分布式發(fā)電中的電力電子技術(shù)
直流輸電與交流輸電相比有許多優(yōu)勢,所以,在以上幾種發(fā)電類(lèi)型中,電能的傳送都是采用直流輸電的形式,但是,大電網(wǎng)以及人們生活、生產(chǎn)需要的是穩定頻率的交流電,而由電力電子設備組成的整流、逆變電路及其它電力電子接口設備在分布式發(fā)電系統的能量變換和傳遞中起到了極其關(guān)鍵的作用。
2 電力電子在提高電能質(zhì)量中的應用
分布式發(fā)電系統是一個(gè)新型的發(fā)電模式,尚有不完善的地方,其中電能質(zhì)量問(wèn)題越發(fā)顯得嚴重。任何由于諧波、瞬態(tài)、電壓凹陷和擾動(dòng)引起的偏離都會(huì )導致電能質(zhì)量問(wèn)題。盡管電能質(zhì)量對居民生活來(lái)說(shuō)沒(méi)有太大的影響,但是對工業(yè)生產(chǎn)和公司工作卻有巨大的影響。片刻電能的丟失和陷落都會(huì )導致工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的下降,甚至出現廢品;導致信息產(chǎn)業(yè)的信息丟失,這樣就會(huì )造成難以估計的損失。未來(lái)是一個(gè)數字化的社會(huì ),對電能質(zhì)量的要求將會(huì )越來(lái)越高。
美國電能研究協(xié)會(huì )(EPRI)為了尋找改善分布式系統性能的先進(jìn)技術(shù),現已做了大量深入的研究。這種CUSTOM POWER的技術(shù)將現代電力電子控制器、分布自動(dòng)化以及完整的通信結合在一起,為用戶(hù)終端提供高質(zhì)量的電能。盡管非常有用,但是,CUSTOM POWER設備應用在分布式系統中的范圍很有限。近年來(lái),一些用于快速控制的設備陸續被研制出來(lái),固態(tài)斷路器(SSB)、靜態(tài)無(wú)功補償器(STATCOM)和動(dòng)態(tài)電壓恢復(DVR)都屬于現代電力電子控制器。STATCOM、LTC(變壓器分接頭轉換器)與機械轉換電容三者相互協(xié)調可以減少系統電壓波動(dòng)。以STATCOM為代表的這些用于分布式系統控制的電力電子設備已經(jīng)得到充分的論證,這些設備不僅可以實(shí)現連續控制而且還可以對系統變化作出實(shí)時(shí)反應。
分布式系統中用電力電子設備來(lái)控制電能質(zhì)量現在應用得很保守,主要是因為成本太高,只有在非常重要的負荷(如醫院)才采用這種方法。最為普遍的電力電子設備是UPS,它在計算機系統中得到非常廣泛的應用。由于計算機技術(shù)將會(huì )更加深入到生活和生產(chǎn)中,所以,對經(jīng)濟性的電力電子設備的需求將急劇增加,其中一些經(jīng)濟性電力電子設備將用于處理瞬時(shí)擾動(dòng)、電壓陷落或其它電能質(zhì)量問(wèn)題。
3 其它方面的應用
電力電子技術(shù)在分布式電力系統中的應用除了上面所介紹的兩個(gè)方面外,在能量的存儲、負荷平衡以及系統故障保護中也有較廣泛的應用。
基于系統穩定性和經(jīng)濟性的考慮,分布式系統要存儲一定數量的電能,用以應付突發(fā)事件?,F代儲能技術(shù)已經(jīng)得到一定程度的發(fā)展,較有前途的儲能技術(shù)有蓄電池儲能(BESS)、超級電容器儲能和飛輪儲能。
蓄電池儲能和超級電容器儲能采取的方法是,先將交流電能變換為直流電能儲存在蓄電池或?容器中;當需要儲備電能時(shí),再將直流電能變換為與系統兼容的交流電能。在這個(gè)可逆變換中,電力電子設備起到了關(guān)鍵的作用。
飛輪儲能技術(shù)是將電能轉換為機械能存儲,飛輪儲能系統基本結構包括飛輪轉子、電力變換器等5個(gè)部分,正是由于高強度纖維,低損耗軸承、電力電子技術(shù)三方面的發(fā)展,使飛輪儲能的實(shí)際應用成為現實(shí)。
由于電力系統負荷變化具有極大的不確定性,需要控制系統及時(shí)進(jìn)行調控,否則可能產(chǎn)生連鎖反應使系統發(fā)生故障,嚴重時(shí)導致系統崩潰。電力電子設備具有反應迅速,控制可靠的特點(diǎn),應用在功率平衡和故障保護中,將大大減少事故發(fā)生的概率,提高了系統的穩定性。
4 結語(yǔ)
由于當前發(fā)電模式的種種弊端、不可再生能源的枯竭、世界各國對環(huán)境保護的重視,分布式發(fā)電將成為未來(lái)世界最主要的發(fā)電模式。通過(guò)本文的分析,可以看出電力電子技術(shù)在分布式發(fā)電中有極其廣泛的應用,而且現在許多科研組織都認定電力電子技術(shù)為分布式發(fā)電中三大關(guān)鍵技術(shù)之一,因此,電力電子技術(shù)的發(fā)展和應用將對分布式發(fā)電模式的迅速普及有極大的推動(dòng)作用。
超級電容器相關(guān)文章:超級電容器原理
評論