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【摘要】电力电子技术是我国电力领域的主要技术，包括电力、电子以及控制三大领域，其中以电力变换为核心。目前，电力电子技术广泛运用于我国电力系统中，有效促进电力系统的可持续发展和智能化发展。本文从发电、输电、配电、电力节能四方面综述电力电子技术在电力系统中的主要应用。最后阐述电力电子技术在电力系统的应用中亟待解决的问题。
【关键词】电力电子技术;电力系统;应用
引言
电力系统是能源利用、输送和配给的主要载体，在社会经济中发挥着重要的作用。化石能源和气候环境危机使得电力系统正从规模化发展向可持续和智能化转型。大规模接入分布式电源和储能装置，将地方电网、微型电网与主干电网配合，实现输电、配电和用电智能化互动，是电力系统转型的特征。
一、电力电子技术在电力系统发电环节的应用
1.1发电机组励磁
省略大型发电机的励磁机，采用静止励磁技术，控制速度快，操作简单，能提高发电机组运行效率，具有高可靠性、低成本等特点。在水力发电机组中应用交流励磁技术，动态调整励磁电流频率，通过动态调整励磁电流频率，快速调节发电系统水头压力和水流量，改善发电品质，提升发电效率。
1.2风力和水力发电
风力发电和水力发电因受到风力、水头压力和水流量影响，所以产生的有效功率不恒定的。需要采用电力电子技术中的核心电源调整电流频率，使其与发电机的转动速度重叠，从而风力和水力发电机组输出恒定频率，提高发电量。随着变流器从两电平、三电平向模块化多电平方向发展，线路损耗大大降低，促进了风电尤其海上风电的发展[1]
二、电力电子技术在电力系统输电环节的应用
2.1高压直流输电技术
作为直流输电技术的核心，晶闸管触发技术被合理运用到电力系统的输电环节中。常见直流输电系统整体性能好，稳定性高，输送电量较大，方便控制，适用于远距离供电。通过在不同电力转换过程中使用可控器件，有效地降低交直转换变压器的使用频率，提高电能的利用率，节约电厂输电成本。但由于晶闸管性能不稳定，实际应用时应加强保护晶闸管，对生产工艺要求较高。
2.2柔性交流输电技术
该技术在上世纪被提出后，一度被称为电力技术的大革命。输送电力时，为及时在整体输电过程中调整电能，应避免采用传统的电力功率控制方法，采用柔性交流输电技术。此技术能够实现大范围控制电流，保证输电线电容量稳定，在相同时间内传输功率的能力增大，保证整体电动功率被合理分配，有效防止交流磁场阻尼作用。
三、电力电子技术在电力系统配电环节的应用
电能质量好坏取决于对电压等的要求控制，及对干扰和瞬间性波动的控制能力。为满足配电系统高质量电力需求，需要解决在配电过程中出现的配电频率、谐波等问题。由于电压不稳定，不同线路配电中，会产生电能波动及不稳定传送。为满足整个配电环节配电需求，需要采用电力电子技术以及FACTS技术。新型控制技术DFACTS技术的设备与FACTS设备基本一样，只是其体积更小，质量更轻。
四、电力电子技术在电力系统电力节能的应用
4.1变负荷电动机
电动机是电力系统中最重要的部分之一，耗电量巨大。为节约整体电路系统运行中消耗的能量，采用变负荷电动机调速，有交流调速和变频调速。交流调速控制调整风力大小和水流流量，保证输出功率稳定，常应用于风车、泵机等。成本上，交流调速比变频调速成本要低。而变负荷电动机调速后，还需按照实际电能所需合理分配，满足使用需求。
4.2提升电能使用率
好的电能质量必须兼顾有功电源和无功电源，必须保证这两种功率在电力系统中均衡，必要时需要使用无功补偿设备，保障电气设备效率。若无法供给无功补偿，则会导致系统功率降低，甚至功率过低系统崩溃，发生停电事故，影响终端用户用电。
五、电力电子技术应用中亟待解决的问题
面对电力系统的重大需求和广阔前景，电力电子技术有以下几个问题亟待解决：①风电场多端直流输电系统中电压源换流器研究；②柔性交流输电系统中潮流控制研究；③大容量电力电子器件控制电路和保护电力研究；④电力电子装置发生故障时电路准正常运行研究等。
六、结语
随着电力电子技术发展，其在电力系统中的重要性也得以凸显。本文以电力电子技术为例，将其在电力系统中的应用从四个方面兼顾可靠性、安全性、经济性等视角分析，有利于促进电力电子装置长寿命、低成本、高安全发展。针对电力系统的需求，有针对性地完善电力电子技术，为电力系统长远发展打下坚实基础。
参考文献
[1]永东,许烈,马宏伟.风力发电系统综述[J].电气时代,2012,3:42-47.
[2]广福,罗湘,魏晓光.多端直流输电与直流电网技术[J].中国电机工程学报,2013,37(15):16.
[3]智能电网建设与柔性交流输电技术的应用[J].机电信息,2015,513(15):89-90.
作者:焦蔚然 单位:河海大学
