目前电力电子在电力系统应用主要有哪些前沿的研究热点

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-01
电力电子在电力系统中有哪些应用

主要用来做控制部分,电力系统一般是强电,强电需要用弱电来控制,这就要用电力电子技术,比如说过电压保护器,避雷器,低电压补偿,SVG,APF等产品都跟电力电子技术联系紧密,这个方向在以后的研发中应用很大,可以跟学电子的一起工作
你如果考研,建议把专业只是学好,课余时间学点软件,数据库,通信方面的知识,对以后大有裨益,切身体会

从业务技术水平看,目前无论在电力电子还是电力系统,都处于一个高速发展阶段,这段时间特高压输电技术的出现,新疆大量煤电联产电厂的建设,都为电力系统和电力电子开拓了一个世界上都没有出现过的发展前景。从研究深度来看,电力电子的发展更新更快,所以研究更深。而电力系统的技术基本是制造技术,其理论上还是没有太大的更新,百年来,对于电力的研究已经非常充分了

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。
(一) 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。
(二) 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 速亦随之发生变化。 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。
(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,并有完整的系列产品。
(四)太阳能发电控制系统。开发利用无穷尽的洁净新能源———太阳能,是调整未来能源结构的一项重要战略措施。大功率太阳能发电,无论是独立系统 还是并网系统, 通常需要将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电,所以具有最大功率跟踪功能的逆变器成为系统的核心。日本实施的阳光计划以 3~4kW 的户用并网发电系统为主,我国实施的送电到乡工程则以 10~15kW 的独立系统 居多,而大型系统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)柔性交流输电技术(FACTS) 交流输电或电网的运行性能。已应用的 FACTS 控制器有静止无功补偿器(SVC)、静止调相机(STATCON)、静止快速励磁器 (PSS)、串联补偿器(SSSC)等。近年来,柔性交流输电技术已经在美国、日本、瑞典、 巴西等国重要的超高压输电工程中得到应用。国内也对 FACTS 进行了深入 的研究和开发。
(二) 高压直流输电技术(HVDC) 流站可以搬迁,可以使中型的直流输电工程在较短的输送距离也具有竞争力。此外,可关断器件组成的换流器,由于采用了可关断的电力电子器件,可避免换相失败,对受端系统的容量没有要求,故可 用于向孤立小系统(海上石油平台、海岛) 供电,今后还可用于城市配电系统, 并用于接入。
近年来, 直流输电技术又有新的发展,轻型直流输电采用 IGBT 等可关断电力 电子器件组成换流器, 应用脉宽调制技术进行无源逆变,解决了用直流输电向无 交流电源的负荷点送电的问题。同时大幅度简化设备,降低造价。
(三) 静止无功补偿器(SVC) SVC 是用以晶闸管为基本元件的固态开关替代了电气开关, 实现快速、 频繁地以控制电抗器和电容器的方式改变输电系统的导纳。SVC 可以有不同的回路结构,按控制的对象及控制的方式不同分别称之为晶闸管投切电容器(TSC)、晶闸管投切电抗器(TSR)或晶闸管控制电抗器(TCR)。
在配电环节的运用
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 (CustomPower)技术。用户电力技术(CP)技术和 FACTS 技术是快速发展的姊妹型 新式电力电子技术。 采用 FACTS 的核心是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力;发展 CP 的目的是在配电系统中加强供电的可靠性和提高供电质量。 CP 和 FACTS 的共同基础技术是电力电子技术,各自的控制器在结构和功能上也相同,其差别仅是额定电气值不同,目前二者已逐渐融合于一体,即所谓的 DFACTS 技术。具有代表性的用户电力技术产品有:动态电压恢复器(DVR),固态 断路器(SSCB),故障电流限制器(FCL),统一电能质量调节器(PQC)等。
我国电力电子技术的发展
1. 配电自动化前景
配电网自动化智能电网投资重中之重: 配电网作为输配电系统的最后一个环 节, 其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关。配电自动化是智能电网的重要基础之一。从投资构成上我们预计,智能电网的投资构成上,配网自动化将占 40%左右,是智能电网投资的重中之重。 我国配网自动化处于初级阶 段:配网自动化在我国处在起步阶段,国内城市配网馈线自动化率不足 10%,目 前国外配网自动化的比例达到 60%-70%,国内仍刚刚开始试点,未来市场空间广阔。
2. 配电自动化简介
配电自动化指:利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设 备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起,改进供电质量, 与用户建立更密切更负责的关系, 以合理的价格满足用户要求的多样性, 力求供电经济性最好, 企业管理更为有效。 配电自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程,包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。 从保证对用户的供电质量, 提高服务水平, 减少运行费用的观点来看,配电自动化是一个统一的整体。
配自动化包含以下配电自动化包含以下 4 个方面:①馈线自动化。馈线自动 化完成馈电线路的监测、 控制、 故障诊断、 故障隔离和网络重构。 其主要功能有: 运行状态监测、远方控制和就地自主控制、故障区隔离、负荷转移及恢复供电、无功补偿和调压等。②变电站自动化。变电站自动化指应用自动控制技术和信息 处理与传输技术, 通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工对变电站进行监控、测量和运行操作的一种自动化系统。变电站自动化以信号数字化和计算机通信技 术为标志, 进入传统的变电站二次设备领域,使变电站运行和监控发生了巨大的 变化,取得显著的效益。变电站自动化的基本功能有:数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、与继电保护交换信息、自动控制的协调和配合、 与变电站其他自动化装置交换信息和与调度控制中心或集控中心通 信等项功能。变电站自动化技术是配电自动化的重点之一。③配电管理系统。配 电管理系统(DMS)是指用现代计算机、信息处理及通信等技术和相关设备对配电网的运行进行监视、管理和控制。它是配电自动化系统的神经中枢,整个配电自动化系统的监视、控制和管理中心。主要功能有:数据采集和监控(SCADA)、配 电网运行管理、 用户管理和控制、自动绘图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS) 等。④需求侧管理。通过一系列经济政策和技术措施,由供需双方共同参与的供用电管理。包含负荷管理、用电管理及需方发电管理等。需求侧管理的几个内容涉及电力供需双方, 甚至与电力管理体制有关, 必须通过立法和制订相应的规则, 并最终由电力市场来调节。可以看到,电力的供需双方不仅仅是一种电力买卖关 系,也是以双方利益为纽带的合作伙伴关系,在电力市场环境下,需求侧管理必将被重视。
3.配电自动化发展趋势
根据对国内外发展动态的研究,配电自动化技术的发展呈现以下特点:
1) 多样化 尽管配电自动化技术的发展经历了三个阶段,但是从日本等国家的应用情况看,各个阶段的技术都在使用,并且各有其适应范围:基于自动化开 关设备相互配合的馈线自动化系统适合于农网等负荷密度低、供电半径长、故 障较多而供电可靠性较差的区域;第二阶段的配电自 动化系统 (DAS)适合于 中小城市和县城;基于人工智能具有丰富高级应 用的第三阶段配电自动化系统 适合于大城市和重要园区; 甚至仅仅具有遥信和遥测功能而不具备遥控功能的配电网信息系统也有其应用前景,主要因为它可以直接采用公用通信资源 (如 GPRS 等),而不需要建设专用通信网。
2)集成化 配电自动化涉及面很广,它不但有自己实时信息采集的部分,还有相当多的实时、 非实时和准时实时信息需要从其它应用系统中去获取。 比如, 从地调自动化系统中获取主供电网和变电站信息; GIS 系统中获取配电线路拓 从 扑模型和相关图形;从 PMS 系统中获取配电设备参数;从用电营销系统/负荷控 制系统中获取用户信息等。因此, 配电自动化的主站不再是单一的实时监控系统, 而是将多个与配电有关的应用系统集成起来形成综合应用的系统。为了规范应用 系统间集成和接口,国际电工委员会制订了 IEC 61968 系列标准,提出运用信 息交换总线 (即企业集成总线),可将若干个相对独立的、相互平行的应用系 统整合起来,在实现信息交换的同时,使每个系统继续发挥自己的特色,形成一个有效的应用整体。
3) 智能化 配电系统是智能电网的重要环节,配电系统智能化则是配电自动化的发展方向。因此,配电自动化与实现智能电网密切相关,主要表现在: 自 愈配电技术。这就是配电自动化系统中馈线自动化的故障诊断、定位、隔离以及恢复供电的基本功能,在智能电网的背景下需要进一步升级为适应分布式发电的 双向能量流下的馈线自动化功能。 高效运行技术。这就是配电自动化系统中高 级应用软件功能。在智能电网的背景下需要进一步升级为考虑设备全生命周期的资产优化与智能调度业务功能。 分布式电源和储能系统的接入技术。这是配电 自动化系统面临的新要求, 尤其是涉及到配网潮流计算和分析以及分布式电源对电网的影响。 定制电力技术。根据电能质量的相关标准,以不同的技术和价格提供不同等级的电能质量, 以满足不同用户对电能质量水平的需求。配电自动化 系统是其技术支撑手段之一。用户互动技术。这就是配电自动化系统中停电管 理功能,在智能电网的背景下需要进一步升级为适应用户双向互动的业务功能。
现在我国的电力都在往智能电网这块发展,所以的技术和发展都在一步一步的智能化,相信电力电子技术在电力领域的应用可以加速电力系统的智能化发展。

  • 电力电子技术在电力系统中的应用
    答:发电环节、输电环节、配电环节。1、发电环节:电力电子技术在发电环节中有多种应用。包括静止励磁技术,用于控制和调节发电机的励磁电流,确保发电机的稳定运行。电力电子技术还应用于水利和风力发电机组中的变频调速系统,用于调节发电机的转速和输出频率,适应不同的负载需求。2、输电环节:电力电子技术在输...
  • 电力电子技术应用有哪几大方面
    答:在配电网系统,电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等,以进行电能质量控制,改善供电质量。在变电所中,给操作系统提供可靠的交直流操作电源,给蓄电池充电等都需要电力电子装置。
  • 目前电力电子在电力系统应用主要有哪些前沿的研究热点
    答:此外,可关断器件组成的换流器,由于采用了可关断的电力电子器件,可避免换相失败,对受端系统的容量没有要求,故可 用于向孤立小系统(海上石油平台、海岛) 供电,今后还可用于城市配电系统, 并用于接入。近年来, 直流输电技术又有新的发展,轻型直流输电采用 IGBT 等可关断电力 电子器件组成换流器, 应用脉宽调制技术...
  • 电力电子技术在电力系统中的应用目录
    答:2.1 并联补偿器,如静止无功补偿器(5VC)和STATCOM,通过调整系统无功功率,优化电压和功率因数。2.2 串联补偿器如串联阻抗和移相补偿,有助于电压控制和系统稳定性提升。2.4 有源滤波器用于滤除谐波,改善电能质量。2.5 技术现状与前景,FACTS技术在电力系统中有着广泛的应用和潜力。三、直流输电...
  • 电力电子技术的应用领域是什么?
    答:航天应用:用于卫星和宇航器的电力管理和控制。八、家庭和建筑:智能家居:用于智能家居系统的能源管理和电力控制。建筑自动化:用于大楼照明、加热、通风和空调等的能源效率提高。电力电子技术在不同领域中的应用不断发展,为提高能源效率、减少能源消耗和实现更可持续的能源管理做出了重要贡献。
  • 电力电子技术的应用领域有哪些?
    答:1. 工业应用:电力电子技术在交直流电机控制、电化学工业过程控制、以及冶金工业的电力转换等领域发挥着重要作用。2. 交通运输:在电气化铁道、电动汽车、航空航天以及航海等交通运输领域,电力电子技术是实现高效能源转换和管理的的关键。3. 电力系统优化:高压直流输电、柔性交流输电技术和无功补偿装置都...
  • 电力电子技术在电力系统中的应用
    答:电力电子技术的应用 在发电环节中的应用 在电力系统中,包括发电环节在内的多种设备,是将来应用该技术的主要环节,主要是进行改善和应用这些设备。(1)大型发电机的静止励磁具有安全性高、结构简单和成本廉价等优点,其控制静止励磁是采用的闸管整流并自励方式,此方式在各行业的大电力系统得到广泛采用。
  • 电力电子技术主要应用在哪些方面?
    答:电力电子技术是一门涉及电力系统和电子技术的交叉学科,它主要用于将电力转换、控制和调节为满足不同应用需求的形式。主要的控制方式包括以下几种:脉宽调制(PWM)控制:脉宽调制是一种常用的控制方式,通过改变周期内脉冲的宽度来实现对输出电压或电流的控制。PWM技术常被应用于直流-直流变换器、交流-直流...
  • 电力电子技术在哪些领域得到广泛应用?
    答:应用 1、一般工业:交直流电机、电化学工业、冶金工业。2、交通运输:电气化铁道、电动汽车、航空、航天、航海。3、电力系统:高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿。4、电子装置电源:为信息电子装置提供动力。5、家用电器:“节能灯”、变频空调。6、其他:UPS、 航天飞行器、新能源、发电装置。
  • 今后电力电子技术的发展方向是怎么样的?
    答:2、电力电子技术在电力系统中的应用:如各种谐波补偿、有源滤波装置等,还有不断发展的不间断电源设备(UPS),电动汽车的驱动与控制系统,电机的节能驱动方面如各种变频器(包括变频空调)。介绍 电力电子与电力传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和...