摘要：将电力电子装置应用于电力系统当中，可有效提高电力系统的转换效率及升级速度。因此，如何使电力电子装置在电力系统中得到良好应用，则成为一个关键性问题。本文围绕着这一问题进行了专项研究，希望相关建议能够为电力系统工作人员提供参考及借鉴。
关键字：电力；电子装置；电力系统；应用
近些年来，国家为了推动电力系统的快速发展，提出了一系列的政策及措施，目的是促进并完善电力电子装置在电力系统中的应用，这对于提升我国电力系统的运行水平以及提高供电服务质量都具有非常重要的现实意义。
1.在发电环节中的应用
1.1发电机组励磁
静止励磁技术具有调节速度快、易于控制、显著提高发电厂运行效率等优势。尤其在水力发电机组中，通过励磁电流频率的动态调整，可实现发电系统对水头压力及水流量的快速调节，使发电质量及发电效率均提到了大幅提升。
1.2风力发电
在风力发电中，变流器具有非常强大的作用。它可以使原本不稳定的风能发生转变，使其电压、频率、相位等指标均符合并网要求。近些年来，变流器拓扑结构正在快速向多电平拓扑方向发展，使风力发电的容量和电压等级均得到了大幅提升，同时降低了线路损耗以及传输导线的成本，实现了风力发电的大规模开发与利用。
1.3光伏电站
光伏电站的投入使用实现了太阳能的集中与高效利用。通过向并联逆变器施加“电网友好”控制方案，使光伏电站具备了无功补偿、有源滤波和动态电压补偿等多重功能，进一步提升了光伏电站的发电能力。现阶段，还需要对光伏阵列的组合方式、逆变器的组合方式及其并网拓扑等因素进行更深层次的探索与研究，最终实现光伏电站的大范围推广应用。
2.在电能存储环节中应用
2.1可调速抽水蓄能
抽水蓄能电站主要由上水库、下水库、输水系统及发电系统构成。在实际运行时，上、下水库的落差是处在不断变化之中的。因此，抽水蓄能电站只有在变速的状况下工作，才能发挥出最佳的发电效能。在发电机组中，可调速抽水蓄能主要采用转子绕组励磁的方式进行工作。而励磁调节主要采用基于晶闸管的周波变换器、基于全控器件的电压型或电流型变换器完成。
2.2压缩空气储能
当电力系统的用电量处于低谷时，可将富余电量用于空气压缩机的驱动，将能量以高压空气的形式存储起来；当用电负荷处于高峰期时，再将之前存储的高压空气释放出来，驱动发电机进行发电。在压缩空气的过程中，通过变频驱动技术可有效调整电网负荷，并提高压缩效率；在电网发电的过程中，通过励磁技术可有效拓宽储气系统的发电范围，提高资源利用率。
2.3电池储能
电池储能系统主要包括电池系统和功率调节系统两部分。其中，电池系统主要通过小功率DC/DC变换器使电池模块中的电流达到均衡水平。还可以将大功率和高增益DC/DC变换器集成到电池模块中，将其作为电池模块的输出接口实现串并联成组，使直流母线的电压等级得以提升，不但简化了均衡控制要求，还使功率调节系统的拓扑得到了优化。在功率调节系统中，电压型四象限变换器充当着电池系统与电力电子设置的接口，变换器可采用三相桥式模块并联型及Ｈ桥模块级联型拓扑，除了用于电池充放电管理以外，还可用于储能系统并网功能的实现。
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3.微型电网
微型电网属于一种小型发配电系统。通过功率变换器的调节功能，可使微型电网中的局部功率得到平衡及优化，从而达到与外网并网运行的水平。当外网发生故障时，功率变换器还可以使微型电网在独立模式下运行，还可以持续向关键负荷供电，有效提高了电网的整体运行水平。根据以往的经验表明，将分布式电源以微型电网的形式接入到外网中，与其并网运行，是充分发挥分布式电源效能的最佳途径。
4.输电环节
4.1直流输电
直流输电分为常规直流输电和柔性直流输电两种。其中，柔性直流输电具有无功功率和有功功率独立运行、无需滤波、无需无功补偿装置、可向无源负荷供电、潮流翻转时电压极性不变等优势特点。因此，与直流输电相比，柔性直流输电的应用更为广泛。
4.2分频输电
分频输电系统对于传输电能的频率要求较低，可有效缩短交流输电线路电气之间的距离，从而提升系统传输能力，抑制线路电压的波动。由于分频输电可利用低频进行发电和输电，所以比较适用于水电、风电等可再生能源的发电系统。
4.3固态变压器
通过固态变压器，可将电力电子变换技术和电能变换技术有机融合到一起，从而使电压电流的幅值、相位、频率、相数和形状都发生变换。
5.电能质量
5.1无功补偿
动态无功补偿器在抑制系统功率振荡、保持母线电压稳定、解决负荷电压闪变及不平衡等方面都发挥着非常积极的作用。无功补偿器主要有链式静止同步补偿器和静止无功补偿器两种。相比而言，链式静止同步补偿器具有无功功率连续可调、总谐波畸变率小、速度快、可靠性高、节省空间等优势。
5.2谐波治理
谐波治理分为主动谐波治理和被动谐波治理两种。其中，主动谐波治理通过多重化技术和脉宽调制技术，降低变流装置，再将其注入到电网之中；被动谐波治理主要依托混合型、级联型有源电力滤波器和统一电能质量调节器等装置，在谐波源外部对其进行动态治理。这种治理方式可有效减少网侧电流谐波的含量，提高电力设备的用效利用率及运行效率。
5.3抑制电压暂降
在中低压电力系统中，电压暂降可能会导致生产中断或设备损坏，严重时甚至会造成产品或设备的报废。通过动态电压恢复器，可对不平衡的电压暂时起到抑制的作用。今后的发展中，从电网获取能量、多电平逆变器成为动态电压恢复器的主要发展方向。
结束语：
当前，我国的电力系统正在向智能化的方向发展。此时，加强电力电子装置在电力系统中的应用，对于这项工作的顺利推进无疑是非常必要。在今后的工作中，还应对电力电子在电力系统中的应用进行更加深入、细致的研究，确保其应用功效的全面发挥，推动电力系统运行水平的整体提升。
参考文献
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论文作者:黄金旋,杜乃莹
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/13
标签：变换器论文; 电压论文; 电网论文; 系统论文; 谐波论文; 电力系统论文; 功率论文; 《电力设备》2018年第17期论文;