电力电子范文第1篇

模拟电路诊断开始于二十世纪六十年代，发展了二十年后，在二十世纪八十年代，模拟电路故障研究有了更大的发展和研究，朝着更为实用的多故障诊断方向迈进，而电力电子电路对其它的模拟电路也起到了一定的促进作用。在二十世纪八十年代，美国的电力研究所起初对电力电子设备进行早期的故障检测方面工作，相比之下，我国的电力电子电路诊断工作开展的稍微晚一些，基本上是在引进国外较为先进技术的基础上再进行研究和吸收发展的。在测试手段方面，对电力电子电路进行诊断最为常见的是电压，电流方面也有少量的应用，近些年来出现了红外和磁信号等各种新型的检测手段和诊断方式。我国浙江大学的吴为麟教授还提出了采用加速度、无线电波和声能来对其进行检测和诊断，进一步对其进行了研究和分析，在他看来，利用综合型的信号检测电路的状态会对装置系统的可靠性预测和诊断带来积极作用。此外，还有专家提出将神经网络和红外图像检测相结合，来提高诊断速度、检测装置简化和测试程序复杂性低的效果。通过对大量的电力电子电路的在实际中的运行情况进行分析和比较，不难发现大多数的故障都以功率开关器件的损害为主要的原因，在这其中最为常见的是功率开关器件的直通和开路，这被称作是硬故障。但是电力电子电路的故障诊断不同于普通的模拟电路诊断，关键在于故障信息的存在，这对信息的实时检测以及在线诊断提出了更高的要求。

电力电子电路装置一旦出现故障会对装置本身的电气设备设施造成影响，还会带来一些问题，比如设备损害甚至造成生产无法正常进行，造成企业停产等严重后果，更为严重的是还会造成安全事故，有一定的危险，严重的时候会发生人员伤亡事件。在电力电子电路中，最容易出现的故障多表现在晶闸管的损坏方面，其中晶闸管的短路现象和开路现象是比较常见的，因为电力电子电路的故障和模拟电路的故障有所不同，发生故障再到停电的过程时间很短暂，所以要求运行的操作人员在短时间内要判断出故障的元器件损害再去报警是比较困难和难以实施的，哪怕是有着丰富经验的工作人员也会受到人为因素和现场操作环境的影响，难免出现错误的判断，这就需要智能的方法来进行处理和分析。针对具体的问题，及时有效的做出判断来减少损害。对电力电子电路进行及时有效的智能诊断可以实现对故障进行预报，从而有助于采取及时有效的措施来预防事故，降低事故风险，排除安全隐患。根据诊断的结果进行对设备和装置的维修和维护，从而有效提高管理水平和技术，方便检修和维护，有效降低检修所需要花费的时间和人力，提高设备和装置的利用效率，保障使用效果的良好，这对提高设备的制造水平和技术也会起到重要的作用。不难发现，电力电子电路故障诊断对工业生产和国民生活的各个方面都会产生重要的影响，起到重要的作用。

2对电力电子电路故障诊断技术研究的作用和意义

电力电子技术日益重要，在改造传统的电力、机械、交通、化学化工、轻纺和矿冶等方面都具有突出的作用，对航天、通信和激光等高新技术的发展和能源的高效利用都有突出的贡献。就从电力和电子的变流这项技术来看，在发达的国家大约有八成的电能是利用电力电子技术转化之后再进行使用的，在未来几年内这个比例还会更高。之所以电力电子电路技术得到广泛的应用和推广，涌现出各种高性能的电子电力电路产品，也是得益于现代科技的不断发展和进步。但是，也对电路发生故障的对设备的维护要求更高，传统的人工诊断技术和方式很难满足现如今的要求，要有效克服这个问题需要对电力电子电路进行更加高效合理和科学的研究和探索。

第一，电力电子电路设备一般在工程系统中发挥起到核心电源或控制器的作用。如果出现了故障而没有办法短时间内进行恢复，那么会对设备造成严重的损害，严重的话还会造成不必要的人员伤亡事件的发生，造成的经济损失也会比较大。突出的表现在对可靠性要求高的领域，比如在航天设备中使用的电子设备，这对电力电子电路的测试、诊断和维修技术要求是相当高的。

第二，针对一些电路元件数量多的电力电子电路，比如说有的新型的静止无功发生装置的多达数十个晶闸管，如果采用每一个都诊断的方法来进行诊断势必会浪费大量的时间和人力，所以需要研究和开发出一种智能的故障诊断功能的方法和技术，可以有效的节约大量的人力、财力和物力，提高资源的利用效率。

第三，在很多领域内对电力电子设备一般都有很高的要求，要求极高的可靠性、准确性和安全性。此外还要求电力电子设备具有自我诊断、自我修复和自我测试的功能和作用。这对电力电子电路的工作状态和运行提出了更好的要求，要实现及时有效准确无误的判断，当出现故障时能够及时检测并有效排除和处理，还要能够在不影响正常的电路运行的状态之下进行定位和修复，还需要再次快速的投入到使用和运行中去。这对电路的智能诊断技术提出了新的要求，要能够有效并快速的明确出故障发生的位置以及问题出现的原因，大力减少电力电子电路无法运行的时间，还需要容错的电力电子电路系统来有效的提高系统的可靠性、准确性和安全性。

第四，伴随着电子工业的蓬勃发展和进步，使得集成技术也得到了更加广泛的普及和应用，由于越来越复杂和精细的电子电力电路设备，对其保养和维护也比较复杂多变，因此需要花费的资金也是十分庞大的，要对还没有出现的电子电力电路的故障进行预防和预测，这样可以减少当设备出现故障时的损害度，有效的节约日后维修的成本和资源。

3电力电子电路智能故障诊断方法介绍

电力电子电路故障诊断技术有：对故障信息进行检测和对故障的诊断两个方面。对故障信息检测是利用专门的故障检测技术来对故障发生时的信息进行提取，为故障分析提供可供参考的依据和数据；另外对故障进行的诊断和判断，以故障诊断出的信息，来对产生故障的部分来进行分析和进一步推理，从而可以找出导致故障出现的原因所在，来明确出现故障的位置和区域。就当前来看，比较常见的电子电路智能故障诊断方法、使用比较多的对故障信息的预处理主要有：小波变换、数据聚类、现代谱估计法、粗糙集、主成份分析、傅里叶变换和归一化处理等。需要注意的是，对这些技术的使用不是单一使用，更多采取多种技术来获得最好的电力电子电路故障特征的集合判断和分析。

3.1频谱分析法。

电力电子电路的故障诊断的频谱分析方法具有的鲜明特点和优势表现在：检测硬件简单和测量点少两个方面。但是在特殊场合如触发脉冲故障等时频谱分析方法会显得不太适用。

3.2粗糙集方法。

这个方法的主要是依赖于建立在保持分类不变的基础上，利用对知识的约简来推导概念的分类，特点在于能够分析并处理不完整和不精确的各种定量、定性或者混合性的不完整信息，能够从中发现隐含信息，揭示规律性。但是由于粗糙集方法是从不精确和不完整的信息中推导出的诊断规则难免会出现误差。

3.3小波分析和小波包分析法。

该方法是目前应用比较广泛的方法，它具有频域和时域的高分辨率，并且能够很大程度上降低故障特征来简化神经网络的结构。不少专家学者将小波包、决策树和主成份分析三者结合起来来进行对电力电子电路故障的诊断技术研究，用小波系数能量法以及小波系数模极大值法进行诊断的结论，还就如何选取小波包基的问题进行了分析和研究，分析了基于散度准则和距离准则等方法。

3.4专家系统诊断方法。

专家系统是属于智能计算机程序系统，它的内部包含有大量的某领域专家水平的知识和经验，从而能够利用专家的知识和经验来解决问题的方法，处理该领域的问题。换言之，专家系统是一个有着大量的专业知识和经验的程序系统，它被广泛应用于人工智能技术和计算机技术方面，以某领域的一个或多个专家所提供的知识和经验，进行进一步的推理和判断，模拟出人类专家的决策过程，这样有助于解决需要人类专家处理的复杂性问题。电子电路智能专家系统诊断利用专家的知识对出现的故障问题进行描述和判推理，较之传统的诊断来说，冲破了个人知识的局限，有助于对专家的经验进行推广，最大限度的得到利用人力资源，最专业人才的培养也是大有帮助的，电力电子电路智能故障诊断方法依赖于专家系统的诊断方法可以使其有更好的发展和进步。

4结束语

电力电子范文第2篇

【关键词】电力系统 电力电子技术 应用

电力电子技术不是一项单一的技术，包含着电力、控制以及电子三方面的内容，是一项系统化、多样化的技术，主要的研究方向是电力变化，其主要目的是使得电力的交换与控制更加简易，方便人们日常生活。电力电子技术的运用十分广泛，根据统计数据显示，发达国家有超过60%的最终使用电能经过一次以上的变流装置处理。

1 电力电子技术的发展概述

变流技术包含电力电子设备的制造和电力电子的电路设计。这两个方面是电力电子技术的两个主要分支，电力电子器件的发展经过了3个阶段，分别是半控型、全控性以及复合型的发展过程，最后将保护电路、功率器件、驱动以及控制集成一起，形成集成电路（PIC），目前这种形式存在着功率较小的弊端，却是电力电力技术发展的一个十分重要的方向。

整流电路作为广泛应于电力电子电路设计的电路形式，具有一定的普适性，20世纪80年代之后，逆变电路成了主流，被广泛运用于电路设计当中，但是占主流地位的还是整流电路。电力电子电路向高频化趋势反向发展，像电路拓扑形式也不断涌现。同r微处理器的数字控制也不断发展，使得电子电力系统的控制技能发展到一个新的层次，渐渐取代了模拟控制，也是电力电子控制技术的一个新的发展方向。

电力系统的现代化是一个繁杂的过程，其实现绝对离不开电力电子技术的广泛应用。对于长距离、大容量输电，直流输电有着无可厚非的优势，其通过金闸管变流装置的作用实现其功能。除此之外，柔流输电也需要通过电力电子技术的相关装置才能实现其功能。在电力系统中，谐波抑制与无功补偿具有非凡的意义。晶闸管控制电抗器（TCR）以及晶闸管投切电容器（TSC）都是电力电子技术中重要的无功补偿装置。新型的电力电子装置，如源电力滤波器（APF）和静止同步补偿器（STATCOM）都具有更为强大的性能，更优越的无功补偿和谐波补偿的功能。电力电子装置在电力系统中的运用十分广泛，具有重大意义。

2 高压直流输电技术的应用

当交流电通过发电产传输出去，然后通过换流器整流交流电变成直流电，再经过输电线路的作用，将直流电输送至用电端，最后将直流电逆变为交流供电使用，这种技术形式我们就成为高压直流输电。其具有传输功率大、控制性能好以及线路造价低等优良特点，当前电力系统中，在高电压大容量、长距离输电以及异步联网方面存在着一些不足，高压直流输电技术可以有效的解决这个问题，直流电架空线路的高价低廉，能耗小，相比其他形式具有良好的稳定性，可以有效实行地下或者海底输电，容易实现不同电网的互联以及分级分期建设和增容扩建的优点。

3 有源电力滤波器

动态响应，高速度，功能多样和高稳定性是有源电力滤波器的优点，其有抑制谐波的作用，是当今电力电子发展的一个方向。有源电力滤波气的工作远离就是检测补偿对象，从而得到谐波电流的基本信息，最后产生一个等量的反极性电流分量，就可以和谐波电流相抵消，最后使得进入电网的电力仅仅含有基波。

有源电力滤波器包含两个部分，补偿电流发生电路与指令电流运算电路，两者相互作用，产生补偿电流，最后得到实际电量。

4 电子电力装置在电机中的运用

在水里发电机系统中，水力压力和流量是所能发出电流量的两个决定因素，因为机组的发电量会随着这两个因素的变化发生很大的变化；而在风力发电系统中，电量与风度的三次方呈正比，所以风力发电机所能发出的电量与风速密切相关。因此机组是变速运行的，如果想要获得最大的有效功率，就需要调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后始终保持一个恒定输出频率。电子电力装置在水力、风力发电中的运用特别广泛，特别是在变速恒频励磁方面。同时，半导体晶闸管整流和并励性能相互构成的励磁系统，是一种高稳定性、造价低廉以及技术结构简易的优良特点，应在电力系统中不断推广，以实现快速调节等现代化手段。

5 静止无功补偿装置的应用

静止无功补偿装置具有较强的稳定性，电流的质量偏低一直是一个需要解决的问题，而静止无功补偿装置有效地解决了这一困境，以往交流电网设备落后却依然在交流电网中运用，要加大静止无功补偿装置的应用，以提高输电系统输送功率和潮流控制能力。

无功功率补偿系统的作用也是十分重要的，用电系统的和负载的功率因素过低是一个比较复杂的问题，无功功率补偿系统很好的解决这一问题，可以提高功率因素，进而降低了电力系统的功率损耗，设备的容量也得到明显的降低，静止无功补偿装置也是多种多样的，晶闸管投切电容器（TSC）、可控串联补偿装置（TCSC）以及晶闸管控制电抗器（TCE），各个装置有着各自不同的特点，各有所长。SVC可以运用在高压直流电换流中，其作用是充当系统补偿和负荷补偿，其在电路中会对真个系统进行无功补偿，同时也可以抑制大功率负荷的冲击，避免电压闪变和电压波动的状况。 TCR的基本单相结构由晶闸管和电抗器组成，其电路的基本构成也就两个反并联的晶闸管和一个电抗器串联，晶闸管可以出发延迟，从而调节电抗器通过电流大小，最后达到基波无功率的效果，联结三相交流调压电路呈三角形，是TCR电路设计中的一种基本形式。

6 结语

电力电子技术在电力系统中有广泛的运用，其可以优化电力系统，实现电力网络化，调节配电网潮流分配，保障可再生能源的大规模发电，提高电能质量，治理电网，是建设智能电网的基础性措施，从而发挥电力电子技术对电力发展的促进作用，使其长足发展，为电网的不断发展打下坚实的基础。

参考文献

[1]万鑫.电力电子技术在电力系统中的应用及发展[J].电子世界，2012（03）：69-71.

[2]韦林，廖慧昕，易干洪.电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].数字技术与应用，2012（10）：97-98.

作者简介

安哲（1981-），男，河北省沙河市人。大学本科学历。现为邢台职业技术学院实验师。主要研究方向为电子电力。

电力电子范文第3篇

关键词：电力电子；装置；电力系统

随着电网互联的规模越来越大，保证并且提高电力系统运行可靠性已经越来越引起人们的重视；众所周知，提高电网的充裕度是确保电网运行可靠性的最基本的措施，关键所在即是如何大幅度提高超高压交流输电系统的输电能力。而电力电子换流技术及直流输电技术的引入，可以改善电力系统可控性及可靠性，从而使大幅度提高输电线路的传输能力及电网的可靠性成为可能，这方面国内外学者已经做了很广泛且深入的研究。本文介绍了电力电子装置在发电、储能、微型电网&输电和电能质量方面的主要应用，分析了电力电子装置对于电力系统性能改善的作用，对电力电子装置的可靠性评估、故障运行管理、硬件在回路仿真和电力电子标准模块技术进行了论述。

1、电力系统中电力电子装置

光伏电站由光伏阵列组件、汇流器、逆变器组、滤波器和升压变压器构成，是大规模集中利用太阳能的有效方式。通过给并联逆变器施加、电网友好、的控制方案、光伏电站可以实现无功补偿，有源滤波和动态电压补偿等功能。目前，大型光伏发电系统正处于从示范到大范围推广应用的关键阶段，还存在光伏阵列组合的多峰值特性和热斑效应，逆变器组合的非理想特性等技术问题。因此，光伏电站的科学设计需要综合考虑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。大型发电机组应用静止励磁技术，与励磁机相比，具有调节速度快，控制简单的特点，显著提高了发电厂的运行性能和效率。水力发电机组应用交流励磁技术，通过对励磁电流频率的动态调整，实现了发电系统对水头压力和水流量动态变化的快速调节，改善了发电品质，提升了发电效率。变流器是风力发电中不可或缺的核心环节。风电变流器通过整流器和逆变器将不稳定的风能变换为电压、频率和相位符合并网要求的电能。随着变流器拓扑结构由两电平、三电平向H桥级联型、有源中点钳位、模块化多电平换流器等多电平拓扑方向发展，使得风力发电系统的容量和电压等级逐步提高，有效降低了线路损耗和传输导线成本，促进了风电特别是海上风电的大规模开发。目前国际上新的并网运行规则要求，在风力发电系统接入电网时，发电系统需具备有功功率控制，无功功率调节，并网频率变化，故障穿越和低电压穿越能力。

2、电力电子装置的研究视角

2.1可靠性评估

电力电子装置的可靠性、故障率、平均无故障运行时间、平均维护时间和使用率等指标直接决定了其在电力系统中的应用效能。因此，对可靠性进行评估是采取有效措施提升装置安全性的基础，可靠性评估有利于电力电子装置的设计和运行管理，定量评估的结果可用于确定设计是否符合技术规范。也可以作为比较不同拓扑结构，控制策略和元件可靠性的准则。此外，精确的可靠性预测也可为系统运行，维护和管理提供重要指导。

2.2故障运行管理

尽管有各种手段可以提高系统的可靠性，但是故障是不可避免的，在一些重要应用场合，电力电子装置因故障而导致停机会造成严重危害。对于已运行和允许离线维护的装置，可通过热管理和故障管理的方法来降低故障率。功率器件发生故障的主要原因是过温或温度循环波动，主动热管理技术通过控制器件的工作方式，调节器件损耗，避免稳态和瞬态热应力引起器件失效。故障管理包括故障诊断和预测，准确及时的故障诊断是电力电子装置进行容错运行或采取保护措施的依据，故障诊断通过将功率器件或变换器端口的电压电流特性与设定的正常性能指标进行比较来发现和识别故障，故障预测根据元件和子系统的故障机理来推测它们的剩余使用年限，为提前采取预防或补救措施提供参考。当元件或子系统发生故障时，具有容错运行能力的电力电子装置可以通过改变调制策略或控制方法来隔离故障部分，避免整套装置失效。容错运行包括降级运行和准正常运行，降级运行是利用变换器固有的冗余能力，使装置在可容忍的故障发生后还能实现主要功能，但会降低输出电压、输出功率和电能质量等，降级运行具有简单。

2.3硬件在回路仿真

电力电子装置开发涉及硬件，软件和测试多个环节。装置样机的直接开发和验证具有周期长，调试困难和设计方案变更成本高的特点。采用实际装置的小功率硬件模型对系统方案进行验证时，装置中的部分参数和特性在模型中无法得到合理模拟，且系统保护方案的真实度有限。电力电子系统的半实物仿真，即硬件在回路仿真技术，可以加快系统设计与测试有效性的验证，便于控制器的开发，能够模拟所有运行工况，易于实现故障模拟和实时获取任意信号。与电力系统的半实物仿真不同，在电力电子系统的半实物仿真中需要超低延迟计算才可以准确模拟硬件的动态特性和灵活模拟系统的极端工况。现场可编程门阵列（FPGA）技术拥有超低延迟和大规模并行处理的优势，可提高模拟计算的处理速度，结构充足度和建模复杂度，现已成为电力电子系统半实物仿真中的首选方案。

3、结束语

电力电子装置在发电、储能、微型电网、输电和电能质量中应用后，改善了电力系统的性能，促进了电力系统的渐变转型，可靠性评估、故障运行管理、硬件在回路仿真和电力电子标准模块分别是装置设计、运行、研发和制造方面的关键技术。在这些方面开展系统化的深入研究，有利于电力电子装置长寿命，低成本和高安全性的实现。针对电力系统的需求，有针对性地攻克电力电子装置应用中的若干技术难题，可以为电力系统的长远发展奠定技术基础。

参考文献：

电力电子范文第4篇

【关键词】电力电子装置 电力系统 应用

在配给、利用和传输能源时，都会应用到电力系统，可以说为社会的发展带来了巨大的帮助。当前，为了更好的促进电力系统的发展，一些先进的电力电子装置被应用到了其中，并且发挥了巨大的作用。

1 电力系统的相关阐述

在当今社会中，电力系统在其中发挥着重要的作用，它是配给、应用和传输能源的载体。随着气候环境危机的不断加剧及化石能源等情况，正在促进我的电力系统向着可持续的方向发展，不再是过去的规模化发展。其中有这样几个特征存在于电力系统转型中：地方电网、主干电网和微型电网的联系，大规模的接入蓄能装置与分布式电源，高效灵活的树典范方式，用电及配电的智能化，进而将供电系统的供电可靠性和质量有效的提升了上来。

在电力系统里面，很多功能都是通过电力电子装置来实现的。例如谐波与无功的动态补偿、蓄能装置的功率转换、配用电能的双向流动、可再生能源的并网发电等。

在科技发展的推动下，高电压、大功率电力电子装置的应用，变换器的模块化、智能化和单元化水平的提升，将会有效的提升控制机制策略性能，因此，在电力系统中，非常广泛的应用了电力电子装置。

2 具体的应用情况分析

2.1 应用于发电环节

正将静止励磁技术应用到大型发电机组的发电中，在调节的过程中，有着较快的速度，并且容易控制，而且能够有效的提升发电厂的运行效率和性能。在水力发电机组中应用交流励磁技术，发电时，通过调整水流量动态变化及水头压力，进而有效提升发电品质，此外，也会将发电效率提升。风力发电时，其中不可缺少的一个重要组成部分即为交流器，有着一定的不稳定性存在于风能中，通过逆变器和整流器转换交流器，将与要求相符合的电能转换出来。除了水利发电和风力发电之外，还能够通过太阳能进行光伏发电，在通过可再生能源发电的过程中，电力电子装置功不可没，有效的确保了发电质量。

2.2 应用于电能存储中

电力系统供电的过程中，高峰负荷供电时段经常存在，并且，该时段有着较大的供电需求，为了能够很好的缓解该时段的供电需求，就需要应用到电能存储方式，进而确保电网可以有效运行。此外，将电网的运行效率提升，同时，这种方式还可以降低故障的发生几率，有效得到提升电能的效率和质量。将安全、可靠、高质的电能为用户提供出来，适应客户需要。将电力电子装置应用到电能存储中，因为储能方式的多样性，在电磁储能、抽水蓄能和压缩空气蓄能中都可以被应用，并且，蓄能的效果都非常的优越。

2.3 应用与微型电网中

一个小型的发配电系统即为微型电网，通常是由功率变换器、电源、储能装置、功率变换器、保护监控装置构成的。通常该电网可以听外部电网一同工作，此外，对于相应的功率平衡还能够给予满足。在此种电网中，对多变换器的方式进行应用，可以完成储能装置和分布式电源彼此间的连接。然而，又有系统性能差、成本高的问题存在于多变换器中，因此，多接口的变换器开始被逐渐的应用到微型电网中，这样做能够有效的提升电网运行系统的工作性能。而且，将电网的经济效益提升。

2.4 应用于输电装置中

在输送电能的时候，首先可以应用分频输电装置。详细而言，就是输送电能时应用较低的频率，进而有效的缩短输电线路的电气距离。在风力发电和水力发电中比较适合应用这种方式。能够有效的提升电能的传输效率，而且能够抑制电压波动情况；其次，在输送电流时可以应用直流输电装置。通常来讲，在转换电流时应用晶闸管换流器，进而便于有效的输送常规直流电。但是在输送柔性直流电时，转换电流就可以通过全控器件换流器，进而就能够独立的控制无功功率电流和有功功率电流。并且，在可再生能源发电中，更适合应用直流输电方式，不用通过滤波，就可以无功补偿电能。同时，在对电力系统的电流幅值、相位和电压进行调节时，可以应用固态变压器来完成，从而更好的调节电能质量。

3 结语

有很多的新的特点不断的出现在电力系统的发展中，但是，就电力系统而言，这既有好处，也有不足。所以，面对这种相互矛盾的情况，将电力电子装置应用进去是非常必要的，而且，此种装置在电力系统的蓄能、微型电网、输电和发电等环节都有效的被进行了应用，发挥了越来越大的作用。

参考文献

[1]汤广福，温家良，贺之渊，查鲲鹏，邱宇峰.大功率电力电子装置等效试验方法及其在电力系统中的应用[J].中国电机工程学报，2008（36）：1-9.

[2]韦林，廖慧昕，易干洪.电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].数字技术与应用，2012（10）：97-98.

[3]姜建国，乔树通，郜登科.电力电子装置在电力系统中的应用[J].电力系统自动化，2013（08）：96-99.

电力电子范文第5篇

关键词：直流输电；电力电子；发电机

一、前言

电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(hvdc)。自20世纪80年代，柔性交流输电(facts)概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。

二、电力电子技术的应用

自20世纪80年代，柔性交流输电(facts)概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节，列举电力电子技术的应用研究和现状。

(一)在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

1　大型发电机的静止励磁控制

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2　水力、风力发电机的变速恒频励磁

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组)，机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

3　发电厂风机水泵的变频调速

发电厂的厂用电率平均为8％，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65％，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并不完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

(二)在输电环节中的应用

电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。

1　直流输电(hvdc)和轻型直流输电(hvdc light)技术

直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点，对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网，高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器，标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。

2　柔性交流输电(facts)技术

facts技术的概念问世干20世纪80年代后期，是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，大幅度提高电力系统的稳定水平。

20世纪90年代以来，国外在研究开发的基础上开始将fa cts技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小，设备结构简单，控制方便，成本较低，所以较早得到应用。

(三)在配电环节中的应用

配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即用户电力(custom power)技术或称dfacts技术，是在facts各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将dfacts设备理解为facts设备的缩小版，其原理、结构均相同，功能也相似。由于潜在需求巨大，市场介入相对容易，开发投入和生产成本相对较低，随着电力电子器件价格的不断降低，可以预期dfacts设备产品将进入快速发展期。

(四)在节能环节的运用

1　变负荷电动机调速运行

电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面，通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面，只有将二者结合起来，电动机节电方较完善。目前，交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速，我国正在推广应用中。

变频调速的优点是调速范围广，精度高，效率高，能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小，定子、转子的铜耗也不大，节电率一般可达30％左右。其缺点主要为：成本高，产生高次谐波污染电网。

2　减少无功损耗，提高功率因数

在电气设备中，变压器和交流异步电动机等都属于感性负载，这些设备在运行时不仅消耗有功功率，而且还消耗无功功率。因此，无功电源与有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低，设备破坏，功率因数下降，严惩时会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故。所以，当电力网或电气设备无功容量不足时，应增装无功补偿设备，提高设备功率因数。