探究电力系统中电力电子变流技术的应用分析

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【摘要】电力系统在社会经济发展中有着非常重要的作用，其供电效果也对整个社会的发展和人民生活有着重要的影响。随着科技信息的日益发展，电力系统对新技术的应用也越来越频繁。在这当中就有一项应用比较广泛的技术，即电力电子技术。它的应用使电能得到了相应的变换和控制，推动了电力系统的广泛发展。而电力电子技术中的变流技术对电能优化和提高电力系统的效率等方面都有着积极的作用。本文就电力电子变流技术和它在电力系统中的应用及作用做了相关分析，以使这项技术能够在电力系统中充分发挥其作用。

【关键词】电力电子;变流技术;电力系统;应用

电力系统是提供相应的电能生产和电能消费的系统，它需要通过发电、输电、配电等环节实现对电能的有效管控，对人们的正常用电有着重要的保障作用。在电力系统的发展过程中出现了电力电子技术，它是应用相应的电力电子器件来控制和变换电能的技术。随着电力电子技术在电力系统中的广泛应用和不断发展，电力电子变流技术也在不断的成熟和完善，在电力系统中的作用也越来越明显，推动了电力系统的现代化。电力电子变流技术在发达国家的电力系统中的应用更为普遍，它不仅能优化电能和提高电力系统的工作效率，还能够促使机电一体化的发展和对传统产业的改造。

一、电力电子变流技术概述

随着社会用电的需求，电力电子技术逐渐得到了相应的研究与发展。20世纪60年代以后，电力电子技术开始被应用到相关的领域，如电力电子领域和控制技术领域。其中，电力电子技术在控制技术方面的研究和应用使相应的电能能够得到科学有效的转换和控制，从而推动了电能的合理应用和可持续发展。电力电子技术是用计算机系统将电子技术、电路技术和电力控制技术等方面进行相应的整合应用的现代化的电力技术，晶闸管的出现标志着这项技术发展到相应的成熟阶段。

电力电子技术主要包括两个方面的技术，一是电子电子器件制造技术和电力电子变流技术。电力电子器件制造技术在发展过程中得到了不断的提高和发展。相应的电力电子器件已经由第一代的低耗能和小体积发展到具有自动关断功能和结合相应的功率器件、驱动器件、控制器件等更完善的第三代电力电子器件。其发展前景更加可观。电力电子变流技术也在不断的发展中得到了广泛的应用。20世纪70年代，整流电路得到了广泛的应用，逆变电路也在此过程中得到了一定程度的发展。随着自动断电器件的应用，逆变电路开始有了更为迅速的发展。与此同时，随着控制技术的不断发展，使电力电子系统的现代化控制技术得到了不断的发展，出现了模糊控制、自适应控制等控制方式。控制技术在很多领域都得到了相应的应用，也为电力电子技术的发展提供了更多的技术支持。

二、电力电子变流技术的应用形式

作为电力电子技术中的一部分，电力电子变流技术从上个世纪七、八十年代开始被广泛应用到电力系统中。一经应用便受到社会各界的极大关注。随着不断的发展，电力电子变流技术以整流电路、交流调压电路、逆变电路、斩波电路等形式在电力系统中都得到了广泛的应用，并取得了相应的良好效果。

（一）整流电路

整流电路是用可以调节大小的直流电代替了交流电供给直流用电设备的一种电力电子变流电路。整流电路通过整流二极管将输出的电压较低的交流电转化成直流电，实现对交流电的整流。交流电压在通过整流电路之后，就会变成混合电压，既有交流电压也有直流电压。整流电路被应用到一些相应的用电控制和相关输电环节，实现了快速高效控制并推动了电网的稳定运行。与此同时，整流电路还用多相整流的方式减少和控制了输出电压的脉动情况，并减少了电能的损失。

整流电路一般是由变压器、滤波器和整流主电路组成的，在调节直流电动机的速度和调节发电机的励磁、电镀、电解等方面得到了相应的普遍运用。整流电路的变压器的设置是为了使输入的相应的交流电压与输出的直流电压之间保持相匹配协调，并实现对交流电网与整流电路之间的隔离。变压器在整流电路中的设置情况需要依据相应的具体情况来确定。整流电路中的滤波器是为了能够将直流电压中的交流电压过滤掉而在主电路与负载之间进行的相应连接。20世纪70年代，整流电路的主电路主要是由晶闸管和整流二极管。随着不断发展，发光二极管等新形材料逐渐被应用到主电路中。

电力系统中的整流电路主要包括半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。其中，半波整流电路是整流电路系统中最为简单的一种，它能够通过电源变压器将220伏电压转变成所需要的电压大小，整流二极管能将相应的交流电转换成直流电。经过反复的转换过程，一半的交流电被演变成了直流电，这也是半波整流的由来。半坡整流电路的电流利用率比较低，多用于电压高、电流小的领域。全波整流电路可以认为是由两个半波整流电路组成的，其通过对整流电路的相应调整，达到了对电能的高效运用，但其二级管所承受的电压相对较大。桥式整流电路是使用最为广泛的整流电路，它通过接入两个二极管使电路形成了桥的形状。桥式整流电路既能够高效利用电能，还能够使承受的反向电压相应减少，对其稳定运行有一定的作用。

（二）交流调压电路

交流调压电路是运用改变电压、相数等方式实现新形式的交流电代替原来的交流电的一种变流电路，其主要被应用在控制电热、控制灯光和控制交流电动机速度等方面。交流调压电路在被广泛应用到电力系统中的同时，也实现了在高压电器中的应用。交流调压电路虽然会产生谐波，但其对电路系统的影响并不是很大，而且该电路还具有设置简单、方便控制和调节，对有色金属的消耗较小等特点。此外，交流调压电路还能在电动机的整个运行过程进行调压，以保持电压的稳定和电动机的正常运转。

交流电压器通过依照相应的规律控制交流开关从而达到控制输出电压的目的。交流调压器控制电压的方式主要有周波控制调压、相位控制调压和斩波控制调压。其中，周波控制调压是通过交流开关关闭和开通相应的周波，从而改变输出电压的波形达到改变输出电压大的目的。相位控制调压是通过改变晶闸管电压到触发点之间的电角度，从而改变输出电压的方式。斩波控制调压是通过利用开关将电源周期内进行切断，将输出电压也相应切成小段，再通过改变其宽度或开关通断的周期来调节输出电压的方式。