電力電子與新能源發(fā)電

三年前，巨晨同學拿著自動化專業(yè)錄取通知書，踏入大學校門。當時對前途十分渺茫。三年后，即將升入大四年級，未來已經不再遙遠。他必須做出選擇?？佳?？面前擺著兩本綠皮高等數學教材，不由得搖了搖頭。思來想去，還是找別人意見參考下。給母親掛了電話，母親竟然驚奇地問：“你為何不去找你大哥呢？他似乎在做新能源發(fā)電。”和大哥溝通后，大哥建議他先了解電力電子本身。

打開搜索軟件，搜索電力電子。一篇篇文章出現(xiàn)在眼前。巨晨習慣知道一件事物發(fā)展歷史。

“電力電子技術電力電子學（Power Electronics）這一名稱是在上世紀60年代出現(xiàn)的。1974年，美國的W.Newell用一個倒三角形對電力電子學進行了描述，認為它是由電力學、電子學和控制理論三個學科交叉而形成的。這一觀點被全世界普遍接受?！半娏﹄娮訉W”和“電力電子技術”是分別從學術和工程技術2個不同的角度來稱呼的。”

巨晨記得，電力電子老師在上課時，特意強調過電力電子技術的先進性，并和模擬電路，數字電路比較。教材上講解電力電子技術時，首先舉了一個降壓斬波電路的例子，這電路使用了一個他以前未曾見過的元件——晶閘管。事實上，晶閘管的出現(xiàn)，標志著電力電子技術正式出現(xiàn)。大功率硅整流管和晶閘管投入使用之后，電力電子技術在整流方面取得巨大優(yōu)勢，快速發(fā)展。八十年代，技術允許制造超大規(guī)模集成電路，IGBT與MOSFET使電力電子技術邁入現(xiàn)代化?，F(xiàn)代電力電子技術也廣泛應用于新能源發(fā)電領域。

巨晨的大哥也是自動化專業(yè)畢業(yè)。說起來，巨晨選擇這個專業(yè)，或多或少受到大哥的影響。

新能源發(fā)電現(xiàn)在被國家扶持。在人類意識到化石能源的污染性和不可再生性后，發(fā)展新能源發(fā)電勢在必行。

“你列舉幾個新能源發(fā)電的例子？”大哥在微信敲字，反問巨晨。

“這個簡單，高中就學過了。有風力發(fā)電，太陽能發(fā)電，生物質發(fā)電等等?！?/p>

“那你知道，你說的這幾個發(fā)電方式有什么優(yōu)點嗎？如果沒有顯著優(yōu)點，人類可不會選擇它們?！?/p>

“我查過。新能源發(fā)電可以減少化石燃料使用，減少污染。新能源發(fā)電根據具體發(fā)電方式，選址較為容易。而且因為發(fā)電體量小，維護成本也少。”

“你說的很有道理。那新能源發(fā)電的缺點？你查過嗎？”

從小到大，新能源發(fā)電都是作為正面例子出現(xiàn)。巨晨思考了一下，真的沒人和他說過新能源發(fā)電的缺點。

“哈哈哈。弟弟，你要明白一件事。了解一件事，必須要從正反兩面同時研究。只追求正面而忽視反面，技術就會畸形。一旦積重難返，會引發(fā)社會災難。”

“?。啃履茉窗l(fā)電會引起社會災難嗎？”

“我從在專業(yè)角度說吧。風力發(fā)電，太陽能發(fā)電等等，說到底是依靠自然資源。但是你不能保證任何時候都有風，也不能保證任何時候風的大小都相同。所以，新能管發(fā)電具有間歇性。而電力供應最基本要求便是穩(wěn)定性。另一點，太陽能發(fā)電和風力發(fā)電能量密度低，所以有可能導致占地面積大?！?/p>

“??？那怎么可以解決這個問題?。俊?/p>

“這時候就要進入正題——電力電子技術了。我是做風力發(fā)電的。風力發(fā)電需要用到變速恒頻控制。”

“變速恒頻變槳距調節(jié)系統(tǒng)DFIG在內部配置雙饋感應電機，加載多級同步電機，利用電力電子變換器調節(jié)頻率。這樣可以使風力發(fā)電機產生穩(wěn)定頻率電流。”

“因為供電不穩(wěn)定。很多電站會把輸出設定為有功功率模式，保證有功功率的穩(wěn)定輸出。這時無功功率調節(jié)十分重要。我們用的技術是SVC無功補償。傳統(tǒng)技術容易導致電壓崩潰，SVC技術通過控制晶閘管導通與關斷實現(xiàn)對電抗器和電容器的投切，靈活調節(jié)無功功率。”

“電力電子技術就是現(xiàn)代化的技術。有了它，我相信我們未來生活會越來越好?！边@是巨晨同學大哥的最后一句話，好像一篇文章的結尾一樣。

作為整流，斬波等等功能應用在其余領域只是電力電子技術一部分。電力電子技術還可以用于制造電子元件。電力電子器件在其余領域也應用廣泛。

巨晨同學下決心，以后向電力電子方向發(fā)展。人的未來有止境，而科學技術發(fā)展和更迭永無止境。我們在享受電力電子技術對生活的改善時，也要稍微了解這幕后的功臣，得到科學的樂趣。