电力电子技术在电力系统中的应用
电力电子技术是电工技术中的新技术,是电力与电子技术(强电和弱电技术)的融合,已在国民经济中发挥着巨大作用,对未来输电系统性能将产生巨大影响。目前电力电子技术的应用已涉及电力系统的各个方面,包括发电环节、输配电系统、储能系统等等。
一、发电环节
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。
(二)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,但具备
(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。
二、输电环节
(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。
1.天生桥—广州直流输电工程(2001年)±500kV,1800MW,980km
2.三峡—常州直流输电工程(2003年)±500kV,3000MW,890km
3.三峡—广州直流输电工程(2004年)±500kV,3000MW,962km
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。世界上第一个采用IGBT构成电压源换流器的轻型直流输电工业性试验工程于1997年投入运行。
(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)。我国输电系
三、配电环节
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
四、其他应用
(一)同步开断技术
实现同步开断的根本出路在于用电子开关取代机械开关。美国西屋公司已制造出13KV、600A、由GTO元件组成的固态开关,安装在新泽西州的变电站中使用。GTO开断时间可缩短到1/3ms,这是一般机械开关无法比拟的。现在,由固态开关构成的电容器组的配电系统“软开关”已问世。
(二)直流电源
许多负载必须使用直流电源,世界上发电总量的20—30%
(三)不间断电源(UPS)和各种AC—DC、DC—AC开关电源
程控交换站,计算机、电视、医疗设备、航天、航海舰艇及家电上,都广泛应用开关电源,这些开关电源都采用高频化技术,使其体积重量大大减小,能耗和材料也大为降低。为提高电源的单位功率密度,开关电源高频化是发展的方向。为减少由于频率提高而使开关损耗增加的问题,从而发展了各种软开关技术。
(四)各种频率的全固态化交流电源
这是为各种工业需要的变频电源。在20世纪80年代末,我国约有20万台60—200KW的高频设备,现在用晶闸管中频感应加热装置已完全取代了中频发电机,国内已形成200—8000Hz,功率为100—3000KW的系列产品。在高频电源方面则用功率MOSEFT制造出1000KW/15—600KHz(比利时),用SIT(静电感应晶闸管)制造出1000KW/200KHz和400KW/400KHz(日本)的感应加热装置,效率都在90%以上。国内已研制出75KW/200KHz的SIT感应加热装置。这样采用全固态高频感应加热装置可以大大节能。
关键字:电力电子 电力系统
编辑:神话 引用地址:电力电子技术在电力系统中的应用
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浙江电力积极打造新型电力系统调度体系
中国储能网讯: 近日,国网浙江省电力有限公司在宁波召开地市级新一代调度技术支持系统建设现场会议,研究全省各地市调度技术系统后续建设方案。
随着浙江电力建设国家电网新型电力系统省级示范区各项工作的推进,电网的安全基础、运行机理都在同步发生变化,作为电网安全平稳运行的神经中枢,电网调度也在不断升级优化,适应新型电力系统的建设。
传统电力调度体系面临挑战
快速增长的新能源装机给传统电力平衡带来了冲击。数据显示,2021年浙江新能源装机达到2498万千瓦,装机占比同比提高28.6个百分点,已成为浙江省内第二大电源。新能源在终端能源消费比重达36%左右,高出全国平均水平9个百分点。
传统调度方式是由
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电力系统中的谐波问题分析
谐波是指正常电流波形的一种失真,一般是由非线性负载发射的。开关模式电源(SMPS)、调速电机及驱动、复印机、个人电脑、激光打印机、传真机、电池充电器以及UPS等都属于非线性负载。单相非线性负载在现代办公大楼中较为常见,而三相非线性负载则普遍存在于工厂和工业车间里。
多数配电系统上的大部分非线性电力负载来自SMPS设备。比如,所有计算机系统使用SMPS把市电交流电压转换为供内部电子设备使用的稳定低压直流电。这些非线性电源会产生高振幅短脉冲电流,造成电流和电压波形严重失真——谐波失真,一般按总谐波失真(THD)衡量。该失真向后传播回到电源系统,将影响连接在同一电源上的其他设备。
多数电力系统可以容忍一定程度的谐
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新型电力系统:增量配网的“逆袭”之战
中国储能网讯: 尽管此前发展并不顺利,但增量配网的历史短、包袱轻、理念新,加上国家大力鼓励,在新型电力系统的建设过程中将拥有后发优势。
日前,国家发改委、国家能源局印发《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》(以下简称《意见》)提出,要加强新型电力系统顶层设计,推动电力来源清洁化和终端能源消费电气化,适应新能源电力发展需要制定新型电力系统发展战略和总体规划,鼓励各类企业等主体积极参与新型电力系统建设。
对此,业内人士表示,《意见》的发布,对于此前发展并不顺利的增量配网来说是一重大利好。如能抓住构建新型电力系统的机会,增量配网发展有望实现“逆袭”。
新型电力系统带来新机会
据预测,
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建设新型电力系统,气象预测要跟上
中国储能网讯: “从今年年初华北等地的沙尘暴,到年中中部地区的暴雨洪涝灾害,再到近期东北地区的暴风雪,极端天气如今变得越来越常见。”中国矿业大学应急管理学院教授许超近日告诉记者,极端天气外部效应所导致的能源供应保障问题,以及给应急工作带来的挑战,需要能源行业积极应对。
中国电力科学研究院(以下简称“中国电科院”)新能源中心电力气象研究室主任王勃告诉记者:“未来我国以新能源为主体的新型电力系统的显著特征之一,就是对气象的高依赖性。因此,精准的气象数值预报预测,是新型电力系统建设的重要组成部分。”南方电网公司生产技术支持中心李锐海不久前也撰文指出,精准的气象预测是保障电力系统安全稳定运行的有效手段之一。
气象预测
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大功率电源知识:浅谈电力电子技术中的整流电路
一、 电力 电子 技术的应用
电力电子技术是一门新兴技术,它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的,在电气自动化专业中已成为一门专业基础性强且与生产紧密联系的不可缺少的专业基础课。本课程体现了弱电对强电的控制,又具有很强的实践性。能够理论联系实际,在培养自动化专业人才中占有重要地位。它包括了晶闸管的结构和分类、晶闸管的过 电压 和过 电流 保护方法、可控整流 电路 、晶闸管有源逆变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理。
在电力电子技术中,可控整流电路是非常重要的章节,整流电路是将交流电变为直流电的电路,其应用非常广泛。工业中大量应用的各种直流 电
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电力电子领域高精度功率测试的电流测试技术
1.前言
功率调节器的功率变换效率测试,逆变器・马达的效率测试,电抗器的损失测试等,在电力电子领域的各个方面都被要求要有高精度的功率(电流和电压)测试.
本文,着重围绕电流测试技术,将介绍我们公司过去就独自拥有的电流传感器和功率分析仪的开发技术.
2.关于电流的测试方式
功率分析仪的电流测试,一般通过直接测量方式(Fig.1(a))和电流传感器方式的(Fig.1(b))其中一种来进行.
下面,将介绍一下各自的特征.
Fig.1 直接测量方式(a)和电流传感器方式(b)
2.1直接测量方式
直接测量方式,是把测试对象的测试线直接连接到功率分析仪的电流端子进行
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高频开关电源的特点及在电力系统的应用
在电力系统中,直流电源作为继电保护、自动装置、控制操作回路、灯光音响信号及事故照明等电源之用,是发电厂和变电站比较重要的设备。因直流电源故障而引发的事故时有发生,所以,对直流电源的可靠性、稳定性具有很高要求。传统的直流电源多数采用可控硅整流型。近几年来,许多直流电源厂家推出智能化的高频开关电源,这种电源系统具有许多优点:安全、可靠、自动化程度高、具有更小的体积和重量、综合效率高以及噪音低等,适应电网发展的需要,值得推广使用。
目前,我国电力系统采用的直流电源也正由传统的相控电源逐步向模块化的高频开关电源转变。高频开关电源整流器的工作原理:交流电源接入整流模块,经滤波及三相全波整流器后变成直流,再接入高频逆变回路,将直
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电力系统通信的音转接口设计
----摘 要:针对在胜利油田电力系统中不同类型的电力线载波通信设备之间连接和组网时遇到的技术问题,分别介绍了ZBD-3B型与ZJ-5型载波机的自动盘接口的工作和转接原理,从如何将话音与呼叫控制信号进行组合和隔离的分析角度,提出了音转接口板的设计原理和方法,并顺利制作和调试成功,解决了海洋变电站与调度中心的通信问题。
关键词:载波机;自动盘;接口;设计
引言
胜利油田电网是全国目前最大的企业电网之一,随着油田电网专业化管理的进一步深化和加强,作为油田电力系统重要组成部分的电力通信专网在整个电网运行和管理中的地位越来越重要。由于历史的原因,目前胜利油田电力系统通信网中的部分电力专用通讯设备在设计和技术上已显得相对陈旧和落后,致使
[应用]