電子電工技術在電力系統應用

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摘要:我國經濟發展推動各類科學技術呈現暴發式增長，而作為工業發展基礎技術，電子電工技術對于工業健康發展具有重要意義，在電力系統方面表現則集中于穩定運行、安全生產。本文從電子電工技術視角出發，針對其在電力系統中的應用進行分析，旨在摸索工業發展有效渠道，為我國經濟建設提供有價值參考內容，從而實現國民經濟穩定發展。

關鍵詞:電子電工技術;電力系統;應用

以傳統電工技術為基礎，結合電子信息技術形成的電子電工技術具有智能化特點，可以根據電力系統不同需求及時調節用電幅度，為人們生產生活創造良好供電條件。同時，電子電工技術對于電力系統平穩運行起到基礎性調整作用，對于未來經濟健康可持續發展具有重要意義，對摸索未來健康經濟結構、實現產業方向轉變等宏觀經濟發展也具有實際應用價值。

1電子電工技術的特點

1．1集成化

借助計算機網絡信息技術，整合涉及電子電工應用的相關電力儀器，對傳統工業中以邏輯控制器為技術核心的一級設備，以及將數學運算模型為應用核心的二級設備，在常規電力系統無法起到有效緩存應用類型問題，使用集成化方式進行高效解決。其應用方向為:使用二級緩存容納一級處理器，從而實現高度集成;將器件作為單位進行并聯，實現電壓集成;僅有單元器件的基片獨立使用［1］。在過去較長一段時間，電工技術對于器件實際安裝方式是使用分開安裝，但目前電子電工技術則利用集成器件完成基片安裝。

1．2高頻化

電子電工技術擁有集成化特點，同時其作業效率較高，呈現高頻化運作。較為典型代表當屬通過調節絕緣柵雙極型晶體管極開關速度，借助其擁有較強系統承受能力，在變頻器或調速電路應用較為廣泛。而且，也可以為電子器件運行建設良好作業環境，推動其高效運行。在電力系統應用方面，則是電力企業實現技術革新的重要研究手段。對于我國實現電力資源高質量生產、低損耗運輸具有較強研究意義。

1．3全控化

電子電工技術的全控化集中在借助半控型普通晶閘管，實現器件自動關斷，提升電力設備運營自主判斷能力，提高系統適應性。尤其是針對器件自動關斷，對于電氣設備應用是一項巨大突破內容，也是電子電工技術全控化重要應用條件。電子電工技術成功解決傳統電子器件復雜電路問題，將系統大幅度簡化，并將其全控化特點與電力系統進行整合，有效提升電力設備運行質量，提高使用效率。

1．4高效化

借助電子電工技術高效化優勢，可以有效減少器件應用時可能發生嚴重損壞問題，也可以有效促進電力設備提升當前應用效率，典型案例當屬利用電阻降壓方式，提升電子器件使用效率，從而降低電流在電阻上額外損耗。借助電子電工技術的全控化、集成化兩種特點，實現其高效化，提升器件閉合開啟速率，有效降低因頻繁開關產生器件損壞，進而推動電力系統高速運轉，從現象上則是表現工作與運行效率有大幅度改善［2］。而且高效運行也是社會發展對電力系統最實際需求，所以無論是電子電工技術，還是其他實用型技術，都要以提升電力系統運行高效為主要研究方向，從而提升電力生產質量與效率。

2電子電工技術在電力系統作用

改進電子電工技術，使其在應用層面產生優化，可以有效提升電力系統穩定性，并讓其安全性獲得實質性保障，對于用電合理規范。而且，將互聯網技術融入電力系統中，可以對常規電子電工技術有效改進，完成電力系統運營全流程實時監控，從而穩定電力指標，使其在標準進行上下浮動，從而降低過多電力資源消耗，高效利用電力資源，避免造成嚴重資源浪費［3］。也在另一個層面強力推動機電一體化快速發展，從而有效提升電力資源生產質量，推動應用水平進一步發展。整合機械技術與電子電工技術的機電一體化，對于當前科學技術快速發展的社會需求可以有效滿足。無論是電子電工技術未來發展方向，還是電力系統研究方向，都將以高度集成形式存在。尤其是在我國當前經濟發展需要大量電力資源，現有電力系統已經無法滿足人們生產生活需求，無論是行業轉型還是人們需求，電子電工技術都會在改進中對現有電力系統進行優化，從而穩定國民經濟，實現經濟結構健康轉型。信息技術在發展中實現創新電子電工技術，也為自身進一步發展提供優良條件，兩者共同進步，進而全方位推動電力系統快速運營，實現電力系統自動化發展，從而有效降低人力成本支出，節約財力消耗，進而推動電子電工技術朝實用化方向穩定前進。同時，電子電工技術應用與電力系統，對于電力系統摸索未來可行性方案也具有較強意義，可以利用電子電工技術為建設基礎，整合其他例如大數據技術、物聯網技術等多種科學技術，為以電力系統為代表的工業生產提供研究方向。

3電子電工技術在電力系統中的應用

3．1發電過程

作為精密但龐大的應用性系統，電力系統在運營過程涉及多種設備，可以電子電工技術應用層面大幅度提升設備應用效果，主要集中在靜止勵磁與變頻調速兩種技術。大型電廠運用多使用靜止勵磁設備維持生產，但是在電子電工技術逐漸成為工業發展主要研究方向的當下，靜止勵磁已經稍顯落后，無法有效滿足電力系統高效運行的實際需求，所以靜止勵磁進行技術革新已經是大勢所趨［4］。靜止電磁可以劃分為發電調節與主電路兩條支路，并結合放大器、整流電路等多種應用型設備維持電力供應。因為其性能穩定，價格相對便宜，所以綜合性價比較高，大型電廠運營仍以靜止勵磁技術為主，而電子電工技術只是部分取代，全面代替仍需要一段時間綜合審視。而且應用靜止勵磁技術，可以實現在電力系統應用中去掉勵磁機，有效提升運行機制高效協調;影響水力發電系統發電功率是水頭壓力不穩定，以及流量無法滿足生產需求。而使用變頻調速技術可以在穩定水頭壓力的同時，提升過水流量，從而全面提升發電效率。變頻調速技術對于降低風水機泵能量消耗具有較強效果，尤其是目前發電廠風水機在系統運行具有較強能源消耗特點，所以變頻調速技術具有較強實用性。同樣，風電發電需要較高風速驅動扇葉運行，所以無法實現全國范圍建設風力發電，造成一定局限性。而利用電子電工技術的變頻調速技術，可以有效調節風力發電系統運行狀態，從而將轉子運行速度與其自轉速度保持相同頻率，以穩定輸出電流方式提升系統運行效率，進而全方位提升電力系統實用性。通過調節電力系統運營高壓低壓轉換效率，實現機泵變頻調速，從而有效降低系統成本消耗，進而提升工作效率［5］。但是考慮到當前電子電工技術的變頻應用并不成熟，仍需要較長時間進行應用研究。而在清潔能源研究方面，我國在太陽能系統應用理論研究較為成熟，但是使用電子電工構建大型設備集成化管理，仍需要一段時間摸索。

3．2輸電環節

作為電力系統應用重要環節，輸電環節也是電工電子技術應用最為廣泛內容，主要集中在提升電力系統運行穩定性，減少不利因素產生負面影響等［6］。目前，電工電子技術集中在輸電環節直流與交流輸電技術方面。直流輸電技術使用較為安全，具有較強穩定性，而且操作簡單，沒有額外作業門檻，尤其是對于跨越多個地區的大規模輸電電網，應用直流輸電技術可以大幅度降低因長距離輸電導致輸電網電路過大，造成額外能源損耗問題。直流輸電技術具有較強適應能力，各類復雜地形地貌并不影響輸電質量，這也是長途輸電廣泛應用原因之一。尤其是在當前社會對電力資源需求影響下，直流輸電技術發展已經逐漸接近瓶頸，需要由電工電子技術作為助推器，對其進行技術革新，從而改善當前技術應用無法進一步突破實際問題;而交流輸電技術主要優勢則集中在可以使用柔性交流方式進行輸電，其原理與彈性補償類似，具有較強靈活性，是在原有交流系統升級優化，獲得新型輸電技術。交流輸電技術在控制電力系統發電效率、穩定輸電系統電壓具有重要意義，還可以有效控制電力資源運輸能源消耗，從而實現穩定輸電。電工電子技術目前在直流輸電系統方面也有相應規劃，即將其從單一直流輸電改造為混合直流輸電。在這個過程中，重點關注柔性直流換流站運行質量，將會直接影響混合直流應用質量是否可以支撐電力系統高效運營。所以，柔性直流換流站需要擁有可以針對直流架空線路出現故障，可以及時重啟相關功能。目前使用換流器增強換流站綜合性能，或者增設相應設備，使其獲得直流故障穿越能力，研究學界主要方向為后者。借助全橋模塊擁有負電平輸出性能，所以將全橋與半橋模塊根據實際電力系統需求進行按比例使用，對于直流輸電系統穩定供電具有較強應用價值。

3．3配電環節

配電系統主要負責穩定電力系統，實現安全用電，從而提升電力生產質量。電工電子技術可以對配電系統優點進一步升級改造，全面提升性能指標，全面推動高質量電力生產，避免出現多種不利于電力系統運營安全隱患，從而實現電力系統高質量運營。為穩定電力系統生產，會使用變壓器進行電壓調控，但是其不僅占據較大空間，使用不當極易造成嚴重環境污染［7］。而且變壓器在一定程度上也會對配電系統供電產生負面效果，無法實現穩定供電目的。電工電子技術從實際問題出發，對該為進行有效改善，從而對以往配電系統存在缺點進行改進，通過對電力運行進行轉換，對配電系統進行全方位無死角的實時監控，從根本上提高輸電質量，有效提升配電系統提供電力能源質量，進而推動電力系統穩定運行。同時，電工電子技術也可以結合物聯網技術，針對配電設備運行實際情況，選擇合適處理方案，進而對配電設備當前運行進行實時診斷，及時發現潛在風險，通知相關技術人員進行處理，避免對電力系統產生負面影響。對配電設備及系統產生各類數據信息進行統一處理，分析數據內容與未來發展趨勢，深層次挖掘數據潛在內容，提升數據收集價值，尋找電力系統產生劇烈波動原因，總結經驗，為提升電力生產質量提供技術支撐。

3．4節能降損

為降低電力系統運行損耗，電工電子技術使用對原有電動機進行更換，使用變負荷電動機對其運行進行調速，或者對無功損耗進行全面掌控，對于電力系統運營具有較強節能降損效果。借助降低電動機能量損耗，可以有效控制電力系統能源消耗，目前多使用電工電子技術對變負荷電動機運行速度進行調節，在能源損耗控制方面具有較強效果。在一些風力或水力發電，廣泛使用電工電子技術調節變負荷電動機，例如風力發電與水力發電，從本質上提升電力系統運行效率，提高適用性，在無極調速方面也有較強意義［8］。但是，這種方法雖然在一定程度上降低能源損耗，但是需要前期投入較大應用成本，使用不當極易引起嚴重污染，所以仍需要對變負荷電動機開展進一步研究;而使用電工電子技術可以實現高效無功補償，降低電力系統應用損耗。因為電力系統在進行運行時，部分電能會直接產生消耗，將其轉化為熱能、機械能等有功功率，而無功功率則是電氣設備持續做功必要條件，即電能發生轉換，但是其本質并不是消耗，可以實現電能產生周期性轉換。例如將磁場建立在電磁元件中，從而實現存儲部分電能。目前電工電子技術對于無功補償主要有以下幾種方式:將電容器組并聯，并將其安裝在高低壓配電線路，實現集中補償;將補償電容器并聯，將其安裝在配電變壓器低壓一側的分組補償;僅將電容器并聯后，將其安裝在獨立電動機位置的就地補償。在電力系統中應用無功補償設備，可以有效降低電力系統消耗功率，在提升功率因數的同時，對系統進行電力運輸潛力進一步挖掘。但是在使用電工電子技術對無功補償應用容量進行確定時，需要注意電力系統如果自身荷載較小，要盡可能降低過量補償可能性，避免因使用無功補償，造成電力系統線路損耗發生不正常上升，難以有效提升實際應用經濟效率的。而且在功率因數不斷提升，反而會讓無功補償出現邊際效應，即進一步提升降低損耗效果，需要投入額外成本，所以僅需要將功率因數控制在0．95即可滿足無功補償需求。

4結語

電子電工技術作為工業發展技術基礎，對于各個行業都具有基礎參考價值，尤其是在我國積極摸索未來工業發展道路的當下，未來一段時間將會集中力量，重點研究電子電工技術理論內容與實際應用，相關產業也會迎來新一輪經濟增長。所以，從事包括電力行業在內的工業技術型人才，應該對電子電工技術有充分了解，積極學習理論內容，使其成為未來工作重要工具，進而提升個人綜合能力與專業素質。

作者:鄭學騰 單位:寧德技師學院