術。電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅動并控制。飛機、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術。如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術。以前的電梯大都采用直流調速系統，而近年來交流變頻調速已成為主流。

3、電力系統

電力電子技術在電力系統中有著非常廣泛的應用。據估計，發達國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統在通向現代化的進程中，電力電子技術是關鍵技術之一。可以毫不夸張地說，如果離開電力電子技術，電力系統的現代化就是不可想象的。直流輸電在長距離、大容量輸電時有很大的優勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。近年發展起來的柔流輸電（FACTS）也是依靠電力電子裝置才得以實現的。無功補償和諧波抑制對電力系統有重要的意義。晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）都是重要的無功補償裝置。近年來出現的靜止無功發生器（SVG）、有源電力濾波器（APF）等新型電力電子裝置具有更為優越的無功功率和諧波補償的性能。在配電網系統，電力電子裝置還可用于防止電網瞬時停電、瞬時電壓跌落、閃變等，以進行電能質量控制，改善供電質量。 在變電所中，給操作系統提供可靠的交直流操作電源，給蓄電池充電等都需要電力電子裝置。

4、電子裝置用電源

各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。通信設備中的程控交換機所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現在已改為采用全控型器件的高頻開關電源。大型計算機所需的工作電源、微型計算機內部的電源現在也都采用高頻開關電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩壓電源供電，由于高頻開關電源體積小、重量輕、效率高，現在已逐漸取代了線性電源。因為各種信息技術裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息電子技術離不開電力電子技術。

5、家用電器

照明在家用電器中占有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發光效率高、可節省大量能源，通常被稱為"節能燈"，它正在逐步取代傳統的白熾燈和日光燈。變頻空調器是家用電器中應用電力電子技術的典型例子。電視機、音響設備、家用計算機等電子設備的電源部分也都需要電力電子技術。此外，有些洗衣機、電冰箱、微波爐等電器也應用了電力電子技術。電力電子技術廣泛用于家用電器使得它和我們的生活變得十分貼近。

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2電力電子技術的實際應用

現階段，很多的行業與領域都涉及到了電力電子技術的應用。全球范圍內的經濟模式都逐漸走向信息化發展方向，這就需要對傳統的產業模式進行改革，轉變為依靠高新技術的經濟發展模式，而電力電子技術在經濟模式轉變過程中是重要的技術保障。電力電子技術在不斷的應用的過程中，也在不斷的得到完善與發展，很多高性能、多功能的元件被不斷的開發并使用到電力變流設備運行中來。高性能元件的發展與使用，很大程度上推動了電力電子技術的進步，同時也推進了半導體器件、集成電路、自動化技術以及信息技術等領域的發展。所以，電力電子技術在實際應用中展示出了越來越多的優勢，并逐漸的被廣泛推廣。

1）電力電子技術在交通設施中的應用。電力電子技術隨著自身不斷的改革與進步，其應用范圍也越來越廣，而電力電子技術在交通運輸中的應用尤為廣泛。例如鐵道運輸中的電氣機車，其分為直流機車與交流機車兩種，這兩種機車就是分別對整流以及變頻裝置的實際使用。此外，最新開發的磁懸浮列車，電力電子技術在其中起著重要的作用，很多的設備以及元件都需要借助電力電子技術才可以進行正常運轉。例如，在磁懸浮列車的牽引機傳動過程中以及輔助電源運行過程中，都需要利用到電力電子技術。目前所研發的綠色節能汽車，就是依靠電力作為汽車運行的動力。而電力在通過電機轉化為動力的過程中，也需要電子裝置將電力轉換處理，才可以達到有效控制驅動的效果。船舶以及飛機等交通工具其電源在使用過程中差異也非常大，也需要采用電力電子技術進行控制與改進。

2）電力電子技術在家電中的應用。越來越多的家用電器開始應用電力電子技術，以更加方便的為人們的生活服務，提高人們生活的質量。例如，日常中經常用到的洗衣機，通過應用電力電子技術就能夠實現洗衣過程的自動化控制，減少了人力工作，我們僅僅把衣服放置到洗衣機中，通過給定制定的操作，就可以借助電力電子技術的功能實現我們想要的目的。才出現時間不長的洗碗機，其工作原理與洗衣機相似，都是通過電力電子技術來完成的?？照{也逐漸的向變頻節能的功能轉變，利用電力電子技術的變頻功能，可以為我們降低近1/3的電能消耗，不僅節省了日常開銷，也在很大程度上節約了資源與能源的消耗。電頻熒光照明燈泡同樣要比白熾燈泡擁有更好的節能性能，其中也是電力電子技術所應用的效果。

3）電力電子技術在工業節能中的應用。隨著我國的社會經濟不斷發展，工業對于能源以及資源的消耗也在逐漸的增加，特別是對于電力能源的消耗數量尤為高。由于電力能源具有性能穩定、利用率相對較高的特點，工業生產中大多都采用電力作為能源的主要來源，使得電力的消耗隨著經濟的不斷發展而大幅增加。就目前工業發展的大體狀況上來說，其用電過程中依然出現較多不科學現象，特別是工業用電效率普遍偏低，使得電力能源大量的浪費。隨著我國可持續發展戰略的不斷深化與改革，電力能源的節約使用已成為一個重大的社會問題，而電力電子技術可以在很大程度上降低對于電力能源的消耗。很多的企業開始逐漸使用電力電子節能設備，使得設備的運行更加優化，極大提升了電力能源的使用效率。

4）電力電子技術在發電站的應用。世界能源的短缺促使了人們加快開發新能源的步伐，我國也逐漸的重視風力發電以及水力發電的工程建設，在這些電力設施建設與運行的過程中，發電機電流頻率的轉換是非常關鍵與重要的技術。對于水力發電來說，發電的功率大小跟水壓頭的大小以及水流量的大小有直接關系，也在很大程度上影響著發電機組的轉速改變，為了獲得發電機組的最佳運轉功率，就要借助電力電子技術來改變電流的頻率，以達到改變發電機組轉速的目的。

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中圖分類號： F407.6文獻標識碼： A

引言

電力電子技術自上個世紀中期誕生以來得到了迅速的發展，在國民經濟中已經具有十分重要的地位，目前約75%以上的電能須經電力電子處理以后才能投入使用，面臨的環境和能源問題也需要高效的發電、電力變換和控制技術來解決，因此電力電子技術作為一項基礎技術越來越重要。

1.電力電子器件的發展

一代器件造就一代電力電子裝置與應用，新的裝置與應用又促進著電力電子器件的發展，讓我們來簡要回顧一下常用的幾類電力電子器件：

1.1功率二極管

大功率的工業用電由工頻(50 Hz)交流發電機提供，但是大約20%的電能是以直流形式消費的，其中最典型的是電解、牽引和直流傳動等領域。功率二極管是上世紀六十年代開始發展起來的；今天，在現代電力電子裝置中仍然扮演著重要的角色，除了大功率工頻整流的基本功能之外，功率二極管還日益肩負著高頻整流、續流、隔離、箝位、吸收等越來越多的功能。

1.2晶閘管

在大功率和特大功率的工業應用中，晶閘管以其耐壓高、電流大、通態壓降小、通態功耗低等優勢被廣泛應用，是這一領域的主力器件，英杰電氣在高壓大功率晶閘管的應用方面有十幾年的應用案例與經驗積累。

1.3絕緣柵雙極晶體管(IGBT)與功率場效應管(MOSFET)

上世紀八十年代，大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展，為現代電力電子技術的發展奠定了基礎，將集成電路的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合，出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率MOSFET的問世，導致了中小功率電源向高頻化發展，而后絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的出現，又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世，是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。

電氣緊隨時代潮流，一直致力于IGBT和MOSFET的工業應用，依靠該類器件開發出一大批綠色高效的電力電子裝置。

2.太陽能發電

太陽能是取之不盡，用之不竭的能源。太陽能作為清潔的可再生能源，越來越受到人們的重視，應用領域也越來越廣泛。中國的太陽能資源至少是風能資源的100倍，每年接收的太陽能是總消耗一次能源的600倍，據統計，我國2/3以上國土面積的年日照時間在2200h以上，年輻射總量在502萬kJ/m2以上，為太陽能的利用創造了豐富的資源和有利條件。

目前太陽能在利用中，主要采用了三種技術：太陽能光電技術、太陽能光熱技術和太陽能光伏發電技術。

太陽能光電技術是指利用太陽能電池將白天的太陽能轉化為電能由蓄電池儲存上在放電控制器的控制下釋放出來，供室內照明和其他需要。目前占主流的太陽電池是硅太陽電池，它又分單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池(總稱晶體硅太陽電池)和非晶硅太陽電池。整個光伏系統由太陽能電池、蓄電池、負載和控制器組成。

太陽能熱發電技術就是利用光學系統聚集太陽輻射能，用以加熱工質，生產高溫蒸汽。驅動汽輪機組發電，簡稱光熱發電技術。他與光伏發電相比，具有效率高、結構緊湊、運行成本低等優點。目前技術比較成熟且應用比較廣泛的是蔬菜溫室大棚、中藥材和果脯干燥及太陽能熱水器等。

將光能直接轉換成電能的過程確切地說應叫光伏效應。不需要借助其它任何機械部件，光線中的能量被半導體器件的電子獲得，于是就產生了電能。這種把光能轉換成為電能的能量轉換器，就是太陽能電池。太陽能電池也同晶體管一樣，是由半導體組成的。它的主要材料是硅，也有一些其他合金。光伏發電系統分為獨立光伏發電系統和并網光伏發電系統。完全依靠太陽電池供電的光伏系統，系統中太陽電池方陣受光照時發出的電力是唯一的能量來源。首先最簡單的獨立光伏系統是直聯系統，發出的直流電力直接供給負載使用，中間沒有儲能設備，負載只在有光照時才能工作。這種系統有太陽能水泵、太陽能風帽、太陽能路燈等。并網光伏發電系統：太陽電池方陣發出的直流電力經過逆變器變換成交流電，且與電網并聯并向電網輸送電力的光伏發電系統。這類光伏系統發展很快，在20世紀末，并網光伏系統的用量就超過了獨立光伏系統。并網光伏發電系統可分為兩大類：光伏電站和戶用并網光伏系統。

在光伏系統中太陽能電池、蓄電池、控制器，都離不開電力電子技術，在太陽能到電能的轉換中，電力電子技術發揮著重要的作用。

開發新能源，電力電子器件的應用和先進的控制技術是關鍵。將最新的電力電子技術、控制技術應用于新能源系統中，提高新能源的效率和電力變換質量、降低新能源成本，使得清潔可再生能源逐步替代傳統的化石燃料，以改善人類生存的環境，提高人們的生活水平，具有重大的經濟效益和社會價值。

正因為我國在電力電子高端器件上的不足，以及我國要真正建立實現自主創新，我國要真正實現構建自主創新、資源節約型、環境友好型社會主義和諧社會這一目標，迫切需要建立一個自主創新的、強大的、達到世界先進水平的電力電子產業。因此，我國政府相關職能部門已經采取了一系列有力措施，將發展電力電子技術作為在相當長的一段時間里的重點發展的關鍵技術。在國家政策強有力的推動下，電力電子技術正迎來其發展的大好時機。

3.智能電網

智能電網，就是電網的智能化，它是建立在集成的高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，實現電網的可靠、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標。從更高的層面來講，現今的電網變得比以往更大、更安全及更高能效，但其智能化程度仍然偏低，故智能電網是當今的重要發展趨勢。而智能電網的核心就是智能電表，借助智能電表，電力事業機構能夠知道用戶在任意時間所使用的電能，便于他們提供差異化的定價，幫助用戶優化其總體電能消費和電費支出。如今智能電網技術正蓬勃發展，太陽能和風能發電是智能電網的分布式發電組成部分。

智能電網的主要特征有：（1）智能電網是自愈電網。實時掌控電網運行狀態，及時發現、快速診斷和消除故障隱患；在盡量少的人工干預下，快速隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發生。（2）智能電網激勵和包括用戶。在智能電網中，用戶將是電力系統不可分割的一部分。鼓勵和促進用戶參與電力系統的運行和管理是智能電網的一個重要特征。（3）智能電網能抵御攻擊。智能電網將展示被攻擊后快速恢復的能力。智能電網要通過加強電力企業與政府之間重大威脅信息的密切溝通，在電網規劃中強調安全風險，提高智能電網抵御風險的能力。（4）智能電網提供滿足21世紀用戶需求的電能質量；（5）智能電網能減少來自輸電和配電系統中的電能質量事件；（6）智能電網容許各種不同類型發電和儲能系統的接入。

4.結束語

能源是人類生存和社會發展不可或缺的物質基礎，電力的利用，使人類從原始走向文明。總之，電力電子技術在全球能源危機以及環境問題上具有獨特的特點，發揮著其重要的作用，并且其潛力是非常大的。

參考文獻：

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1.2為課程群建設、產學研相結合的進一步探索研究奠定基礎電力電子技術已逐步發展成為一門由現代控制理論、材料科學、電機工程、微電子技術多學科相互滲透的綜合性技術學科。通過課程改革，為電力電子技術精品課程建設、課程群建設奠定良好基礎。此外，通過課程改革，探索適用于我校的電類專業卓越工程師特色培養模式，并促進教科研和企業項目合作與承接等工作的深入開展。

2教學改革方案的實施與主要特色

為努力改變該課程原有的難教難學的狀況，教學改革方案從以下幾個方面實施：

2.1重新編排教學內容，突出課程實用性和趣味性改變傳統教學中對四大變流電路孤立、單一的學習模式，引入生活中常見電路以及電子小制作的實例，通過一系列具體電路系統設計過程的演示，將《模擬電路》、《電機與電氣》等前期專業課程的知識與《電力電子技術》所學理論知識相聯系，展現課程強弱電結合、多學科融合的特點。并且，在保證理論基礎扎實前提下，增加日常電路分析和設計實踐環節在整個教學過程中所占比重，以實例激發學生自主學習興趣，以興趣帶動能力培養，在這一過程中培養學生的讀圖、分析、畫圖、簡單電源電路設計等能力，實現理論與應用相輔相成、有機結合，最終提升學生工程應用方面的綜合素質。

2.2采用引導型教學方式，注重教學過程中的互動性和學生分析解決問題能力的培養授課過程中注意開展互動，通過采用提出啟發性問題—共同討論—獲得結論—實驗驗證的方法，在教師“教”與學生“學”的過程中不斷發現問題和新的突破點，將學生被動接受知識的過程轉化為其不斷解決問題的過程，使學生主動學習、開放思維，并在此過程中加深相關理論的理解，訓練其分析和解決問題的能力。

2.3充分發揮多媒體教學優勢，改變理論教學抽象、刻板的現狀電力電子技術重視對電路波形的分析。課程原有的單一的板書或簡單PPT課件加板書的傳統授課形式課堂信息量較少，不夠直觀，不能解決學生缺乏學習興趣，接收效果較差等問題。利用PowerPoint、Flash、視頻等多媒體手段，不僅能使波形分析更為直觀，還能方便地展示電路在不同條件下的工作狀態，以及課程內容在實際生產中的應用。既可使教學內容更加豐富，還使分析過程不再枯燥抽象，分析結果生動醒目，便于學生理解。

2.4以實際系統分析為手段，提高學生知識融會貫通的能力改變對變流技術中各典型電路孤立的講解，通過帶領學生進行典型的電力電子系統分析，結合系統供電、控制等模塊電路結構、原理的介紹，體現該門課程電力、電子和控制學科間的交叉性，使學生學會將與課程相關的專業課內容靈活運用于電路分析和設計應用中，提高他們對所學知識的融會貫通能力。

2.5引入專業常用仿真軟件，激發學生學習興趣，培養基本專業技能專業仿真軟件在現代工業設計及應用中的作用越來越顯著，掌握一至兩種仿真軟件工具將成為工科學生應具備的基本素質之一。同時，在教學過程中，利用仿真軟件對電路工作情況進行仿真，可以使分析過程更為直觀，有利于激發學生學習興趣。目前，電力電子仿真軟件主要有Matlab、Pspice、SIMetrix/SIMPLIS和Saber等，其中Pspice和Matlab在開關電源開發應用中具有重要作用，被相關企業廣泛運用[4]。在教學改革中，通過在課堂教學和實驗環節中引入建模的基本原理與過程，既能使課堂教學和實驗更加生動直觀與安全，還能引導學生學習軟件的應用，使他們具備基礎建模能力，有助于滿足企業對于學生基本專業技能的要求。

2.6開發一批設計性、綜合性研究實驗，培養學生的應用、創新能力利用學校電力電子實驗室和軟件仿真的資源，結合當前熱門課題和企業需求，開發一些設計性、綜合性較強的實驗，或通過課程設計、畢業設計的方式指導帶領學生進行研究設計。實驗的開發以培養學生應用創新能力為主要目的，既有助于學生鞏固所學知識，提高知識綜合運用能力，又可為電子設計大賽等專業比賽人才選拔奠定基礎。

2.7以課程改革為契機，積極拓展校企合作途徑，開發產學研項目，提升教師科研水平在課程改革中，積極尋求校企合作的新途徑，深化校企合作的內容，將企業實際項目作為教學的實踐、提升環節，依托學校的實驗實訓中心，以教師為主導，學生進行設計、驗證配合，不僅可以極大地激發學生學習和實踐的興趣，同時也有利于教師自身科研水平的提高。

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前言

電力電子技術是應用于電力領域的相關技術，它以電力變換為主要研究內容。為了實現更高效，更方便的使用能源，人們不斷將其進行變換和控制，并取得了一定的應用成果。

1 應用現狀

1.1 輸電系統

在電力系統中，有一種技術應用叫做柔流輸電技術，他的應用，是將電力電子技術與控制技術進行有效融合，從而使其生成一種較為新型的技術，這樣的技術應用，能夠有效將二者的特性進行相應發揮。并且，這項技術的應用有效發揮了其電能消耗量小的特點，并不斷促進了電能的平穩輸出，在一定的程度上促進了電力技術的發展，使得電力應用得以高效運行，而且，在相應電流穩定輸出的基礎上，它還在相關技術的基礎上有所突破和進展，使得資源被充分利用，并有效服務于人們的生產和生活。但是在這樣類似的輸電系統中，電力電子的應用拘束已經進入了更搞得發展水平，并持續改進其中不足。在電力輸出方面，我國近幾年的發展更著重集中于高雅的直流方式。

1.2 控制靜止勵磁

在對靜電勵磁控制方面，因為除了大型的發電設備以外，他還能被應用于風力發電方面，針對電力電子技術中的變速恒頻勵磁，它的相關控制在風力發電機中具有重要的作用。并且，在相應的控制技術下，晶閘管整流技術也得以開發，得以廣泛應用，它不僅結構性能簡單，在成本年開發上的資金投入極少，而且，它的優勢還有可靠性低等多方面，這是使得它能夠被長久使用的重要支撐，從而能夠從經濟上得以節省，在一定意義上實現了可持續發展。它已經被人們大力應用于較為大型的發電機組等方面的運行，提高了工作速度，加大了工作效率，使其擁有了較好的發展前景。

1.3 變速恒頻勵磁

在風力發電的運轉過程中，其轉子勵磁的應用，使得發生的電流跳轉頻率的選擇，可以通過變頻電源來運作，從而使其功率的發揮得以最大化，從而避免一些因為風速問題而產生的頻率差，以免風力發電的穩定差不能夠被有效實現和發揮。在正常運行的情況下，他的應用有著較好的耗電率，在火電廠中，它是用電大戶，但是，即使它的效率并不高，卻可以應用相關的變頻調速的技術來改善他的工作效率，但是從目前的情況來看，這樣的生產并不多見，因此，在相關的技術應用上，企業可以在日后的發展中根據自身條件適當向其進行延伸探索。在之前的技術應用中，其主要被應用于水利和風力的相關發電過程中，在水力發電機中，水力的大小是由發電機的功率大小所決定的，并且它對于水流量的多少，也起到了決定性的作用，也就是說，在水力發電的過程當中，發電機的功率對生產電量的大小是相關聯的，并且起著決定性的作用。然而在風力發電的運用中，對其電量高低起著至關重要作用的則是風速大小，因此，風力發電的應用會受到相應環境因素的影響，從而使其工作效率極大降低。為此，要想在沒有風的天氣也能促進發電機的運作效率，就需要加入變速運行的相關技術，將勵磁電流進行調整頻率，促進輸出功率的增大，使其運轉速度得以增加，不斷提高工作效率。

1.4 配電環節的應用

電力電子在配電系統中的應用已經具有一定的實踐，在這個過程中，他的具體應用并不能盡如人意，針對相應的損耗電力方面的問題，首先，要想他的應用被有效實施，應該在電壓控制方面給予足夠的支持基礎，其次，要在滿足了電壓控制的情況下，對各方面因素有可能影響其運作質量的原因進行有效評估，以備能夠盡量掌握和控制突發問題的影響，并保證一定程度的資源損失。然而，這個問題的有效解決，是用戶電力技術在DFACTS設備中的研發所產生的，這種設備的產生，能夠加強供電方面的可靠性，并且還能有效提高它的效率和質量。

2 未來發展方向

電力系統在未來的發展中，必將融入更多的新興技術，在人們的日常生產和生活中起到積極的作用，給予電力電子技術的發展前景，其在日后的發展中，定將走向更高的領域。但是，其發展過程中，必須要能夠持續發展技術支持。在過去的幾十年里，在傳統的電力行業的發展過程中，電力電子技術漸漸地在新興產業中嶄露頭角，并持續發展進步，在傳統的設備運用中有很多舊的不合理的應用技術，也都逐漸被電力電子技術所取代。并且隨著新能源開發的d起，電子產品消費量的逐漸增加，使得電力電子技術越來越多的受到大眾的好評與喜愛，從而得到了廣泛的應用。而電力電子技術的基礎原理更需要被電力行業所吸收，并且其成功的應用于此，比如在二十世紀八十年代左右，相對于較大的功率電子相關技術就已經開始得到了應用實踐。但是為了使其更好的服務于大眾，它的腳步會不斷前進發展，得到良好的應用。

3 結束語

電力電子技術的應用和發展，為人們的生活和生產帶來了極大的方便，它使電力系統在運行方面更加的安全、高效、優質，使得其在電力系統中得以被廣泛應用，從而為電力系統在百年發展的歷史上具有了一個革命性的變革，也必將推動電力電子技術在更高水平上的技術發展。

參考文獻

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1 電力電子技術的發展

隨著20世紀50年代末第一只晶閘管的問世，電力電子技術便登上了歷史舞臺，在這以后的幾年里，電能的控制經歷了從旋轉交流機組到電力電子器件構成的交流器機組的轉變，這一過程的轉變標志著電力電子技術的真正誕生。在隨后的幾十年里，電力電子技術依次經歷了第一代電力電子器件、第二代電力電子器件以及第三代電子器件的過渡。在第一代電力電子器件中，電力二極管和晶閘管作為典型的代表器件，這些器件的小體積、低功耗等優點使得他們有了極其廣泛的運用，第一代電力電子器件的普及為電力系統的發展起到了巨大的推動作用。隨著可關斷晶閘管(GTO)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、電力晶體管(GTR)、靜電感應晶體管(SIT)、MOS控制晶閘管(MCT)、電力場控晶體管(MOSFET)等通斷兩態雙可控器件的問世，標志著電力電子器件已經實現了從第一代到第二代的過渡，之后，由于電力電子技術發展的要求，又進入到了第三代電力電子器件的時代，相比第一、二代電力電子器件，第三代電力電子器件有著明顯的優勢，因為它更注重電力電子技術的環保性、節能性、自動性以及智能型。

2 電力電子技術在電力系統中的應用

上個世紀80 年代，由于相關技術的不斷發展及更新，提出了柔流輸電理念，因為這個概念的提出，使得很多的研究人員開始將注意力轉向電力電子技術在電力系統中的應用上來，也正因為如此，在以后很短的一段時間里，相繼出現了多種電力設備，這為電力系統的發展提供了契機。根據自身多年的工作經驗以及其他研究人員的研究成果，筆者將從電力系統中的“發電環節”、輸電環節、“配電環節”以及“節能環節”四個環節分別闡述電力電子技術的應用。

2.1 電力電子技術在發電環節中的應用

電力系統的發電環節是一個比較復雜的環節，因為它的運行涉及到發電機組的很多種設備，在發電環節容易出現問題，正因為如此，將電力電子技術應用到發電環節就顯得很有必要，在此環節中，電力電子技術的主要目的是為了改善這些設備的運行特性。在靜止勵磁的環節中，通常都會采用晶閘管整流自并勵連接方式，因為這樣做除了具有設備結構簡單、工作運行時可靠性高的優點外，還能降低該過程的的造價，因此晶閘管整流自并勵方式已經被世界很多大型電力系統所采用。電力電子技術的介入，省去了勵磁機環節，使其大大的加快了自身的調節性能，不僅如此，還為其提供了充分發揮作用并產生良好控制效果的有利條件。水頭壓力和流量是決定水力發電有效功率的因素，當水頭壓出現較大的變化幅度時，機組的最佳轉速變將會受到較大影響。雖然與水力發電不完全一致，但是風力發電有著相似的變化特點，因為在風力發電系統中，風力發電的有效功率和當時的風速的三次方成正比關系，風速的變化將直接影響到風車能捕捉到的最大風能。通過以上水力和風力發電系統中的一些特點的分析，我們知道，如果想獲得最大的有效功率，可以通過將機組變速來實。變頻電源是這項應用的技術核心。另外，在電力系統的發電環節，可以通過使用一些較低電壓或高壓的變頻器來使水泵實現變頻調速，這樣做可以達到一定的節能目的。正因為低壓變頻技術的這些優點，使得它一度成為一個研究的熱點，如今，該技術已經非常的成熟，國內外已經有了很多的生產廠家。但是同時具備高壓大容量變頻器設計很生產的企業卻很少，這方面的技術還有待我們的深入研究。

2.2 電力電子技術在輸電環節中的應用

在高壓輸電系統中，通過將電力電子技術運用進去，引發了一次電力系統中的革命，這次革命被稱之為“硅片引起的第”，因為電力電子器件的應用，極大地改善了電力網的穩定性。相比交流輸電，直流輸電具有很明顯的三個優點：①輸電容量大；②穩定性好；③容易控制。正因為如此，在電力輸送的環節，通常都是采用直流輸電。對于一些距離較遠的電力輸送以及一些特殊的電力輸送，高壓直流輸電擁有其自身獨特的優勢。1970 年第一項晶閘管換流器的問世，標志著電力電子技術正式應用到直流輸電環節，從那以后，世界上所有的新建直流輸電系統基本上都是采用晶閘管換流閥。從此，電力電子技術正式迎來了它在電力輸送環節中的應用巔峰期。FACTS 技術是在電力電子技術的基礎上發展出來的一項輸電技術，FACTS 技術是在 20 世紀80 年代后期發展出來的。它除了可以靈活的對交流輸電功率進行控制外，還可以極大地提高電力系統的穩定性。

2.3 電力電子技術在配電環節中的應用

在目前的配電系統中，供電可靠性和電能質量是兩個重要的環節，但是目前世界上還沒有幾個發電系統能將這兩者存在的問題處理的很好，所以，如何保證供電的可靠性以及提高電能的質量是配電系統中迫切需要解決的問題。在這兩個環節中，電能質量的保證顯得更為棘手，因為要實現對電能質量的控制，除了要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求外，更要抑制各種瞬態的波動和干擾的影響。電力電子技術在一定程度上能夠滿足這些要求，DFACTS 技術就是電力電子技術配電系統中應用的一個體現，它結合了現代控制技術，在某種意義上，可以把 DFACTS 技術認為是 FACTS 技術的縮小版本，因為他們的原理以及結構都是相同的，最主要的是他們的功能大體相似。

2.4 電力電子技術在節能環節中的應用

（1）變負荷電動機調速運行：電力電子技術能夠在節能環節中起到變負荷電動機調速運行的作用，變頻調速具有以下幾個方面的優點：①調速范圍廣；②精確度和效率高；③能實現連續無級調速。正是因為以上的優點，使得在調速過程中降低了轉差損耗，節電率通常都可以達到35%左右。

（2）減少無用功損耗，提高功率因數：在電氣設備中，對于一些感性負載，例如變壓器和交流異步電動機，他們在工作的時候，不像其他的電氣設備一樣，他們不僅要消耗有功功率，還要消耗一部分的無功功率，對于無功功率這一部分能量，它的消耗對實際的電能生產是沒有任何幫助的，但是在電力系統中卻要保持無功功率的平衡，因為這樣能夠阻止系統中的電壓降低，對電氣設備起到了保護作用。所以，電力網或者電氣設備一旦出現無功功率容量不足時，應該及時的增加相關的無功功率補償設備，以便提高設備的功率因數。

3 結語

本文主要從電力系統的四個環節（“發電環節”、輸電環節、“配電環節”以及“節能環節”四個環節）分別闡述了電力電子技術的應用，雖然這幾個環節已經較全面的概括了電力電子技術在電力系統中的應用情況，但是希望相關的研究者繼續深化這方面的研究，為世界電力系統的快速穩定發展提供一點可靠的依據。

參考文獻

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.167

0 引言

電力電子技術是一種新技術，這種技術包含了電力和電子兩方面的技術，它在新能源發電中具有重要作用，并逐漸在人們的生活中扮演著重要的角色，逐漸成為人們生活中的重要組成部分。隨著經濟的不斷發展，這些器件、技術逐漸應用于各個領域，這為促進電力電子技術的發展起到了積極作用，也為其在電力系統中的應用開拓了空間。

1 電力電子技術的發展

電力電子技術是一門綜合性的技術，它主要包括兩方面技術，分別是制造器件技術和應用電路技術，這兩種技術對于促進電力電子技術的發展具有重要作用。首先器件技術的發展過程中比較曲折，它經歷了半控型-全控型-復合型的發展過程，并將功率、控制驅動器等器件關聯起來，對一些功能進行了集中，這種改進不僅促進了器件結構上的發展，同時還對其功能進行了優化。整流電路系統應用比較頻繁的時代是改革開放以前，而改革開放以后應用最為頻繁的是逆變電路，但是整流電路系統仍然具有較為廣泛的影響。隨著科學技術的發展，脈沖寬度控制技術（PWM）在一定程度上促進了電力電子技術的發展，同時自動開關器件的應用和發展，也使電力電子技術逐漸走向低頻化發展。其中脈沖寬度控制技術（PWM）的控制方式主要包括以下幾個方面：分別是無功率控制、觀測器控制、神經元控制等，這些控制方式在實際中的應用，在很大程度上促進了電力電子技術的發展，并使其進入了一個新的階段。現在電力電子技術有了新的發展方向，數字控制技術的應用，逐漸在電力系統中替代了模擬控制，它也將成為電力電子技術未來的發展方向，并能夠快速促進電力電子技術的發展。

2 電力電子技術在電力系統中的應用

2.1 發電環節

電力電子技術在電力系統中的應用，在一定程度上改變了發電環節涉及以及發電機組中多種設備的運行特性，具體表現在以下幾方面：一是大型發電機的靜止勵磁控制。靜止勵磁主要是采用晶閘管整流自并勵方式，這種方式使其具有較為簡單的結構，性能也比較穩定，造價也低，從而極大地促進了靜止勵磁在電力系統中的應用。并且靜止勵磁的應用，省去了勵磁機這個中間慣性環節，提高了電力系統的工作效率。二是水力、風力發電機的變速恒頻勵磁。水頭壓力和流量對于水力發電的有效功率起到了關鍵性的作用，水頭的變化將會直接影響機組最佳轉速的大小。在實際的應用中發電機的有效功率與風速成三次方正比例，風車捕捉最大風能的轉速與風速有直接關系。為了能夠獲得最大功率，這時可以使機組變速運行，只有這樣才能夠有效提高機組的應用效率。第三，發電廠風機水泵的變頻調速。在傳統的發電過程中，風機水泵消耗的電量比較大，并且其功率較低，這樣損耗了大量的電能，不利于發電廠的發展，低壓或高壓變頻器能夠有效地實現水泵的變頻調速，這樣就能夠達到節能的目的。低壓變頻器技術已經是一種比較成熟的技術，它在國外已經在眾多企業中廣泛應用，并取得了較好的成效，所以為了促進我國發電廠的發展，必須在實際的發電過程中應用該種技術。

2.2 輸電環節

第一，輕型直流輸電和直流輸電技術。在實際的應用中，直流輸電具有輸電容量大、控制調節靈活以及穩定性好等特點，這些特點極大地促進了直流輸電技術的應用，并逐漸在輸電作業中發揮重要作用。隨著科學技術的不斷發展和應用，直流輸電技術有了新的突破性的發展，輕型直流輸電技術的問世和應用，在很大程度上解決了現階段發電過程中遇到的難題。這是一種創新性的技術，并在傳統的直流輸技術上進行了改進，提高了發電效率，促進了輸電工作的有效進行。第二，FACTS 技術。FACTS 技術是一種柔流輸電技術，這種技術出現在八十年代后期，它的主要優勢能夠實現交流輸電功率潮流的控制，提高電力系統的穩定性。

2.3 配電環節

配電環節中比較重要的問題就是要提高電能質量，并保證供電的可靠性，這也是現階段發電廠急需解決的問題，也是阻礙我國發電廠發展的重要問題，這也是電力電子技術在電力系統應用中的重要任務。在對電能質量的控制過程中，應當注意滿足兩方面的要求，分別是抑制各種瞬態的干擾和波動及滿足對頻率、電壓、諧波，只有這樣才能夠保證電力電子技術在電力系統中的應用，才能夠提高電力系統的運行效率。DFACTS 技術是一種新技術，這種技術能夠有效地解決當前配電環節所遇到的問題，它也是在FACTS 技術基礎上發展起來的一門技術。

2.4 節能環節

第一，減少無功損耗，提高功率因素。在電力系統中，各種電力設備都會在一定程度上消耗相應的功率，既包括有功功率也包括無功功率，這都是發電過程中消耗的能量。這兩種功率對于確保電能質量具有重要作用。在電力系統中，保持無功平衡具有重要的作用，如果不能做到無功平衡，那么會造成電壓降低，對于電力系統中的設備具有損害作用，嚴重時甚至會造成巨大的安全事故，所以在發電過程中，應當引起足夠重視。第二，變負荷電動機調速運行。電力電子技術在電力系統中的應用，能夠有效節省能源，主要體現在兩方面，分別是電動機本身技術和變負荷電動機的調速技術，這兩種技術的應用能夠有效節省能源，對于提高電力電子技術在電力系統中的應用具有重要作用。目前，在國內，發電廠發電過程中的節能環節已經成為發電過程中的重要問題，傳統的發電過程成本較高，并且會產生污染，這在一定程度上限制了發電廠的發展，所以應當重視節能環節，降低能耗。

3 結語

綜上所述，隨著社會經濟的不斷發展，電力電子技術子啊電力系統中的應用越來越廣泛，并逐漸成為電力系統中不可獲取的一部分，在電力系統的供電中起到了重要作用，極大地促進了電力系統的發展。

參考文獻：

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當今社會正在處在一個信息技術不斷更新發展的時期，電子科技技術的飛速發展給人們的日常生活帶來了很大的便利，同時廣泛應用于電氣控制中，電氣自動化控制系統是電氣控制的一個主要系統，其對電氣設備的正常運行可以進行有效的控制。隨著科學技術的發展，各種新型的控制元件和應用軟件不斷應用于電氣控制系統中，提升了整個系統的可靠性，精簡了作業流程，提高了企業的生產效益。

1 電力電子技術概念和發展現狀

1.1 電力電子技術概念

電力電子技術是一門廣泛應用于電力系統的電子技術，其目的就是對電力系統中的電子元件進行有效的轉換和控制，從而達到提高電力系統工作效率的目的。電力電子技術主要分為電力電子器件制造技術和變流技術兩部分，在電氣控制的過程中電力電子技術充當重要的角色。電力電子技術依靠電子學、電工原理和自動化控制技術三個領域的相互合作，在工業生產中對電氣設備進行有效的控制，電力電子技術對電氣系統中的電路進行數據檢測、信息記錄和故障預警等功能，對不同生產工藝的電力設備的運行情況進行監控。

1.2 電力電子技術的發展現狀

電力電子技術的發展主要分為兩個方面，分別為電子器件制造和電力電子電路應用，隨著科學技術的不斷發展，電力電子技術在這兩方面有了很大的發展，電子器件的發展過程經過了不可控制性、半控制型和全控制型三個階段，時至今日電力電子技術在電氣控制中已實現了自動化控制，這不僅體現了電力電子技術的快速發展，還能在一定程度上促進電力電子技術的發展。現在出現一種智能化技術，其在電氣控制中已逐漸得到應用，智能化技術的運用可以實現電氣系統自動化控制，智能化技術通過對下降時間、魯性棒變化和響應時間系統的控制，維持電氣系統的順利進行，智能化技術還可以對電氣自動化系統進行數據監測和調節，在電氣自動化系統中設立反饋機制，在故障發生時，電力設備可以進行自我調節，實現自我控制、自我調節，同時還減少了人力資源的消耗。目前電力電子技術已經形成了先進的功率集成電力，雖然以當前的技術水平使功率還處于一個較小值，但是隨著電力電子技術的不斷發展，提高電力功率只是一個時間問題。

2 電力電子技術在電氣控制中的應用分析

電力電子技術在電氣控制中的應用主要有軟開關控制裝置、電路保護裝置、靜止無功補償裝置、有源電力濾波器和高壓直流輸電技術等方面的應用，可以運用電力電子技術對電路進行有效控制并對電子元件的運行進行監控，提高電力系統的可靠度。

2.1 軟開關控制裝置

隨著電子技術和電力系統的發展，電力系統對電磁兼容和效率的需求越來越大，這就要求電力裝置滿足輕便和小型的要求，傳統的電力系統中通過開關控制來節省變壓器和電容等元件的占用空間，但是這樣高頻率的開關轉換會使其損耗過大，并會對電路的效率產生不利的影響，同時也會產生一些額外的電磁干擾。軟開關控制裝置很好地解決了這一缺陷，特別是在減少噪音和降低開關損耗上有很大的幫助，目前軟開關控制裝置用于很多電力系統中，研究表明在開關頻率大于1Mhz的情況下，其性能也會達到理想的狀態。將多個簡單的電路通過串并聯成一個組合電路的方法在很多情況下會提高電力系統的性能，軟開關裝置的應用越來越廣泛。

2.2 電路保護裝置

電氣控制系統中電路保護裝置占有重要的比例，當電力電子電路中的元件方式故障時可以對電路作出保o措施，常有的電路保護裝置有電流繼電器、快速熔斷器等，但是隨著電子技術的發展，電力電子元件趨向小型化和高功率化，傳統的電路保護裝置已經不能滿足電力電子電路保護的需求。電力電子技術可以在電路中加入過電流保護電路，結合電路檢測裝置反饋的信息，在檢測到電路中存在過電流時可以自動對電子元件進行斷電處理，達到保護電路和電子元件的作用。

2.3 靜止無功補償裝置

隨著用電需求的增加，對電網功率變化的需求也不斷增加，電網中功率的頻繁變化和一些沖擊性負荷的增加對電網的穩定性產生了很大的影響，不利于電網電路中低頻振蕩的有效控制，而通過靜止無功補償裝置可以增大電力系統和負載的相關因數，降低電力系統中功率損耗值，同時還可以控制電路中電壓的穩定性，提升電力使用質量。

2.4 有源電力濾波器

有源電力濾波器的工作原理是對電路中的補償元件進行檢測，從而得到一些等分量的諧波電流，然后再利用補償裝置產生一個與諧波電流分量相等極性相反的電流分量，使其與檢測的諧波分量相抵消，使電網中的電流沒有諧波電流只存在基波電流。有源電力濾波器以其響應速度快和補償功能多樣性的特點，可以有效地減少電網阻抗的影響。有源電力濾波器由兩部分組成，分別為補償電路發生裝置和指令電流運算電路，通過電力電子技術對電路中的補償電流進行檢測，然后得出電路中無功電流和諧波的分量。

2.5 高壓直流輸電技術

現電廠輸出的都是交流電壓，但是交流輸電過程會產生大量的電量損耗，并且不易控制，造價也很高，因此現在選用的都是直流輸電，在高電壓大容量和遠距離的輸電的情況下要選用直流輸電，直流輸電技術通過高壓直流輸電技術可以將交流電壓轉變為直流電壓，然后直流電輸送到各地的變電站內，再通過直流電逆變過程，轉變為交流電，最后再供用戶使用。

3 結束語

電力電子技術隨著科學技術的進步不斷發展變化，其在電氣控制中的應用越來越廣泛，并占有重要的作用，我們要深入研究電力電子技術在電氣控制中的應用情況，查找電力電子技術應用的不足之處，充分發揮電力電子技術的優勢，促進電氣控制行業的發展。

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隨著社會經濟快速發展，社會的進步，我國科技和信息化水平在逐漸的提高，電網在發展過程中也面臨著全新的挑戰。依靠著現代信息、網絡、通訊技術的發展，電力電子技術在配電網中得到了廣泛的應用，同時這也是未來發展的主要趨勢。但是配電網在發展過程中還面臨著一些問題，因此如何加強電力電子技術在配電網的使用已經成為了人們在研究過程中的主要一部分。

1 電力電子技術的發展

隨著社會不斷的發展，電力電子技術在電力發展過程中得到了廣泛的應用，同時還也加大了功率開關器件的使用效率?，F階段，在市場上已經有6kv/6ka的門級可關斷元件，在元件使用過程中，其主要的效率達到了10MW，這對電力電子裝置技術在配電網的應用起到了重要的作用[1]。隨著電力電子技術在電力電子芯片中的使用，使電力集成技術得到了快速發展，同時，這在一定程度上還能減少配電網功率的開關，將電力信號信息更好檢測出來，從而形成一種自動診斷、保護功能合為一體的主要智能模版，使電力電子技術更好的在配電網中得應用?，F階段，電力電子裝置在運行中具有一定的穩定性、可靠性與先進性，為人們的用電生活得到了保障。

電力電子在裝置應用過程中為電力系統提供較高了現實性。電力電子的開關元件本身還具有一定的高速開端和觸電點性能的主要特點，其使用壽命較長，方便人們使用，同時它還在一定程度上了取代了傳統的繼電保護裝置，從而提高電力電子技術的穩定性與可靠性。電力電子技術主要內容就是在不改變現代網絡的情況下，將電力電自己技術與配電網進行結合，從而有效的控制住現代信息技術，并對電力系統中的電壓、線路、功率等進行準確的調控，從而降低輸電的損耗，這在一定程度上保證了電力系統在使用過程中的穩定性。

2 電力電子技術在配電網系統中的應用

隨著時代快速發展，人們的生活質量也在逐漸的提高，電力用戶對電能質量的要求也越來越高。人們在用電過程中要求供電不斷、電壓波動較小，還有一些用戶在用電中要求電壓波形近與正弦形，不會受到任何撒布的干擾，如果出現電壓不穩現象，需要不受故障波動的而影響用戶的生活[2]。針對這些問題，我國供電部門一直在不斷的研究。

2.1 用戶用電

美國早在90年代就提出了專業的“用戶電力”概念。用戶用電的主義含義是指電力電子技術在設計計算和現代通信儀器時的主要成就，按照制定的標準來滿足配電系統的可靠性與電力質量的要求。同時“用戶用電”還被人們稱作為“制定的電力”，要想將電力電子技術在配電網更好的應用需要將電力電子技術落實到配電自動化系統中，從而提高用電質量。要想更好的提高用電質量還需要注意噴點系統用電源投入，發生故障需要及時解決，在故障解決之后需要將普通的開關切換到備用的電源中，在這個過程中只需要0.2～0.5秒之間。如果電子為靜態，只需要5毫秒就可以，從而保證電力可以正常運行。但是，配電網系統發生故障時，不管是兩相短路還是三相短路，都會使整個的系統電壓下降，這對用戶的用電安全造成了一定的影響。如果出現問題，只有使用電力電子裝置稱才能保證電力正常運行。

2.2 電力電子技術在配電網的應用特點

電力電子技術在配電網中的裝置的主要原因有：（1）提高用戶用電的可靠性，我國相關的電業部門在流輸電應用都廣泛使用電力電子技術；（2）電力電子裝置自動化程度更高，方便人們使用。同時電力電子在裝置過程中其速度極快，同時還非常的智能化，相關技術人員可以在使用過程中按照一些列的專業設備完成各種自動化系統；（3）隨著社會不斷的發展，電力電子技術安裝的容量已經不斷的擴大，已經完全的接近配電系統在應用時所需的規模。通過人們不斷的研究，電力電子裝置也被人們充分保護，其在工作過程中更高發揮出更好的作用，同時還能承受了足夠的短路與電路電流中的所有電壓；（4）電力電子裝置技術的主要趨勢是在常規項目安裝中，在安裝過程中除了可以保證其技術的主要特點之外，同時電力電子技術還可以根據一些可防效線性元件。比如說一些在生產時不穩定的電壓、電流以及各種調制系統等等；（5）電力電子技術在裝置過程中使用成本較低，滿足人們的需求。成本主要下降的原因的電力電子技術中的一些元件價格隨著市場的調動而產生變化。這些電力電子技術在配網中主要的應用特點[3]。

3 結語

電力電子技術在配電網中也得到了廣泛的應用，電力電子技術會隨著社會不斷的發展而改變。電力電子技術在配電網的應用會有效的提高其本身元件的使用壽命，提高人們用電的可靠性與穩定性。本文對電力電子技術在配電網中的應用進行了簡單的分析，文中還存在著一定的不足，希望專業人員加強對電力電子技術在配電網中的應用，從而使我國的配電元件開斷功率得到快速的提升。同時，這也的預示著電力電子技術在配電網中未來的發展趨勢，實現了配電系統電子開關的靈活調控模式。

參考文獻：

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關鍵詞：

電力電子技術；配電網；應用；輸電能力；靈活交流輸電技術

在電力市場競爭愈加激烈的背景下，電力企業提升輸電質量和穩定性顯得十分關鍵，直接關乎企業的長遠生存和發展。尤其是在當前信息時代背景下，越來越多先進信息技術、網絡技術、通信技術和自動化技術應用其中，在此基礎上，電力電子技術以其獨特的優勢被廣泛應用在配電網中，在提升電網輸電能力和系統穩定性的同時，可以為用戶提供更加優質的供電服務，創造更大的經濟效益和社會效益。由此看來，加強電力電子技術在配電網中的應用研究十分關鍵，有助于推動我國電網朝著智能化、自動化和信息化方向發展，為國民經濟持續增長打下堅實的基礎和保障。

1電力電子技術的發展分析

在社會進步和發展下，城市現代化建設進程逐漸加快，對于新時期的電網建設提出了更高的要求。電能作為社會生產生活有序開展的基礎保障，電力電子技術以其獨特的優勢被廣泛應用在配電網中，可以有效提升電網運行穩定性和輸電性能。尤其是在當前市場發展中，6kV/6kA的門級可關斷元件進入到人們視野，元件在具體施工中，功率可以高達10MW，在一定程度上促進了電力電子技術在配電網中的廣泛應用和推廣，意義十分深遠[1]。電力電子技術在電子芯片中的應用，可以有效提升電力集成技術水平，同時還可以有效減少配電網功率開關，提升電力信號信息檢測準確度和效率，促使系統具備自我診斷和保護功能，更為充分地發揮電力電子技術優勢，提升配電網輸電能力?，F階段，電力電子技術在實際運行中，具有可靠性、穩定性的特點，在滿足電網建設和發展需要的同時，為社會生產生活提供更為堅實的保障和支持。電力電子技術在電力系統中應用?，F實性較強，電力電子的開關元件自身具有觸電點性能和高速開端特點，可以有效延長設備使用壽命，為人們帶來更加便捷和優質的服務[2]。同時，可以代替傳統機電保護裝置，有效提升系統的可靠性和穩定性，改善電力系統運行中存在的問題。更為關鍵的是，電力電子技術在實際應用中，可以在不影響現代網絡的基礎上，進一步和配電網整合在一起，加強對現代信息技術的控制，根據實際情況動態調整電力系統線路、功率和電壓，在提升配電網輸電能力的同時，盡可能降低電能的損耗，促使電力系統可以安全、穩定運行，為國民經濟持續增長做出更大的貢獻，意義十分深遠。

2電力電子技術在配電網系統中應用

電力電子技術在配電網中應用，主要是為了應對用戶不斷增長的電能需求，在用電過程中可以實現連續供電，降低電壓波動，促使用戶在用電過程中可以有效避免干擾，如果電壓不穩定，可能會對用戶生活帶來十分深遠的影響。

2.1補償器

2.1.1串聯補償器

串聯裝置在實際應用中，可以有效降低系統運行負荷，是一種面向負荷的補償方式，可以有效改善電壓波動和不平衡高次諧波等問題對系統帶來的運行負荷。串聯裝置更多的是應用在特定負荷方面提供補償，負荷容量直接決定串聯裝置容量。配電系統中串聯同步補償器在實際應用中，最為典型的就是動態電壓恢復器。核心裝置為同步電壓源逆變器，通過對逆變器的控制可以產生同電網同步的三相交流電壓[3]。如果線路測電壓出現異常變化，逆變器輸出電壓可能出現不同程度上的變化，用于補償電壓差異，確保電壓敏感設備的電壓變化在可接受范圍內，設備可以安全穩定運行。與此同時，如果供電中斷，儲能裝置可以為補償器提供能量支持，持續為負荷輸送電力。Siemens公司將此種產品投入到實踐運作中，可以有效消除電壓突降對于工廠生產帶來的影響，短期內即可回收投資成本。所以說，DVR技術在實際應用中效果較為可觀，值得廣泛推廣和應用。

2.1.2并聯補償器

在并聯補償器中，作為一種面向系統的補償方式，并聯裝置容量除了由系統運行負荷決定以外，系統的容量同樣對其產生影響。在實踐中，更多的是用于降低負荷。其中最為典型的即是DSVC裝置，具體可以分為TCR和TSC兩種，其中TCR通過控制晶閘管開通可以有效改善流過電抗器電流性能，改變無功功率大小。TSC則是通過晶閘管開通和關斷來動態控制系統無功功率大小。DSVC反應能力和自適應能力較為突出，配電網中應用DSVC可以有效降低用戶沖擊性負荷，實現無功快速補償，盡可能降低電網電壓突降影響到設備的安全穩定運行。與此同時，在電氣化鐵路中運用，主要是為了解決不對稱負載帶來的問題，降低負序電流對系統正常運行帶來的影響，還可以控制電壓波動問題，切實提升配電網輸電能力和輸電質量[4]。

2.1.3串并聯補償器

為了能夠充分發揮串聯補償器和并聯補償器的優勢，可以將兩種補償器混合使用，充分發揮各自優勢，在面向系統的同時，面向負荷，確保系統的穩定運行。

2.2有源濾波器

在配電網系統中，一般情況下，電力系統的電壓總諧波畸變率大概在2%～3%，在特殊情況下方會達到16%。有源濾波器則是借助電力電子技術抑制諧波的設備，經過不斷完善和創新，為APF在工業生產證廣泛應用提供了良好的條件。通過對電路將非線性負載電流進一步劃分為兩個部分，即諧波分量和基波分量兩種。輸入和負載諧波分量大小一致的補償電流，以此來有效改善非線性負載對于配電網正常運行帶來的影響[5]。較之無源濾波器而言，APF技術優勢十分突出，但是由于成本較高，所以尚未能在實踐中全面推廣和應用。當前較為常見的方法就是將有源濾波器與低次諧波的無源濾波器混合搭配使用，這樣不僅可以滿足降低非線性負載對于配電網穩定運行帶來的影響，還可以獲得更加可觀的性價比。伴隨著電力電子技術的不斷創新和發展，器件價格逐漸降低，相信在未來電力系統中必然可以廣泛應用APF，為電網建設和發展做出更大的貢獻。

2.3固態開關技術

固態開關技術主要是借助晶閘管自身切換速度快和無觸點優勢，實現快速開關切換的無電弧投切。同時還可以降低器件發熱和操作過電壓，避免系統出現故障。

3結語

綜上所述，在配電網建設和發展中，應用電力電子技術，可以有效提升電力系統運行效率和輸電能力，降低系統故障概率，推動電網信息化、自動化和智能化發展。

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[3]張祥龍，周暉，肖智宏，等.電力電子變壓器在有源配電網無功優化中的應用[J].電力系統保護與控制，2017（4）：80-85.

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電力系統中，無功功率不足將導致電網電壓下降，無法滿足電能使用質量。而且，無功功率得不到合理分配，也會導致線損增加，從而增加電力系統運行過程中的經濟成本。伴隨電力電子技術的極速發展，大量非線性負載（如各種相控裝置）投入使用，這些裝置在工作時由于裝置內網側電壓超前于電流的基波分量，造成巨大無功功率的耗費，使系統電流產生非線性的畸變，非線性負荷產生的諧波電流不僅會消耗部分無功功率，還會在系統中產生諧波電壓，引起電網電壓的畸變，導致電力系統中嚴重的諧波污染。目前，電力系統中的無功損耗和諧波污染問題越來越嚴重，不但降低了電能的使用質量，還威脅到整個電力系統安全有效地運行。

1.2無功和諧波污染問題解決途徑

早期的無功功率補償的手段主要是并聯電容器、同步調相機以及飽和電抗器（SR-SaturatedReactor）。隨后，能夠極好的調節無功功率輸出性能的靜止無功補償器（SVC）問世，SVC不僅能夠跟蹤負荷并且快速變動，而且還能夠連續平滑地改變無功功率的大小及方向。80年代至今，靜止同步無補償器STATCOM的出現引起各國的普遍關注，它不僅能夠進行連續快速的調節，而且具有諧波較小、損耗較低、更廣的運行范圍以及高可靠性等優點。早期的諧波抑制手段主要是LC無源濾波器，然而由于無源濾波器設計困難、造價高等缺陷，其必將被效率高、動態補償特性好的新型有源濾波器所取代。由此可見，電力電子裝置產生的無功和諧波問題的解決依賴于先進的電力電子技術的應用，電力電子技術與無功功率補償和諧波抑制緊密聯系密不可分。

2電力電子技術在電力系統中的應用

2.1發電環節的電力電子技術應用

電力電子技術在發電環節已在世界各大電力系統中廣泛應用，主要體現在發電機組的勵磁控制和變頻調速上。大型發電機的靜止勵磁控制技術結構簡單、可靠性高、造價低。水力、風力發電機的變速恒頻勵磁能有效改善電能轉換過程中耗能大效率低的問題。

2.2輸電環節的電力電子技術應用

（1）柔流輸電技術（FACTS）。FACTS當前廣泛應用于各種輸電線路中，其表現方式主要是柔性的交流輸電設備。通過在輸電線路的各個重要部位加裝電力電子控制技術裝置，適時控制輸電線路中的各項重要參數，以達到合理分配輸電過程中電能功率的目的，減少輸送成本和電能的無功消耗，大幅度地提高電力系統的安全性、可靠性、經濟性及穩定性。（2）高壓直流輸電技術（HVDC）。HVDC在電力輸送系統中的應用以晶閘管使用為代表。從第一次在直流電的電力輸送系統中應用開始，直流電電力輸送系統中就一直有晶閘管的應用。具有可操作性能的電力輸送控制器（如GTO、IGBT）的出現標志著可操作電力系統輸送設備問世，該電力輸送設備替代了交直轉換變壓器在電流轉換過程的使用，降低電力產生成本，極大提高電力系統中電流交換設備的競爭力。（3）靜止無功補償器（SVC）。SVC在電力系統中應用范圍主要是負荷補償和輸電線路補償，靜止無功補償器在大功率的電力輸送網絡中，主要作用是控制電網電壓，也能夠有效提高電網的穩定性、阻尼等。

2.3配電環節的電力電子技術應用

電力電子技術在電力配送系統中的應用是以用戶電力技術（CP）的使用為代表，CP技術和FACTS技術是電力電子技術快速發展的典型，二者又極為相似，各自的控制器在結構和功能上均相同，所不同之處僅是額定電氣值的差別。目前，隨著科技的發展，二者已逐漸結合成一體，即DFACTS技術。