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电力电子在电力领域的运用范围

  电力电子技能是新式的一种电子技能,被广泛的运用到电力电子范畴,并且随着变频技能的研讨和开展,电力电子的开展有了更有力的确保,当前,电子电力技能的效果首要在发电,输电,配电等各个环节。下面看看电力电子技能在各个环节运用的根本状况。

  在发电环节的运用

  电力体系的发电环节触及发电机组的多种设备,电力电子技能的运用以改善这些设备的运转特性为首要意图。

  (一) 大型发电机的停止励磁操控。停止励磁选用晶闸管整流自并励方法,具有构造简单、可靠性高及造价低一级长处,被世界各大电力体系广泛选用。由于省去了励磁机这个中心惯性环节,因而具有其特有的疾速性调理,给领先的操控规则供给了充沛表现效果并发生良好操控效果的有利条件。

  (二) 水力、风力发电机的变速恒频励磁。水力发电的有用功率取决于水头压力和流量,当水头的改动起伏较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转 速亦随之发生改动。风力发电的有用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改动。为了获得最大有用功率,可使机组变速运转,经过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后坚持定子频率即输出频率稳定。 此项运用的技能中心是变频电源。

  (三)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%,且运转功率低。运用低压或高压变频器,施行风机水泵的变频调速,能够达到节能的意图。低压变频器技能已十分成熟,国内外有很多的生产厂家,并有完整的系列商品。

  (四)太阳能发电操控体系。开发运用无穷尽的洁净新动力———太阳能,是调整将来动力构造的一项重要战略办法。大功率太阳能发电,无论是独立体系 仍是并网体系,一般需求将太阳能电池阵列发出的直流电转换为沟通电,所以具有最大功率跟踪功用的逆变器变成体系的中心。日本施行的阳光计划以3~4kW 的户用并网发电体系为主,中国施行的送电到乡工程则以10~15kW 的独立体系居多,而大型体系有在美国加州的西门子太阳能发电厂(7.2MW)等。

  在输电环节的运用

  (一)柔性沟通输电技能(FACTS) 沟通输电或电网的运转性能。已运用的 FACTS 操控器有停止无功抵偿器(SVC)、停止调相机(STATCON)、停止疾速励磁器 (PSS)、串联抵偿器(SSSC)等。这些年,柔性沟通输电技能已经在美国、日本、瑞典、巴西等国重要的超高压输电工程中得到运用。国内也对 FACTS 进行了深入 的研讨和开发。

  (二) 高压直流输电技能(HVDC) 流站能够搬家,能够使中型的直流输电工程在较短的运送间隔也具有竞争力。此外,可关断器材组成的换流器,由于选用了可关断的电力电子器材,可防止换相失利,对受端体系的容量没有需求,故可用于向孤立小体系(海上石油平台、海岛) 供电,往后还可用于城市配电体系,并用于接入。

  这些年,直流输电技能又有新的开展,轻型直流输电选用 IGBT 等可关断电力电子器材组成换流器,运用脉宽调制技能进行无源逆变,处理了用直流输电向无 沟通电源的负荷点送电的疑问。一起大起伏简化设备,下降造价。

  (三) 停止无功抵偿器(SVC) SVC 是用以晶闸管为根本元件的固态开关替代了电气开关,完结疾速、频频地以操控电抗器和电容器的方法改动输电体系的导纳。SVC 能够有不一样的回路构造,按操控的对象及操控的方法不一样别离称之为晶闸管投切电容器(TSC)、晶闸管投切电抗器(TSR)或晶闸管操控电抗器(TCR)。

  在配电环节的运用

  配电体系迫切需求处理的疑问是怎么加强供电可靠性和进步电能质量。电能质量操控既要满意对电压、频率、谐波和不对称度的需求,还要按捺各种瞬态的波动和干扰。电力电子技能和现代操控技能在配电体系中的运用,即用户电力(CustomPower)技能。用户电力技能(CP)技能和 FACTS 技能是疾速开展的姊妹型新式电力电子技能。选用 FACTS 的中心是加强沟通输电体系的可控性和增大其电力传输才能;开展CP 的意图是在配电体系中加强供电的可靠性和进步供电质量。CP 和FACTS 的一起根底技能是电力电子技能,各自的操控器在构造和功用上也一样,其不一样仅是额定电气值不一样,当前二者已逐步交融于一体,即所谓的DFACTS 技能。具有代表性的用户电力技能商品有:动态电压康复器(DVR),固态 断路器(SSCB),毛病电流限制器(FCL),一致电能质量调理器(PQC)等。

  中国电力电子技能的开展

  1. 配电自动化远景

  配电网自动化智能电网出资重中之重:配电网作为输配电体系的最终一个环节,其完结自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切有关。配电自动化是智能电网的重要根底之一。从出资构成上咱们估计,智能电网的出资构成上,配网自动化将占40%摆布,是智能电网出资的重中之重。中国配网自动化处于初级期间:配网自动化在中国处在起步期间,国内城市配网馈线自动化率缺乏 10%,当前国外配网自动化的份额达到 60%-70%,国内仍刚刚开始试点,将来商场空间广阔。

  2. 配电自动化简介

  配电自动化指:运用现代电子技能、通讯技能、核算机及网络技能与电力设备相结合,将配电网在正常及事端状况下的监测、保护、操控、计量和供电有些的作业办理有机地交融在一起,改善供电质量,与用户树立更密切更担任的联系,以合理的报价满意用户需求的多样性,力求供电经济性最佳,公司办理更为有用。配电自动化是一个无穷杂乱的、归纳性很高的体系性工程,包括电力公司中与配电体系有关的悉数功用数据流和操控。从确保对用户的供电质量,进步服务水平,削减运转费用的观念来看,配电自动化是一个一致的全体。

  配自动化包括以下配电自动化包括以下4 个方面:①馈线自动化。馈线自动化完结馈电线路的监测、操控、毛病诊断、毛病阻隔和网络重构。其首要功用有:运转状况监测、远方操控和就地自立操控、毛病区阻隔、负荷转移及康复供电、无功抵偿和调压等。②变电站自动化。变电站自动化指运用自动操控技能和信息处理与传输技能,经过核算机硬软件体系或自动设备替代人工对变电站进行监控、测量和运转操作的一种自动化体系。变电站自动化以信号数字化和核算机通讯技能为象征,进入传统的变电站二次设备范畴,使变电站运转和监控发生了无穷的改动,获得明显的效益。变电站自动化的根本功用有:数据收集、数据核算和处理、越限和状况监督、开关操作操控和闭锁、与继电保护交流信息、自动操控的协谐和协作、与变电站其他自动化设备交流信息和与调度操控中心或集控中心通 信等项功用。变电站自动化技能是配电自动化的要点之一。③配电办理体系。配电办理体系(DMS)是指用现代核算机、信息处理及通讯等技能和有关设备对配电网的运转进行监督、办理和操控。它是配电自动化体系的神经中枢,全部配电自动化体系的监督、操控和办理中心。首要功用有:数据收集和监控(SCADA)、配电网运转办理、用户办理和操控、自动绘图/设备办理/地理信息体系(AM/FM/GIS) 等。④需求侧办理。经过一系列经济政策和技能办法,由供需双方一起参加的供用电办理。包括负荷办理、用电办理及需方发电办理等。需求侧办理的几个内容触及电力供需双方,乃至与电力办理体制有关,有必要经过立法和制定相应的规则,并最终由电力商场来调理。能够看到,电力的供需双方不只是是一种电力生意联系,也是以双方利益为枢纽的协作伙伴联系,在电力商场环境下,需求侧办理必将被注重。

  3.配电自动化开展趋势

  依据对国内外开展动态的研讨,配电自动化技能的开展呈现以下特色:

  1) 多元化 虽然配电自动化技能的开展阅历了三个期间,可是从日本等国家的运用状况看,各个期间的技能都在运用,并且各有其习惯范围:依据自动化开关设备相互协作的馈线自动化体系适合于农网等负荷密度低、供电半径长、毛病较多而供电可靠性较差的区域;第二期间的配电自动化体系 (DAS)适合于中小城市和县城;依据人工智能具有丰富高档应 用的第三期间配电自动化体系适合于大城市和重要园区;乃至只是具有遥信和遥测功用而不具备遥控功用的配电网信息体系也有其运用远景,首要由于它能够直接选用公用通讯资本 (如GPRS 等),而不需求建造专用通讯网。

  2)集成化 配电自动化触及面很广,它不但有自个实时信息收集的有些,还有相当多的实时、 非实时和按时实时信息需求从其它运用体系中去获取。比方,从地调自动化体系中获取主供电网和变电站信息;GIS 体系中获取配电线路拓从扑模型和有关图形;从PMS 体系中获取配电设备参数;从用电推广体系/负荷操控体系中获取用户信息等。因而,配电自动化的主站不再是单一的实时监控体系,而是将多个与配电有关的运用体系集成起来构成归纳运用的体系。为了规范运用体系间集成和接口,世界电工委员会制定了IEC 61968 系列规范,提出运用信 息交流总线 (即公司集成总线),可将若干个相对独立的、相互平行的运用体系结合起来,在完结信息交流的一起,使每个体系继续表现自个的特色,构成一个有用的运用全体。

  3)智能化 配电体系是智能电网的重要环节,配电体系智能化则是配电自动化的开展方向。因而,配电自动化与完结智能电网密切有关,首要表如今:自愈配电技能。这即是配电自动化体系中馈线自动化的毛病诊断、定位、阻隔以及康复供电的根本功用,在智能电网的布景下需求进一步晋级为习惯分布式发电的双向能量流下的馈线自动化功用。高效运转技能。这即是配电自动化体系中高档运用软件功用。在智能电网的布景下需求进一步晋级为思考设备全生命周期的资产优化与智能调度事务功用。分布式电源和储能体系的接入技能。这是配电自动化体系面临的新需求,尤其是触及到配网潮流核算和剖析以及分布式电源对电网的影响。定制电力技能。依据电能质量的有关规范,以不一样的技能和报价供给不一样等级的电能质量,以满意不一样用户对电能质量水平的需求。配电自动化体系是其技能支持手法之一。用户互动技能。这即是配电自动化体系中停电办理功用,在智能电网的布景下需求进一步晋级为适运用户双向互动的事务功用。

  如今中国的电力都在往智能电网这块开展,所以的技能和开展都在一步一步的智能化,信任电力电子技能在电力范畴的运用能够加快电力体系的智能化开展。

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