龙川县供电局电力工程安装公司 广东龙川 517300
摘要：电力电子装置可推动电力系统由传统方式逐渐转变为可持续化、智能化的方式。本文主要就通过发电、电能储存、微型电网以及输送环节等方面，重点就电力电子装置在电力系统当中的实际应用展开了具体的分析与探讨，进而促使电力电子装置的可靠性、安全性、经济性以及标准性得到了显著的提升。最终就未来电力电子装置在实际应用过程当中所亟需解决的问题予以了相应的分析与探讨。
关键词：电力电子装置；电力系统；可靠性；故障运行管理；硬件回路仿真
作为目前人类应用各类能源的主要载体，电力系统无论是在能源的输送还是配给方面均具有至关重要的作用与价值。然而伴随着化石能源以及气候环境危机的影响，使得电力系统不得不转为可持续、智能化的发展方向。其中尤其以分布式电源以及各类能量储存装置的大量应用，地方、微型以及主干等三网融合的不断推进，使得更加高效、灵活的电力输送方式日益得到了人们的重视，向人们提供以质量可靠的智能化输送电服务，已成为当前电力系统的一项重要转型特征。
一、应用概述
（一）发电环节
1、发电机组励磁
在一般的大型发电机组之中应用以静止励磁手段，和励磁机相对比来说，其系统的调节速度更快，控制起来也更为简洁有效，可显著提升发电厂的运行效率与性能。在水利发电机组当中采用交流励磁技术，可借助于对励磁电流频率值的有效调整，来促使发电系统对于水头压力以及水流量动态改变速度的高速调节，使得发电质量与效率均得到了显著的提升。
2、风力发电
在风力发电的过程当中，变流器的重要性不言而喻，风电流器可借助于整流器与逆变器使风能转变为电压、频率以及相位能够与并网需求相符合的电力能源，其中发电系统应用具备以有功功率控制、无功功率调整以及并网频率改变、故障与低电压穿越的能力等。
（二）电能储存
将能量储存技术应用在电力系统之中可以显著缓解高峰时段的电力载负荷需求，促进对现有电力设备的综合利用并实现整体电网运行效率的显著提升，能够高效应对电网故障的出现，增强电能质量与用电效率，促使整体经济社会对于优质、安全、稳定的用电需求能够得以满足，在各类能量储存方式当中，抽水蓄能、空气压缩储能以及电池储能是较为常用的，往往能够实现兆瓦级的储能技术，促使抽水蓄能可以进行速度调整，抽水蓄能电站一般是经由上、下水库以及发电系统所共同构成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（三）微型电网
微型电网通常是借助于分布式电源、储能设备、功率转换器以及相应的符合与监控保护装置所共同组成的小型发配电系统。借助于功率转换器的转换，微型电网能够实现同外部电网的并网连接，并最终达到局部性的功率平衡以及能量的优化，在微型电网当中，分布式电源以及能量储存装置的互相连通，可利用多变换器方案来达成，亦可采用单项接口变换器的方式来实现，运用多项变换器之时，不同的控制器之间往往互相独立，必须要借助于通信方式来予以协调，其应用成本往往较高且可靠性较差。
（四）输电环节
直流输电一般涵括有常规性直流输电与柔性直流输电两类，其中较为常规的直流型输电方式主要是应用晶闸管当中的换流器。而柔性直流输电则较多应用全控器件的换流设备，和一般常规性的直流输电方式相较而言，柔性直流输电具备有有功功率与无功功率两类，并且这两类输电功率均可实现独立式控制，不用滤波以及无功补偿设备，能够直接向无源负荷进行电力供给，同时还具备有在出现潮流翻转之时电压的极性不发生转变等特性。
二、电力电子装置研究
（一）可靠性评估
在电力电子装置设备中，其稳定性、故障率以及正常运行时间、维护时间与使用率等相关指标共同确定其在电力系统之中的实际应用效能。因而，就针对电力电子装置开展可靠性评估，是提升装置安全性的一项重要基础内容，可靠性的评估有助于电力电子装置的设计与运行管理工作，并且对其所进行的定量评估结果，能够直接应用在设计是否同相关的技术规范相符合方面，同时也可将之作为对比不同拓扑结构、控制策略以及元件可靠性的重要指标，可借助于在设计环节当中增设冗余度算法，来促使装置具备有容错运行的特性。
（二）故障运行管理
在电力电子装置的元件设备亦或是其系统出现故障问题后，具备有一定容错运行能力的装置可利用对调制策略或方法额改变来使得隔离故障得以实现，从而可以有效的预防整套装置失控，容错运行内容主要涵括了降级运行以及准正常运行，降级运行是借助于对变化器原有冗余能力的运用，来使得装置能够在可忍受的故障问题出现后同时还可实现其主要功能，然而却会导致电压值、输出功率以及电能质量的下降等，降级运行具备有结构简便、成本低廉等显著特征，然而其应用范围却存在有一定的局限性，准正常运行便是通过在冗余设计当中新增一部分功率元件或是子系统，来促使装置能够在故障问题发生后仍然可以确保其应有功能的实现。
（三）硬件回路仿真
电力电子装置的开发工作牵涉到软件、硬件以及后期测试等多项环节内容，对于装置样机进行开发与验证的周期较长，且调试起来较为困难相应的设计方案成本也较高，应用小功率的模型组间对系统方案进行验证之时，装置当中的某些参数与特性很难在模型当中得到模拟，电力电子系统的回路仿真技术，能够使得系统设计及测试的有效性得以验证，有助于对控制器的合理开发，能够确切的对硬件动态特新及极端工况进行确切的模拟。
三、未来亟需解决的问题
在面对电力市场不断增大的电量需求，以及实现电力系统的长远性发展，对于电力电子装置的实际应用需解决以下几项难题：第一，多能源能量储存电力系统当中对于变换器的设计、运行及控制方法问题；第二，在风电场中需解决多端直流输电系统当中电压源型换流器的相关问题；第三，在微电网当中对于多逆变器并联后，同时做好相关的电能质量控制方法研究；第四，对于可再生能源当中发电的功率变流器稳定性问题；第五，在一些规模较大的光伏电站之中，并网逆变器集群的实际运行与控制方法问题；第六，在柔性交流电力输送系统之中的潮流控制设备以及固态限流器探究；第七，针对大容量的电力电子装置非线性探究；第八，在高电压大容量条件下电力电子装置的设计过程、拓扑优化、模块集成等相关问题；第九，在电力电子装置当中对于数字控制器的标准化探究活动。只有解决了上述相关问题，才可确保可再生能源的并网规模、优化配置能力以及系统的安全性与稳定性得到良好的处理。
结束语
将电力电子装置应用于发电、电能储存、微型电网以及输送环节后，可促使电力系统的性能特征得以极大的改善，并推动电力系统实现转型升级。应用可靠性评估、故障运行管理以及硬件回路仿真等电力电子标准模块，开展相关的深入研究，可确保电力电子装置能够具备较长的使用寿命以及较低的成本，同时还可确保高安全性。对电力系统的实际需求进行分析，针对性的攻克相关的技术难题，能够给予电力系统的长远发展奠定以坚实的技术性基础。
参考文献：
[1] 高宇.基于SOM神经网络的风电电子装置故障诊断[J].电力系统及其自动化学报,2013,(3).
[2] 汤广福,贺之渊.相似理论在大功率电力电子装置试验中的应用[J].中国电机工程学报,2014,(22).
论文作者:何祝凤
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/12
标签：装置论文; 电力电子论文; 电力系统论文; 电网论文; 功率论文; 可靠性论文; 电力论文; 《基层建设》2016年11期论文;