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一、電力技術(shù)的發(fā)展綜述
(一)電力技術(shù)和能源相結(jié)合電力技術(shù)可以將風(fēng)能水能和太陽能等自然能源轉(zhuǎn)化為電能,不僅大大提高了對自然資源的利用率,而且還解決了我國依靠煤炭、石油等不可再生資源的現(xiàn)狀。電力資源的使用符合科學(xué)發(fā)展觀,能夠?qū)崿F(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,電力技術(shù)的主要發(fā)展趨勢就是利用自然資源進(jìn)行發(fā)電,完善的電力節(jié)能技術(shù)也能提高我國的能源節(jié)約效率,為了促進(jìn)我國電力技術(shù)的發(fā)展,國家對其進(jìn)行了大力的關(guān)注和支持。
(二)機電一體化的發(fā)展和應(yīng)用在電力系統(tǒng)方面,我國主流的研究方向是通過電力技術(shù)實現(xiàn)對電能的科學(xué)控制和管理。在不久的將來,我國幾乎全部的電能都是靠電力技術(shù)對其進(jìn)一步處理,然后投入并使用。機電一體化可以有效的將電力技術(shù)和使用設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一整合,隨著最近幾年機電一體化的快速發(fā)展,為我國電力技術(shù)的深入發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。
(三)智能技術(shù)的推廣智能技術(shù)的應(yīng)用,可以使設(shè)備具有自適應(yīng)和自控制的能力,隨著電子計算機和人工智能等理論和技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,電力控制系統(tǒng)的智能化進(jìn)入到了嶄新的歷史時期。智能化的電力控制系統(tǒng)可以對操作過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和判斷,從而可以全面地提升電力系統(tǒng)的管理水平和服務(wù)質(zhì)量。智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也成為了今后研究的重點內(nèi)容之一。
二、電力技術(shù)的應(yīng)用
對電力系統(tǒng)的意義電力技術(shù)的主要目的是實現(xiàn)對電力系統(tǒng)設(shè)備的控制,這種技術(shù)主要是通過計算機技術(shù)、電子信息技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)來實現(xiàn)的,雖然電力技術(shù)在我國的電力系統(tǒng)中應(yīng)用的時間不算長,但其發(fā)展速度卻十分迅速,我國的電力系統(tǒng)已經(jīng)有了一套比較完整的體系。電力技術(shù)在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用可以有效改善發(fā)電機等多種設(shè)備的運行特征,從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)功率的調(diào)節(jié)。主要的表現(xiàn)是:對大型發(fā)電機的靜止勵磁的控制、對水力和風(fēng)力發(fā)電機的變速恒頻勵磁控制和對發(fā)電廠風(fēng)機水泵的變頻調(diào)速控制。在火電廠中,風(fēng)機水泵的發(fā)電量占很大的比重,但它的效率也比較低,通過變頻調(diào)速可以實現(xiàn)提高運行的效率,但是我國目前的企業(yè)很少有能夠生產(chǎn)高壓大容量的變頻器,其精確度也有待提高。電力技術(shù)的目的是為了實現(xiàn)對電能的有效利用和提升電力行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量,其主要的特點有以下幾個方面:提高電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,電力技術(shù)的廣泛應(yīng)用不僅可以提高資源的利用率,降低人力成本和管理成本,而且還可以促進(jìn)和完善電力系統(tǒng)的功能,從而使我國的電力行業(yè)朝著低耗能和高效率的方向發(fā)展。電力技術(shù)的應(yīng)用使我國的電力行業(yè)和其他的新興產(chǎn)業(yè)相融合,調(diào)整了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),機電一體化的進(jìn)程促進(jìn)了電力行業(yè)的發(fā)展,提升了電力企業(yè)的實力。
三、應(yīng)用到電力系統(tǒng)中的主要電力技術(shù)
傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)是通過電纜進(jìn)行傳輸?shù)?,而電纜一般是鋪在地下的,這也就增加了故障排查的難度。太赫茲波可以穿過泥土、塑料和石灰板等難以移動和清除的物質(zhì),可以對鋪在地下的電纜進(jìn)行有效的觀察。太赫茲波發(fā)達(dá)的敏感性可以探測到非常細(xì)微的問題和缺陷,因此太赫茲探測器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅可以大大降低工作人員的勞動強度,維護(hù)人員安全,而且可以提高檢測的精確度,降低企業(yè)的成本。太赫茲檢測技術(shù)的運用還可以有效的抑制偷電行為,大范圍的檢測到偷電狀況,減少偷電行為發(fā)生的概率。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用GPRS技術(shù),可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)對通信速度、質(zhì)量和可靠性的要求。GPRS既可以作為遠(yuǎn)動通信的備用頻道,又可以作為非實時系統(tǒng)的主要通道。它是一種基于GSM無線系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù),也就是無線分組業(yè)務(wù),可以通過無線IP實現(xiàn)終端和終端或者終端到互聯(lián)網(wǎng)之間的連接。GPRS技術(shù)的引用可以使用戶免受斷線的阻擾,保證數(shù)據(jù)傳送和語音通話能夠同時進(jìn)行,分組交換技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面:一方面提高傳輸速率,GPRS可以同時利用一個無線頻道的全部時隙,可以達(dá)到理論上的最大傳輸速率,但在現(xiàn)實中,運營商不可能把所有的時隙分配給數(shù)據(jù)服務(wù),但與其他的數(shù)據(jù)交換服務(wù)相比,仍然有很大的優(yōu)勢;另一方面是永不斷線,只要在無線頻道中,用戶發(fā)送或者接受的消息就能通過GPRS實現(xiàn)實時連接。因為以上的優(yōu)點,GPRS技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
四、電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
(一)電力技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用電力技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中應(yīng)用主要體現(xiàn)在對發(fā)電機中電磁和頻率的控制。在我國大型電廠的發(fā)電機中主要采用的是靜態(tài)電磁系統(tǒng),隨著電力技術(shù)的發(fā)展,電磁控制樞紐逐漸被取代,實現(xiàn)了對靜態(tài)電磁的方便控制。不僅對靜態(tài)電磁的進(jìn)行了自身調(diào)整,也提高了電力系統(tǒng)的運行速度。電力技術(shù)在電廠電力系統(tǒng)中的普及,可以有效控制發(fā)電時水源頭的壓強和水力的流速,使水力發(fā)電系統(tǒng)隨著水流的壓強和流速改變而改變,從而保障發(fā)電機以穩(wěn)定的效率運行。
(二)電力技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用輕型直流輸電技術(shù)(HDVCLIGHT)具有可靠性高、容量大、易調(diào)節(jié)和靈活性強等優(yōu)點,這種技術(shù)應(yīng)用到海底電纜或者在遠(yuǎn)距離輸電時有著明顯的優(yōu)勢,可以避免出現(xiàn)停運或者閃爍的狀況。柔性交流輸電技術(shù)(FACTS)最早是在20世紀(jì)80年代提出的,是目前發(fā)展比較迅速的新型技術(shù),這種技術(shù)良好地結(jié)合了電子技術(shù)和控制技術(shù),實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)中電壓、相位和功率等參數(shù)的控制,不僅改善了電能的輸送狀況,而且降低了電能在運輸過程中出現(xiàn)的損耗,該技術(shù)的運用大大增強了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對于電能的輸送,高壓直流輸電技術(shù)成為近來關(guān)注的焦點,遠(yuǎn)距離的高壓輸電可以解決許多問題,與交流電相比,減少在相同條件下電能的損耗,穩(wěn)定的電流減少了電抗壓降,整體壓降的減小可以減少對線路的投資,提供輸送的穩(wěn)定性。
(三)電力技術(shù)在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅可以改善電能的配送質(zhì)量,還可以增強供電的可靠性,最終實現(xiàn)各個電能用戶都能快捷、安全、公平的用電。為了使電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的良好運用就需要對功率、電壓、諧波等參數(shù)進(jìn)行精確的控制,防止電能在輸送的過程中出現(xiàn)波動或者擾動。電力技術(shù)是這一環(huán)節(jié)中應(yīng)用到的主要技術(shù),它和柔性交流電輸電技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)原理是一樣的。電力技術(shù)不僅可以擴展系統(tǒng)的配電能力,而且可以提高配電質(zhì)量和可靠性。該電力技術(shù)的另一個優(yōu)點是開發(fā)的成本比較低,因此其市場前景非常廣闊。提高電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用還要強化我國的智能型電網(wǎng),建設(shè)智能型電網(wǎng)可以實現(xiàn)電力的科學(xué)發(fā)展,從而更有利的實現(xiàn)電力能源的良好輸送和提高使用的效率。建設(shè)智能型電網(wǎng)還可以提高其經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)節(jié)能減排,減少污染物的排放數(shù)量。實現(xiàn)清潔能源的標(biāo)準(zhǔn)化和電力系統(tǒng)控制運行的智能化。智能化的電網(wǎng)還可以實現(xiàn)電網(wǎng)和用戶的雙向互動,便于為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。智能電網(wǎng)實現(xiàn)的電力跨省交易也加大了對電力資源的調(diào)劑,有效避免自然災(zāi)害對電力系統(tǒng)的危害,為用戶提供安全穩(wěn)定的電源。
(四)電力技術(shù)在節(jié)能環(huán)保中的應(yīng)用電動機可以通過點凍結(jié)的調(diào)速技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能,其本身也有節(jié)能的特點,如果將這兩方面相結(jié)合,那么電動機在節(jié)能方面可以實現(xiàn)設(shè)備和技術(shù)的突破。目前,交流調(diào)速技術(shù)在日常生產(chǎn)和生活的電力系統(tǒng)中得到了普遍的應(yīng)用,已經(jīng)應(yīng)用到了一些變負(fù)荷的機械中,通過調(diào)速和流閥控制水流量的技術(shù)已經(jīng)比較完善,可以在我國進(jìn)行廣泛的推廣。電氣設(shè)備中的負(fù)載主要是感性負(fù)載,沒有實現(xiàn)變壓器和電流的同步,因此在使用過程中會產(chǎn)生很大的功率,而且會損耗一定的無功功率。無功功率其實也是保證電能質(zhì)量的重要組成。在電力系統(tǒng)中應(yīng)該保持有功功率和無功功率的相對平衡,否則會引起系統(tǒng)內(nèi)部的電壓降低,甚至?xí)斐呻妷罕罎?,造成大范圍的停電。所以一定要保證電力系統(tǒng)中電壓設(shè)備的功率容量充足,只有充足的功率容量,提高功率因數(shù),才能保證設(shè)備穩(wěn)定的運行。
作者:郭紅玉單位:朔州職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源與能源系,