1電力電子技術的應用領域
電力電子技術是利用電力電子器件對電能進行變換及控制的一種現f瞄£術,基本功能包括:整流、逆變、斬波、變頻、開關和智能控制等。它使電網的工頻電能終轉換成不同性質、不同用途的電能,以適應千變萬化的用電裝置的不同需要。現代電力電子技術主要應用在下面三個大的領域:
1)變頻器是集微電子、電力電子取I控制技術于—體,通過將固定頻率的交流電源轉換成電壓可調、頻率可調的交流電,實現對交流電機的無級調速。在節約電能,改善生產工藝、提高生產自動化水平等方面,具有的作用。
2)電子電源主要包括分為開關電源和不間斷供電電源,此外還有許多其他種類,如變頻電源、電解電鍍電源、焊接電源、感應加熱電源、充電電源、霓虹燈和照明電源等。種類繁多,分布廣泛。為現代通信、計算、照明等行業提供電力支持。
3)電力系統中的應用包括:a發電系統,大型發電機的靜止勵磁控制裝置,水力、風力發電機酌變速恒頻,發電廠風機、水泵的變頻調速,太陽能發電控制系統:嗡電系統,柔性交流輸電技術(FACTS),高壓直流輸電技術(HVDC),靜止無功補償器(SVC):c配電系統:d.用電系統。
2電力關鍵技術的發展趨勢探討
2.1太陽能發電技術
太陽能式取之不盡的可再生能源,.-J甬J用量巨大。已年的太陽輻射能,依緯度的不同,可達870~3400KWh/m20按轉換效率020計算,再一般地區,10平方的面積的太陽能電池全年可提供3000—5000KWh/m2的電能,足夠為—般家庭所使用,太陽能發電技術主要包括光伏發電(PV)技術和太陽熱發電技術。
光伏發電(PV)技術,即用太陽能電池將太陽光能直接轉變為電能的技術,被認為式下世紀有希望得到工業規模應用單位可再生能源利用技術之一。目前,全球光伏發電規模尚小。單太陽能電池的產量增長容量很快,約每3—4年翻一番。到下世紀中葉,光伏發電裝置容量將很可觀。光伏發電技術達規模應用的關鍵是其價格。由于近年光伏電池研究的進展,光伏發電的價格預計到2000年左右便可與常規發電技術競爭。
2.2燃料電池發電技術
燃料電池(FC)式直接將燃料的化學能轉變為電能的裝置。燃料電池發電效率高,功率可達600/o以上,如果高溫燃料電池配和聯合循環,效率可達85%。而且,效率受燃料電池規模和負荷大小影響步大。燃料電池發電出力能快速跟蹤負荷變化,速度可達每秒變化全負荷的500/o,調峰能力強。
FC發電的重要優點是堆環境污染很小,由于沒有燃燒過程,可以實現實際上的零排放。燃料電池另—達優點式省水。這對水資源缺乏的我國而言重要。此外,燃料電池發電尚有適合分布式供電,節省輸電投資,模塊結構,便于擴建等等優點。
2.3靈活的多謝L輸電技術
靈活的交流輸電系統(FACTS)80年帶后期出現的新技術,近年來再全世界E發展迅速。專家們預,未來這項技術將在電力輸送和分配方面將引起重大變革,對于充分利用現有電網資源和實現電能的高效利用,將會發揮重要作用。
所謂"靈活的交流輸電技術"是指:采用大功率電子器件作為大功率高壓開關,與其他電力設備組成FACTS設備,以實現對電力系統參數,如線路阻抗、相位角、功宰潮流的連續調節控制,從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力系統穩定水平,降低輸電損耗。
2.4電能儲存技術
電能儲存是實現電能高效利用的重要途徑。除了抽水蓄能方式以外,實用的儲能系統要數電池儲能(BESS)。它的核心部件是蓄電池和GTO一類的器件組成的交直流變換器。電池蓄能系統既可作為旋轉備用,也可以作為調峰和R局頻電源,或直接安裝在重要用戶內,作為大型的不間斷電源。同時,BESS還具有無功調節的功能。
2.5電能質量控制技術
電能的高效利用的一個重要內容是向用戶提供可靠的、的電能供應。現代社會的發展對提高供電的可靠性,改善電能質量:提出了越來越高的要求。在現代企業中,由于變頻調速驅支器、機器人、自動生產線、精密的加工工具的采用,由于可編程控制器、計算機信窟系統的日益廣泛使用,對電能質量的控制提出了嚴格的要求。這些設備對電源的波動和各種干擾十分敏感,任何供電質量的惡化可能會造成產品質量的下降,從而產生重大損失。
3現代電力電子技術新應用領域展望
1)電機系統節能,設計專用的電機與專用的電力電子控制設備,提高電能利用效率:2)電動車輛及充電站網絡,電動汽車的應用已成為環保的—個重要課題,而其充電網絡的建設還處于初步階段,因此會有很大發展空間;3)中高壓直流輸配電系統,它有功率因數高、電網污染小、節電等優點:4)電能儲存裝置,利用電力電子技術將電能儲存與蓄電池或超導線圈中,可以實現電能的存儲,對不能電能的合理利用提供解決方案。