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電力電子技術是一門新興的應用于電力領域的電子技術，就是使用電力電子 器件(如晶閘管，GTO，IGBT 等)對電能進行變換和控制的技術。電力電子技術 所變換的“電力”功率可大到數(shù)百 MW 甚至 GW，也可以小到數(shù) W 甚至 1W 以下， 和以信息處理為主的信息電子技術不同電力電子技術主要用于電力變換。。目前 電力電子技術的應用已涉及電力系統(tǒng)的各個方面，包括發(fā)電環(huán)節(jié)、輸配電系統(tǒng)、 儲能系統(tǒng)等等。

一、發(fā)電環(huán)節(jié)

電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機組的多種設備，電力電子技術的應用以改善 這些設備的運行特性為主要目的。

(一)大型發(fā)電機的靜止勵磁控制。靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式， 具有結構簡單、可靠性高及造價低等優(yōu)點，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于 省去了勵磁機這個中間慣性環(huán)節(jié)，因而具有其特有的快速性調節(jié)，給**的控制 規(guī)律提供了充分發(fā)揮作用并產生良好控制效果的有利條件。

(二)水力、風力發(fā)電機的變速恒頻勵磁。水力發(fā)電的有效功率取決于水頭 壓力和流量，當水頭的變化幅度較大時(尤其是抽水蓄能機組)，機組的較佳轉 速亦隨之發(fā)生變化。 風力發(fā)電的有效功率與風速的三次方成正比，風車捕捉較大 風能的轉速隨風速而變化。為了獲得較大有效功率，可使機組變速運行，通過調 整轉子勵磁電流的頻率，使其與轉子轉速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。 此項應用的技術核心是變頻電源。

(三)發(fā)電廠風機水泵的變頻調速。發(fā)電廠的廠用電率平均為 8%，風機水泵 耗電量約占火電設備總耗電量的 65%，且運行效率低。使用低壓或高壓變頻器， 實施風機水泵的變頻調速，可以達到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術已非常成熟， 國內外有眾多的生產廠家，并有完整的系列產品。

(四)太陽能發(fā)電控制系統(tǒng)。開發(fā)利用無窮盡的潔凈新能源———太陽能， 是調整未來能源結構的一項重要戰(zhàn)略措施。大功率太陽能發(fā)電，無論是獨立系統(tǒng) 還是并網(wǎng)系統(tǒng)， 通常需要將太陽能電池陣列發(fā)出的直流電轉換為交流電，所以具 有最大功率跟蹤功能的逆變器成為系統(tǒng)的核心。日本實施的陽光計劃以 3～4kW 的戶用并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為主，我國實施的送電到鄉(xiāng)工程則以 10～15kW 的獨立系統(tǒng) 居多，而大型系統(tǒng)有在美國加州的西門子太陽能發(fā)電廠(7.2MW)等。

二、輸電環(huán)節(jié)

(一)柔性交流輸電技術(FACTS) 交流輸電或電網(wǎng)的運行性能。已應用的 FACTS 控制器有靜止無功補償器(SVC)、靜止調相機(STATCON)、靜止快速勵磁器 (PSS)、串聯(lián)補償器(SSSC)等。近年來，柔性交流輸電技術已經(jīng)在美國、日本、 瑞典、 巴西等國重要的**高壓輸電工程中得到應用。國內也對 FACTS 進行了深入 的研究和開發(fā)。

(二) 高壓直流輸電技術(HVDC) 流站可以搬遷，可以使中型的直流輸電工 程在較短的輸送距離也具有競爭力。此外，可關斷器件組成的換流器，由于采用 了可關斷的電力電子器件，可避免換相失敗，對受端系統(tǒng)的容量沒有要求，故可 用于向孤立小系統(tǒng)(海上石油平臺、海島) 供電，今后還可用于城市配電系統(tǒng)， 并用于接入。

近年來， 直流輸電技術又有新的發(fā)展，輕型直流輸電采用 IGBT 等可關斷電力 電子器件組成換流器， 應用脈寬調制技術進行無源逆變，解決了用直流輸電向無 交流電源的負荷點送電的問題。同時大幅度簡化設備，降低造價。

(三)靜止無功補償器(SVC) SVC 是用以晶閘管為基本元件的固態(tài)開關替 代了電氣開關， 實現(xiàn)快速、 頻繁地以控制電抗器和電容器的方式改變輸電系統(tǒng)的 導納。SVC 可以有不同的回路結構，按控制的對象及控制的方式不同分別稱之為 晶閘管投切電容器(TSC)、晶閘管投切電抗器(TSR)或晶閘管控制電抗器(TCR)。

三、配電環(huán)節(jié)

配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題是如何加強供電可靠性和提高電能質量。電能 質量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的 波動和干擾。電力電子技術和現(xiàn)代控制技術在配電系統(tǒng)中的應用，即用戶電力 (CustomPower)技術。用戶電力技術(CP)技術和 FACTS 技術是快速發(fā)展的姊妹型 新式電力電子技術。 采用 FACTS 的核心是加強交流輸電系統(tǒng)的可控性和增大其電 力傳輸能力;發(fā)展 CP 的目的是在配電系統(tǒng)中加強供電的可靠性和提高供電質量。 CP 和 FACTS 的共同基礎技術是電力電子技術，各自的控制器在結構和功能上也 相同，其差別僅是額定電氣值不同，目**者已逐漸融合于一體，即所謂的 DFACTS 技術。具有代表性的用戶電力技術產品有:動態(tài)電壓恢復器(DVR)，固態(tài) 斷路器(SSCB)，故障電流限制器(FCL)，統(tǒng)一電能質量調節(jié)器(PQC)等。


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