電工電子技術(shù)特點(diǎn)分析
時(shí)間:2022-07-28 09:01:06
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摘要:闡述電力生產(chǎn)和輸送過程中的安全隱患,這在很大程度上影響到了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率,探討電工電子技術(shù)對電力系統(tǒng)的優(yōu)化功能。
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng),電子技術(shù),運(yùn)行效率,系統(tǒng)優(yōu)化
得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)在當(dāng)今社會的普及,機(jī)電一體化在近年來得到迅速的發(fā)展,通過將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與電力系統(tǒng)相結(jié)合,我國電力行業(yè)也正在朝著更加智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,而電工電子技術(shù)作為支持電力生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)暮诵募夹g(shù),其在助推電力行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展中同樣發(fā)揮著不容忽視的作用。電工電子技術(shù)是一種涵蓋了電氣工程、計(jì)算機(jī)、電力生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù),并且在信息化背景下,電子電工技術(shù)與信息技術(shù)的融合使得電力系統(tǒng)在輸電、發(fā)電等各個(gè)環(huán)節(jié)的性能變得更為優(yōu)越,這在很大程度上提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率,系統(tǒng)運(yùn)行的安全性也有了明顯的提升。由此可知,電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中具有非常高的潛在價(jià)值,研究該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用十分有必要。
1電力系統(tǒng)中的電工電子技術(shù)特點(diǎn)
集成化。集成化是電工電子技術(shù)的一個(gè)最顯著的特點(diǎn),簡單來講,由于電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用需要依靠各類單元器件發(fā)揮出作用,而這些單元器件之間本身存有一定的聯(lián)系,通過共同作用完成基于某一基片上的集成,從而賦予電力系統(tǒng)更強(qiáng)悍的性能。例如,在集成化特點(diǎn)的作用下,單元器件的體積會發(fā)生一定的改變,為接下來電工技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合創(chuàng)建有利的條件,而正是因?yàn)橛辛擞?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持,電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向逐漸變得清晰起來。高頻化。高頻化與上文提到的集成化有著密切的關(guān)聯(lián),兩者往往會一種相輔相成的關(guān)系。近年來,社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長,當(dāng)代人對于電力的需求量也在不斷攀升,想要滿足用戶的用電需求,我國電力行業(yè)就必須對電力系統(tǒng)中電子元件的工作效率做出更高的要求。在這種情況下,經(jīng)過對電子元件進(jìn)行集成化,電子元件的工作效率有了大幅度的提升,能很好地維持高速的運(yùn)行狀態(tài),而這種狀態(tài)則是電工電子技術(shù)所體現(xiàn)出的高頻化的特點(diǎn)。例如,通過對電力系統(tǒng)中的化合物場效應(yīng)晶體管進(jìn)行集成,它的工作效率便可突破至100kHz。全控化。在電力系統(tǒng)中,電工電子技術(shù)的全控化一般表現(xiàn)為全自動(dòng)化關(guān)斷器件的運(yùn)用。結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)來看,以傳統(tǒng)的電工技術(shù)作為主要支持,電力系統(tǒng)的運(yùn)行中更多的會采用半自動(dòng)化的晶閘管,由于與之相關(guān)的器件的換相電路比較復(fù)雜,即便能滿足電力系統(tǒng)的基本控制要求,但會導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行效率緩慢,并且安全性也無法得到可靠的保障。但在電工電子技術(shù)的支持下,大部分的半自動(dòng)化控制的器件被全自動(dòng)化關(guān)斷器件所取代,這不僅很好地保證了電流設(shè)計(jì)的簡潔性,也進(jìn)一步增強(qiáng)了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,從而保障電力的持續(xù)供應(yīng)。電工電子技術(shù)不僅融合了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),也擁有傳統(tǒng)電工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),整體功能更趨于完善。在確保電力系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下,電工電子技術(shù)能對電能進(jìn)行有效的整合,減少電能耗損,確保供電質(zhì)量良好。我國電工電子技術(shù)在智能化方面已經(jīng)小有所成,在進(jìn)行與微電子技術(shù)的融合之后,電力系統(tǒng)得到了又一次的革新,系統(tǒng)的機(jī)電一體化水平也因此而大幅度提升。以此為前提,電力系統(tǒng)能針對各類電力信息進(jìn)行高效的收集、傳輸和處理,同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中各設(shè)備的運(yùn)行狀況,在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持下,借助于相應(yīng)的硬件系統(tǒng)完成一系列的可視化操作,提高電力系統(tǒng)的運(yùn)維效率。不僅如此,要用長遠(yuǎn)的目光看待電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和深入發(fā)展,該項(xiàng)技術(shù)除了能夠優(yōu)化系統(tǒng)的綜合性能,也在一定程度上標(biāo)志著我國電力系統(tǒng)工頻技術(shù)的發(fā)展方向?;陔姽る娮蛹夹g(shù)的顯著特點(diǎn),電力設(shè)備也必然會朝著微型化的方向不斷進(jìn)步,而系統(tǒng)的高頻化特征也會得到進(jìn)一步的凸顯,從而有效降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)營成本,同時(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。由此可知,電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用,所以要將該項(xiàng)技術(shù)作為進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化的一個(gè)關(guān)鍵手段,深入探究其在實(shí)踐環(huán)節(jié)的有效應(yīng)用。
2電工電子技術(shù)的應(yīng)用
變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)的發(fā)電階段,應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)能有效提高發(fā)電設(shè)備的工作效率,從而提升發(fā)電速度,并且能減少不必要的電能耗損,輔助企業(yè)順利完成各項(xiàng)生產(chǎn)目標(biāo)和節(jié)能目標(biāo)。舉例來說,在某火力發(fā)電的工程項(xiàng)目中,風(fēng)機(jī)水泵的運(yùn)行會消耗大量的能量,該過程產(chǎn)生的能耗幾乎能占據(jù)設(shè)備總能耗的65%以上,此時(shí)若企業(yè)所使用的機(jī)上設(shè)備耗損比較嚴(yán)重,出現(xiàn)嚴(yán)重老化的現(xiàn)象,能源耗損量必然會進(jìn)一步增加。針對這種情況,借助于變頻調(diào)速技術(shù)則能很好地改善高能耗的問題,通過對風(fēng)機(jī)水泵的運(yùn)行速率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),使經(jīng)調(diào)節(jié)之后的風(fēng)機(jī)水泵基本滿足系統(tǒng)的負(fù)荷需求。與前者相對比,被改造的風(fēng)機(jī)水泵在能耗上會降低35%左右,具有比較顯著的節(jié)能效果,并且也能使風(fēng)機(jī)水泵的高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)得到改善,避免設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重的耗損。靜止勵(lì)磁技術(shù)的應(yīng)用。靜止勵(lì)磁技術(shù)在電力系統(tǒng)中同樣有著非常高的實(shí)用價(jià)值,它屬于非線性控制技術(shù)的范疇,具有比較先進(jìn)的理念,將該技術(shù)與全數(shù)字化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)進(jìn)行搭配使用能為電力企業(yè)創(chuàng)收更高的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)如今,我國很多大型發(fā)電廠已經(jīng)陸續(xù)將靜止勵(lì)磁技術(shù)投入到電力系統(tǒng)的改造中,以期能有效改善發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效率低下的問題,就眼下來看,所獲得的效果也比較理想。此外,電工電子技術(shù)的發(fā)展與新能源發(fā)電技術(shù)也有比較密切的聯(lián)系。例如,利用太陽能進(jìn)行發(fā)電,需要利用電流轉(zhuǎn)換器作為核心的技術(shù)器件,而電流轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與制造則需要借助于電工電子技術(shù),從而進(jìn)行對集成電路的轉(zhuǎn)換,完成太陽能向電能的轉(zhuǎn)換過程。當(dāng)然,電工電子技術(shù)在水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等的工程項(xiàng)目中同樣具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢,如在變速恒頻勵(lì)磁技術(shù)的作用下改變水流量和壓力,從而提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率。輸電安全保護(hù)的應(yīng)用。輸電是電力系統(tǒng)運(yùn)行中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),輸電效果直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。在電工電子技術(shù)的作用下,輸電環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的能耗量有了明顯減少,并且系統(tǒng)的運(yùn)行效率也得到了大幅度的提升,尤其是針對長距離直流電的傳輸,電工電子技術(shù)可以為整個(gè)輸電過程保駕護(hù)航。即便處于比較復(fù)雜的運(yùn)輸環(huán)境,或面對大規(guī)模的輸電任務(wù),利用電工電子技術(shù)也能很好的保障輸電過程的穩(wěn)定和安全,同時(shí)有效避免無功損耗問題的出現(xiàn)。就目前來看,交流閥、晶閘管、變換器等在高壓直流輸電過程中均得到了比較廣泛的使用,這些器件能優(yōu)化輸電設(shè)備的轉(zhuǎn)化性能,從而提升輸電效果。當(dāng)然,電工電子技術(shù)在柔性交流輸電中同樣具有相當(dāng)高的應(yīng)用價(jià)值,在計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)械控制技術(shù)的融合作用下,電力輸出的穩(wěn)定性更強(qiáng)。隨著電工電子技術(shù)在電力工程中的深入發(fā)展,電力設(shè)備和器件的性能得到了進(jìn)一步的完善,發(fā)展相對成熟,利用這些先進(jìn)的設(shè)備替代傳統(tǒng)的電氣設(shè)備,能對輸電系統(tǒng)進(jìn)行更好的控制,減少輸電環(huán)節(jié)所生產(chǎn)的能耗,從而提高企業(yè)的收益。在配電環(huán)節(jié)的應(yīng)用。由于配電系統(tǒng)是與用戶的用電設(shè)備直接相連的部位,基于連接方式的不同,再加上操作上的誤差,系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性也會大大減低。在現(xiàn)實(shí)中,若配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障或運(yùn)行異常的情況,極有可能會引發(fā)大范圍的停電,甚至燒損用戶的電力設(shè)備,繼而造成火災(zāi)等的安全事故。針對這種情況,可利用電工電子技術(shù)來控制電能的質(zhì)量,最大限度減少系統(tǒng)波動(dòng)和諧波對配電系統(tǒng)本身所產(chǎn)生的危害,同時(shí)控制好系統(tǒng)的頻率和電壓等級,根據(jù)實(shí)際情況對系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)做出合理的調(diào)整,從而保障配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
3結(jié)語
基于電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的多重優(yōu)勢,必須不斷探究該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用手段,以加快系統(tǒng)性能的優(yōu)化,為國民提供持續(xù)且高品質(zhì)的電力供應(yīng)。
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作者:曾柔逸倩 唐瑋良 高泓怡 郁夢琪 單位:國網(wǎng)江蘇省電力公司 蘇州供電公司