淺談電力電子技術(shù)在新能源的應(yīng)用

時(shí)間:2022-11-11 04:31:13

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淺談電力電子技術(shù)在新能源的應(yīng)用

摘要:電力能源作為一種重要的可循環(huán)能源,仍然是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中不可或缺的重要組成部分。由于我國(guó)是能源消耗大國(guó),因此,考慮將電力電子技術(shù)應(yīng)用于新能源領(lǐng)域。由此,本文首先分析電力電子技術(shù)應(yīng)用于新能源領(lǐng)域的必要性,然后探討電力電子技術(shù)應(yīng)用于新能源領(lǐng)域的措施,以不斷優(yōu)化我國(guó)能源使用結(jié)構(gòu),促進(jìn)新能源領(lǐng)域健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞:電力技術(shù);電子技術(shù);新能源領(lǐng)域

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和人們對(duì)能源的需求不斷提高,電力電子技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前,我國(guó)能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題變得越來(lái)越突出,這使得人們對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)、利用也變得日益迫切。考慮到電力電子技術(shù)能將非電力能源轉(zhuǎn)化為電力能源,因此,可以將自然資源中的太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等轉(zhuǎn)化為可以為工業(yè)系統(tǒng)所利用的電能。但是,這一技術(shù)的應(yīng)用需要電力電子處理設(shè)備的大力支持。電力電子技術(shù)的合理利用為新能源的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ),并為新能源材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的動(dòng)力,因此對(duì)我國(guó)未來(lái)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)會(huì)產(chǎn)生重大影響。

1電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域應(yīng)用的必要性

1.1促進(jìn)新能源領(lǐng)域的發(fā)展。電力電子技術(shù)主要具有控制電能、轉(zhuǎn)換電能等作用,因此多用于可以轉(zhuǎn)化為電能的新能源開(kāi)發(fā)中。通常情況下,電力電子技術(shù)由3個(gè)部分組成:第一部分是電力電子部分;第二部分是轉(zhuǎn)換電路部分;第三部分則是控制電路部分[1]。這意味著電力電子技術(shù)主要是通過(guò)電氣技術(shù)、電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)的。而隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,上述技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)踐工作也不斷深化,電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制理論間的聯(lián)系更加緊密,與材料科學(xué)、電氣工程和微電子技術(shù)之間的聯(lián)系也更加密切,因此,其可以在許多領(lǐng)域發(fā)揮出作用。此外,隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,硅整流器和具有高輸出功率的晶閘管變得越來(lái)越流行,這些設(shè)備革新也為新能源領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。1.2提升新能源利用穩(wěn)定性。風(fēng)能是新能源領(lǐng)域的重要組成部分,提升風(fēng)電機(jī)組的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性對(duì)增強(qiáng)能源轉(zhuǎn)化率具有較大作用。目前,我國(guó)許多能源企業(yè)都對(duì)感應(yīng)風(fēng)機(jī)瞬態(tài)電壓的穩(wěn)定機(jī)制有了更清晰的認(rèn)識(shí),但有關(guān)直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙饋穩(wěn)定機(jī)制仍沒(méi)有得到成熟的研究結(jié)論。因此,為了提升新能源利用穩(wěn)定性,就需要合理應(yīng)用電力電子技術(shù)。目前,我國(guó)有關(guān)光伏發(fā)電對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的研究取得了一定成果,但仍舊缺乏對(duì)這一機(jī)制的深入研究,以及對(duì)問(wèn)題的透徹理解與合理的控制措施[2]。因此,新能源領(lǐng)域的工作人員有必要對(duì)電力電子技術(shù)在新能源技術(shù)中的應(yīng)用情況進(jìn)行歸納、分類(lèi)與總結(jié),以獲得良好的應(yīng)用效果。1.3降低新能源轉(zhuǎn)化損耗。許多技術(shù)人員在研究電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí),忽略了新能源快速動(dòng)態(tài)功率調(diào)整的事實(shí),因此,也難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制能源轉(zhuǎn)化的效果。電力電子技術(shù)的發(fā)展也使新能源轉(zhuǎn)化為電能的效率提高,這在事實(shí)上減少了新能源在使用過(guò)程中的浪費(fèi)。此外,電力電子技術(shù)可以將新能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能等轉(zhuǎn)化為電能,這在節(jié)約能源的同時(shí),也合理地減少了傳統(tǒng)能源使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染。同時(shí),電力電子技術(shù)的合理使用可以減少電網(wǎng)的諧波含量,從而能有效降低線(xiàn)路上的能量損耗。因此,隨著科技的發(fā)展,電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域必將發(fā)揮出更大的作用。

2電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1做好故障管控工作。工作人員在進(jìn)行故障管控時(shí),為了獲得更加良好的研究效果,可以選擇一個(gè)簡(jiǎn)單而典型的控制策略。例如,工作人員在經(jīng)過(guò)故障檢測(cè)后可以排除電壓發(fā)生故障的概率,從而迅速讓電力系統(tǒng)恢復(fù)有功功率,確保新能源可以穩(wěn)定轉(zhuǎn)化為電能。此外,隨著無(wú)功功率控制策略趨于多樣化,在許多情況下,用于控制光伏電源和風(fēng)扇(尤其是直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇來(lái)創(chuàng)造風(fēng)能)的有功功率和無(wú)功功率的情況是類(lèi)似的。考慮到電子電力設(shè)備種類(lèi)較多,其中有很多設(shè)備是為了控制故障發(fā)生概率并保證電能轉(zhuǎn)化安全的,所以,只有正確使用電力設(shè)備,才能保證新能源轉(zhuǎn)化過(guò)程中的安全。2.2增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。太陽(yáng)能雖然已經(jīng)在生活中投入使用,但太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化效率低、價(jià)格昂貴,不能大規(guī)模推廣。因此,相關(guān)研究者對(duì)太陽(yáng)能的研究投入了更多研究經(jīng)費(fèi)。其中,光電材料、電子光聲伏打?qū)W為研究領(lǐng)域之一。以Tufts大學(xué)為例,電子系就在該領(lǐng)域引入了新的教授。太陽(yáng)能專(zhuān)業(yè)的同學(xué),工作形勢(shì)不錯(cuò),尤其是美國(guó)中西部太陽(yáng)能豐富的地區(qū)[3]。比如,新墨西哥和亞利桑那州,都有較大的太陽(yáng)能研究中心。在美國(guó)北部,如波士頓,也有很多從事太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)的公司。傳統(tǒng)電力使用燃煤發(fā)電,這是對(duì)空氣造成污染的主要原因之一。而分布式的新能源屬于綠色能源,不會(huì)產(chǎn)生排放,不會(huì)對(duì)空氣產(chǎn)生污染。2.3提高能源利用性?xún)r(jià)比。高頻逆變電源是通過(guò)高頻逆變器和大功率晶體管來(lái)進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換,從而改變電壓的頻率和功率,并達(dá)到節(jié)能的效果。在現(xiàn)代高科技的幫助下,電力電子技術(shù)的強(qiáng)弱功率組合降低了新能源技術(shù)的研發(fā)成本,因此,具有節(jié)能、降低釋放和高性?xún)r(jià)比的優(yōu)點(diǎn)。此外,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,新電源技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)與電子電氣領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對(duì)接。從計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用角度來(lái)看,綠色電力和綠色能源之間的對(duì)接要求很高。例如,綠色能源的使用不僅有效而且整體的能源轉(zhuǎn)化效率較高。也正是由于綠色電源的實(shí)際應(yīng)用效果良好,反過(guò)來(lái)也可以降低電力電子技術(shù)的功耗和能耗。

3結(jié)語(yǔ)

本文主要分析了電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)分析可知,電力電子技術(shù)的有效利用可以在新能源領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程中提供必要的科學(xué)技術(shù)支持,故具有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn):

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作者:步文智 單位:國(guó)家電投集團(tuán)江蘇海上風(fēng)力發(fā)電有限公司