導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電力電子技術(shù)應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：發(fā)展趨勢技術(shù)創(chuàng)新器件開發(fā)應(yīng)用推廣

1概述

自本世紀(jì)五十年代未第一只晶閘管問世以來，電力電子技術(shù)開始登上現(xiàn)代電氣傳動技術(shù)舞臺，以此為基礎(chǔ)開發(fā)的可控硅整流裝置，是電氣傳動領(lǐng)域的一次革命，使電能的變換和控制從旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組和靜止離子變流器進(jìn)入由電力電子器件構(gòu)成的變流器時代，這標(biāo)志著電力電子的誕生。進(jìn)入70年代晶閘管開始形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產(chǎn)品，普通晶閘管不能自關(guān)斷的半控型器件，被稱為第一代電力電子器件。隨著電力電子技術(shù)理論研究和制造工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容易和類型等方面得到了很大發(fā)展，是電力電子技術(shù)的又一次飛躍，先后研制出GTR.GTO，功率MOSFET等自關(guān)斷全控型第二代電力電子器件。而以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件，開始向大容易高頻率、響應(yīng)快、低損耗方向發(fā)展。而進(jìn)入90年代電力電子器件正朝著復(fù)臺化、標(biāo)準(zhǔn)模塊化、智能化、功率集成的方向發(fā)展，以此為基礎(chǔ)形成一條以電力電子技術(shù)理論研究，器件開發(fā)研制，應(yīng)用滲透性，在國際上電力電子技術(shù)是競爭最激烈的高新技術(shù)領(lǐng)域。論文百事通

2電力電子器發(fā)展回顧

整流管是電力電子器件中結(jié)構(gòu)最簡單，應(yīng)用最廣泛的一種器件。目前已形成普通型，快恢復(fù)型和肖特基型三大系列產(chǎn)品，電力整流管對改善各種電力電子電路的性能，降低電路損耗和提高電流使用效率等方面都具有非常重要的作用。自1958年美國通用電氣GE公司研制出第一個工業(yè)用普通晶閘管開始，其結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和工藝的改革為新器件開發(fā)研制奠定了基礎(chǔ)，在以后的十年間開發(fā)研制出雙向，逆變、逆導(dǎo)、非對稱晶閘管，至今晶閘管系列產(chǎn)品仍有較為廣泛的市場。

1964年在美國第一次試制成功了0.5kV/0.01kA的可關(guān)斷的GTO至今，目前以達(dá)到9kV/0.25kA/0.8kHz的可關(guān)斷的GTO至今，目前以達(dá)到9kV/2.5kA/0.8kHZ及6kV/6kA/1kHZ的水平，在當(dāng)前各種自關(guān)斷器件中GTO容量量最大，但其工作頻率最低，但其在大功率電力牽引驅(qū)動中有明顯的優(yōu)勢，因此它在中壓、大客量領(lǐng)域中占有一席之地。70年代研制出GTR系列產(chǎn)品，其額定值已達(dá)1.8kV/0.8kA/2kHZ，0.6kV/0.003kA/100kHZ，它具有組成的電路靈活成熟，開關(guān)損耗小、開關(guān)時間短等特點(diǎn)，在中等容量、中等頻率的電路中應(yīng)用廣泛，而作為高性能，大容量的第三代絕緣柵型雙極性晶體管IGBT，因其具有電壓型控制，輸入阻抗大、驅(qū)動功率小，開關(guān)損耗低及工作頻率高等特點(diǎn)，其有著廣闊的發(fā)展前景。而IGCT是最近發(fā)展起來的新型器件，它是在GTO基礎(chǔ)上發(fā)展起來的器件，稱為集成門極換流晶閘管，也有人稱之為發(fā)射極關(guān)斷晶閘管，它的瞬時開關(guān)頻率可達(dá)20kHZ，關(guān)斷時間為1μs，dildt4kA/ms，du/dt10-20kV/ms，交流阻斷電壓6kV，直流阻斷電壓3.9kV，開關(guān)時間<2ks，導(dǎo)通壓降3600A時，2.8V，開關(guān)頻率>1000Hz。

3電力電子器件發(fā)展趨勢

進(jìn)入90年代電力電子器件的研究和開發(fā)，已進(jìn)入高頻化，標(biāo)準(zhǔn)模塊化，集成化和智能時代。從理論分析和實(shí)驗(yàn)證明電氣產(chǎn)品的體積與重量的縮小與供電頻率的平方根成反比，也就說，當(dāng)我們將50Hz的標(biāo)準(zhǔn)二頻大幅的提高之后，使用這樣工頻的電氣設(shè)備的體積與重量就能大大縮小，使電氣設(shè)備制造節(jié)約材料，運(yùn)行時節(jié)電就更加明顯，設(shè)備的系統(tǒng)性能亦大為改善，尤其是對航天工業(yè)其意義十分深遠(yuǎn)的。故電力電子器件的高頻化是今后電力電子技術(shù)創(chuàng)新的主導(dǎo)方向，而硬件結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)模塊是器件發(fā)展的必然趨勢，目前先進(jìn)的模塊，已經(jīng)包括開關(guān)元件和與其反向并聯(lián)的續(xù)流二極管在內(nèi)及驅(qū)動保護(hù)電路多個單元，并都以標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)出系列產(chǎn)品，并且可以在一致性與可靠性上達(dá)到極高的水平。目前世界上許多大公司已開發(fā)出IPM智能化功率模塊，如日本三菱、東芝及美國的國際整流器公司已有成熟的產(chǎn)品推出。日本新電元公司的IPM智能化功率模塊的主要特點(diǎn)是：新晨

3.1它內(nèi)部集成了功率芯片，檢測電路及驅(qū)動電路，使主電路的結(jié)構(gòu)為最簡。

3.2其功率芯片采用的是開關(guān)速度高，驅(qū)動電流小的IGBT，且自帶電流傳感器，可以高效地檢測出過電流和短路電流，給功率芯片以安全的保護(hù)。

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關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；燃油汽車

現(xiàn)代社會中，汽車已不僅是代步工具，而且具有娛樂、辦公和通訊等多種功能。伴隨汽車工業(yè)與電子信息產(chǎn)業(yè)加速融合，汽車開始向電子化、多媒體化和智能化方向發(fā)展，由以機(jī)械產(chǎn)品為主向高級機(jī)電一體化產(chǎn)品方向演變，電子裝置占汽車整車（特別是轎車）價(jià)值量的比重逐步提高。

為了滿足人們對汽車的動力性、操作穩(wěn)定性、安全性、舒適性、燃油經(jīng)濟(jì)性、對環(huán)境的友好性等各方面不斷提高的要求，各種電子裝置不斷地被應(yīng)用于汽車，使現(xiàn)代汽車成了一個廣泛的電氣系統(tǒng)，包含大量的電氣設(shè)備。在汽車電氣系統(tǒng)中，電力電子技術(shù)正起著越來越重要的作用。

一、汽車的電源系統(tǒng)

今天的汽車具有200多個電氣設(shè)備，其平均功率在800W以上。最初汽車上電能是由與汽車發(fā)動機(jī)同軸（或其它傳動結(jié)構(gòu)帶動）的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的，并供給14V（標(biāo)稱12V）標(biāo)準(zhǔn)蓄電池（組）和用電器。當(dāng)發(fā)電機(jī)停止工作時，蓄電池可滿足汽車啟動和短期的用電要求。

隨著汽車電氣系統(tǒng)的不斷增加，一輛中檔汽車的供電系統(tǒng)需要負(fù)擔(dān)50多個連接器，1500多個電路模塊，2000多個終端，指示和照明燈就超過100多個，線纜長度近5km，耗電超過2.8KW，這就給供電系統(tǒng)的安全使用造成了極大的威脅，同時極大地限制了車用電器設(shè)備的配備使用和開發(fā)。所以現(xiàn)在的汽車采用了新的電源系統(tǒng)，這種系統(tǒng)有兩種類型，一種是單一電壓的42V系統(tǒng)，另一種是雙電壓的14/42V系統(tǒng)。兩種電源系統(tǒng)的目的雖然一致，但出于實(shí)現(xiàn)難易程度不同，又各有自己的特點(diǎn)，前者為最終型，后者為過渡型。功率器件在改善系統(tǒng)效率和性能等方面起著關(guān)鍵作用，電力電子技術(shù)也被廣泛應(yīng)用到各個電氣設(shè)備中，以提高功率，節(jié)約電能。

二、電力電子技術(shù)給汽車提供的功能

1.高亮度放電燈

高亮度放電燈（HID）已經(jīng)開始在汽車中作為短焦距燈和霧燈使用。高亮度放電燈較之傳統(tǒng)的鹵素?zé)艟哂懈叩陌l(fā)光效率、更高的可靠性、更長的壽命和更大的外觀設(shè)計(jì)靈活性，并且具有功率大、紋波小、觸發(fā)起動快、工作穩(wěn)定可靠及抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。HID燈的發(fā)光效率是鹵燈的3倍，而壽命大約為2000h。HID運(yùn)行時需要采用電力電子鎮(zhèn)流器。初始時，需12k-30k的高壓點(diǎn)燃電極之間的弧，而后需要大約85V的電壓來維護(hù)電弧。

2.電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制

電動機(jī)在汽車上的應(yīng)用很多，比如向乘客艙供氣的風(fēng)機(jī)、對水箱（或冷凝器）進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷電動風(fēng)扇等，它們常需要實(shí)現(xiàn)變速控制。例如向乘客艙供氣的電動機(jī)，一般是具有鼠籠風(fēng)扇的永磁直流電動機(jī)，其速度通常是通過改變與電動機(jī)繞組串聯(lián)的電阻來進(jìn)行控制的，這種方法導(dǎo)致了很大的功耗。目前，已研究出的大功率器件脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)在直流電動機(jī)調(diào)速上得到了廣泛的應(yīng)用。利用這些器件具有自關(guān)斷能力，并有體積小、重量輕、開關(guān)速度快、損耗小、效率高等優(yōu)點(diǎn)，使調(diào)速系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)高頻化、模塊化，且動、靜特性指標(biāo)大大提高。

3.防抱死制動系統(tǒng)（ABS）

汽車防抱死制動系統(tǒng)簡稱ABS，是指在制動過程中，可自動調(diào)節(jié)制動力大小，防止車輪抱死，以獲得最佳制動性能包括最佳方向穩(wěn)定性、正常轉(zhuǎn)向能力和最小制動距離的裝置。它是汽車制動系統(tǒng)的組成部分。在汽車上裝用ABS可有效地減少交通事故，提高行車安全性。國外的ABS發(fā)展于20世紀(jì)初，目前ABS技術(shù)和工藝都非常成熟，己廣泛應(yīng)用于轎車和重型汽車中。目前ABS的發(fā)展方向?yàn)椋海?）ABS和驅(qū)動控制裝置的一體化；（2）ABS與電子全控式（或半控式）懸掛、電子控制四輪轉(zhuǎn)向、電子控制液壓轉(zhuǎn)向、電子控制自動變速器等行駛系統(tǒng)和動力傳動系統(tǒng)的組合裝置；（3）ABS和自動制動器的一體化。

4.超聲電動機(jī)

超聲電動機(jī)（簡稱USM）是一種新穎的微型電機(jī)。它利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并依靠摩擦力來驅(qū)動。由于超聲電動機(jī)特殊的工作原理，它具有很多傳統(tǒng)電磁電機(jī)無法比擬的優(yōu)越性能，如低速大轉(zhuǎn)矩、體積小重量輕功率密度大、響應(yīng)速度快、微位移、不受電磁場的影響、掉電自保持、設(shè)計(jì)自由度大等。

超聲電動機(jī)可以作為汽車窗戶提升、座位定位和駕駛員頭部保護(hù)裝置的執(zhí)行器。超聲電動機(jī)要求電力電子電路進(jìn)行驅(qū)動，因而電力電子電路的好壞會極大影響到超聲電動機(jī)的性能。

5.發(fā)動機(jī)機(jī)電氣門

現(xiàn)在電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)在汽車系統(tǒng)中具有越來越多的應(yīng)用，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)較之其它類型的（例如液壓的、風(fēng)力）執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有很多優(yōu)勢，更易利用微處理器進(jìn)行更為精確的控制。應(yīng)用電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)氣門代替凸輪軸和凸輪氣門，可以通過控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門和排氣門的開關(guān)來在一個由多種變量如速度、負(fù)載、高度和溫度確定的大范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化發(fā)動機(jī)性能和提高燃料經(jīng)濟(jì)性的目的。

6.電子燃油噴射系統(tǒng)

和傳統(tǒng)的化油器系統(tǒng)相比，電子燃油噴射系統(tǒng)可以對燃油噴射進(jìn)行更加精確的控制，因而提高了汽車的效率和燃油經(jīng)濟(jì)性，提高功率性能，增強(qiáng)汽車的操縱靈活性并且使排放更加清潔，目前電子燃油噴射系統(tǒng)已在汽車上被廣泛使用。

7.電氣空調(diào)

在常規(guī)汽車中，通常由發(fā)動機(jī)驅(qū)動空調(diào)的壓縮機(jī)，因此壓縮機(jī)的速度在一個很大的范圍種變化，并且壓縮機(jī)的容量必須大于標(biāo)準(zhǔn)，從而在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)時也能提供足夠的制冷。此外，軸封和橡皮軟管會導(dǎo)致制冷劑（CFC）泄漏，造成環(huán)境污染。

而在電氣空調(diào)中，一般是由三相MOSFET橋驅(qū)動的直流無刷電動機(jī)來驅(qū)動壓縮機(jī)。電氣空調(diào)的壓縮機(jī)速度和發(fā)動機(jī)速度無關(guān)。因此，壓縮機(jī)可以采用標(biāo)準(zhǔn)的，并且沒有過冷的問題發(fā)生。同時，軸封和軟管可以利用密封系統(tǒng)代替，避免制冷劑泄漏。另一個優(yōu)點(diǎn)是電氣空調(diào)由于不需發(fā)動機(jī)驅(qū)動，所以安裝位置非常靈活。

三、小結(jié)

電力電子技術(shù)已是汽車的核心控制技術(shù)之一，電力電子器件的性能關(guān)系到汽車的可靠性，在汽車中正在起著越來越重要的作用。它為提高汽車性能、安全性和功能的新技術(shù)應(yīng)用提供可能?？梢钥隙ǖ卣f，電力電子技術(shù)在未來汽車技術(shù)的發(fā)展中必將繼續(xù)起著重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù)；風(fēng)力發(fā)電；應(yīng)用

中圖分類號：B819文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、前言

隨著全球范圍內(nèi)的能源短缺問題日益嚴(yán)重，風(fēng)力發(fā)電越來越受到重視，本文就電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)

當(dāng)定速風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的缺點(diǎn)被描述出來后,開始傾向于使用變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng),它的優(yōu)點(diǎn)在于:

1.變速運(yùn)行放寬對槳距調(diào)節(jié)響應(yīng)速度的要求,降低槳距調(diào)節(jié)系統(tǒng)的復(fù)雜性。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)可以和當(dāng)時風(fēng)速相協(xié)調(diào)控制,即:低風(fēng)速時槳距角固定,高風(fēng)速時調(diào)節(jié)槳距角限制最大輸出功率。

2.變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以減小低風(fēng)速下的空氣動力干擾,使噪聲降低。

3.變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)以最佳的葉尖速比、最大的功率點(diǎn)運(yùn)行,提高了風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行效率。

4.變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)可以減少轉(zhuǎn)矩脈動,從而減少了輸出功率的波動。

5.變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以減少葉片和驅(qū)動軸上機(jī)械應(yīng)力。

目前,擁有雙饋感應(yīng)電機(jī)的變速恒頻變槳距調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DFIG)非常流行,在風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中將占有重要的地位。它與定速風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)相比,節(jié)省了靜止無功補(bǔ)償器,可以獲取更多的電能和提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。由多個電力電子變換器和一個多極同步電機(jī)的變速變槳距調(diào)節(jié)系統(tǒng)在目前也很普遍,由于其能夠忽略變速箱,因此,它的結(jié)構(gòu)很有吸引力。除此之外,也存在一些使用單個變速器和多個電力電子變換器的感應(yīng)電機(jī)系統(tǒng),但是其使用范圍不廣

三、常見風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)

1.橫速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

恒速恒頻發(fā)電系統(tǒng)通常采用普通異步發(fā)電機(jī),在國外,普通異步發(fā)電機(jī)一般被稱為丹麥概念風(fēng)電阻,正常運(yùn)用在超同步狀態(tài)。而在風(fēng)速變化時,這種發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速基本不發(fā)生改變,所以才被稱之為恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組,在具體的使用過程中,采用電力電子變換裝置器的機(jī)會很少。主要特點(diǎn)為:恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單,特別適合在那些缺少維護(hù)的環(huán)境中工作,如野外；由于恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速是不變的,所以無法進(jìn)行跟蹤及控制最大功率點(diǎn)跟蹤,造成發(fā)電效率不高；由于恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速是不變的,所以等風(fēng)速在短時間內(nèi)迅速提高時,強(qiáng)大的風(fēng)能將通過槳葉傳遞給發(fā)電機(jī)、主軸、齒輪箱等部件,進(jìn)而產(chǎn)生較大的機(jī)械應(yīng)力,容易使這些部件疲勞,甚至損壞,所以恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)、主軸、齒輪箱等部件一般比較堅(jiān)固；恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組在正常工作時,不能對電壓進(jìn)行控制,也不能提供電壓支撐能力,所以在電網(wǎng)發(fā)生故障時,不利于保持系統(tǒng)的穩(wěn)定和系統(tǒng)電壓的恢復(fù)；隨著風(fēng)速的不斷變化和波動,恒速恒頻風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的電能也跟著波動,而且相當(dāng)敏感。

2.變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的重要趨勢,主要是指通過變槳距控制風(fēng)輪,這樣即使在極大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),也難實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的最佳運(yùn)行效率。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電組的主要特點(diǎn)有:變速恒頻多電風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)相對于恒速恒頻來說比較復(fù)雜,采用的是電力電子變頻器；由于轉(zhuǎn)速是變化的,所以能夠?qū)崿F(xiàn)對最大功率的跟蹤,使得只要達(dá)到可發(fā)電風(fēng)速時,就能實(shí)現(xiàn)最佳的功率輸出,極大提高了風(fēng)力發(fā)電效率；風(fēng)輪機(jī)可以跟著風(fēng)速的變化而自行改變轉(zhuǎn)速,從而大大減小了力矩的脈沖幅度,對風(fēng)力機(jī)的機(jī)械應(yīng)力減小；針對風(fēng)能的不斷變化,風(fēng)輪機(jī)可以進(jìn)行加速、減速進(jìn)行緩沖,減小輸出功率的波動；通過采取SVPWM等控制策略,對風(fēng)電機(jī)組無功輸出和有功輸出進(jìn)行解藕控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對無功輸出和有功輸出的單獨(dú)控制,具備控制電壓的能力。

四、電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的優(yōu)勢

風(fēng)力發(fā)電之所以獲得快速發(fā)展,除了能源需求增加,環(huán)保壓力加大外,還因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電本身具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

1.除水力發(fā)電之外,風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)今世界上可再生能源開發(fā)利用中技術(shù)最成熟、最具規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電技術(shù)。

2.全球風(fēng)能資源豐富。全球風(fēng)能潛力約為目前全球用電量的5倍。中國也有十分豐富的陸地和近海風(fēng)能資源,根據(jù)初步估算,中國陸地風(fēng)能可開發(fā)量約253GW,海上風(fēng)能資源更大,估計(jì)可開發(fā)量在750GW左右,兩者總計(jì)約1000GW。

3.風(fēng)能是可再生能源。常規(guī)化石能源終將耗盡,而風(fēng)能取之不盡,用之不竭。

4.清潔無污染。據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會估計(jì),到2020年風(fēng)力發(fā)電可提供世界電力需求的12%,降低全球二氧化碳排放量超過12萬億噸。

5.施工周期短。風(fēng)電場安裝施工周期很短。單臺風(fēng)電機(jī)組的安裝時間不超過三個月,風(fēng)電場建設(shè)期不到一年,而且安裝一臺可投產(chǎn)一臺、

6.實(shí)際占地少,對土地要求低。風(fēng)電場內(nèi)設(shè)備建筑占地僅約占風(fēng)電場l%,其余場地仍可供農(nóng)、牧、漁使用。

在風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的初期,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組經(jīng)歷了從定槳距到變槳距再到變速變槳距的發(fā)展過程。目前大都采用變速變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。在初期,電機(jī)都是采用普通異步發(fā)電機(jī)發(fā)電。普通異步發(fā)電機(jī)無法控制,并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對電網(wǎng)來說相當(dāng)于隨機(jī)的擾動源(由于風(fēng)速的隨機(jī)變化),所以無論對電網(wǎng)的電能質(zhì)量還是對電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性都有一定的消極影響。

五、電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用中的展望

1.采用永磁多極同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電機(jī)組發(fā)出頻率變化的交流電, 首先通過整流器整流成為直流電再通過逆變器變換為頻率恒定的交流電送入電網(wǎng)。所有的電力都要通過變頻器送入電網(wǎng)。這種系統(tǒng)在并網(wǎng)時沒有電流沖擊, 可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的無功功率, 但是需要的變頻器容量和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的容量相同,設(shè)備成本較高, 并且有高頻電流諧波注入電網(wǎng)。與固定速度風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比, 變速恒頻風(fēng)電機(jī)組節(jié)省了靜止無功補(bǔ)償器, 可以更多的捕獲風(fēng)能和提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)出電力的電能質(zhì)量, 雖然增加了投資, 但是有利于整個風(fēng)電場和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.變速恒頻風(fēng)電機(jī)組優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn), 取決于變速恒頻風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中, 主要的變頻器控制環(huán)節(jié)部分的組成及作用如下:

發(fā)電機(jī)側(cè)變流器, 自關(guān)斷器件(GTO、IGBT等)構(gòu)成AC/DC變流器, 采用一定的控制方法將發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。

直流環(huán)節(jié), 一般直流環(huán)節(jié)的電壓控制為恒定。

電網(wǎng)側(cè)變流器, 由自關(guān)斷器件構(gòu)成的DC/AC變流器, 采用某種控制方法使直流電轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗾医涣麟?50Hz), 并能有效補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)。

上述變頻器為交- 直- 交變頻器, 也有采用交-交變頻器的。永磁多極同步發(fā)電機(jī)的全部功率通過變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)換, 而雙饋異步發(fā)電機(jī)只有部分功率(轉(zhuǎn)差功率)通過變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

3.雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制

當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n小于定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1時, 發(fā)電機(jī)處于亞同步狀態(tài), 此時變頻器向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供交流勵磁, 發(fā)電機(jī)由定子發(fā)出電能給電網(wǎng);當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n大于定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1時, 此時發(fā)電機(jī)處于超同步狀態(tài), 由定子和轉(zhuǎn)子發(fā)出電能給電網(wǎng), 變頻器的能量流向逆向。當(dāng)n=n1時, 處于同步狀態(tài), 此時發(fā)電機(jī)作為同步電機(jī)運(yùn)行, f2=0, 變頻器向轉(zhuǎn)子提供直流勵磁。雙饋電機(jī)的變速恒頻方案是在轉(zhuǎn)子電路實(shí)現(xiàn)的, 流過轉(zhuǎn)子電路的功率是由交流勵磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍所決定的轉(zhuǎn)差功率, 該轉(zhuǎn)差功率僅為定子額定功率的一小部分, 變頻器的成本即控制難度大大降低。采用交流勵磁雙饋發(fā)電機(jī)的控制方案除了可實(shí)現(xiàn)變速恒頻控制, 還可以實(shí)現(xiàn)有功、無功功率的單獨(dú)解耦控制, 對電網(wǎng)而言可起到補(bǔ)償無功控制電壓的作用。

六、結(jié)束語

加強(qiáng)對電力電子技術(shù)的研究，可以更好的使其應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電中，所以對該部分研究必須加強(qiáng)重視，研究該部分內(nèi)容非常具有現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

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篇4

摘 要：文中概述性地介紹電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的各類應(yīng)用，重點(diǎn)在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：直流輸電；電力電子；發(fā)電機(jī)

一、前言

電力電子技術(shù)是一個以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐的技術(shù)平臺。經(jīng)過 5 0 年的發(fā)展歷程，它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設(shè)備發(fā)行、電能質(zhì)量控制、新能源開發(fā)和民用產(chǎn)品等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用。最成功地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)是直流輸電（HVDC）。自 20 世紀(jì) 80 年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。本文介紹了電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用。

二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用

自 2 0 世紀(jì) 8 0 年代，柔流輸電（F A C T S ）概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。已有不少文獻(xiàn)介紹和總結(jié)了相關(guān)設(shè)備的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀。以下按照電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電以及節(jié)電環(huán)節(jié)，列舉電力電子技術(shù)的應(yīng)用研究和現(xiàn)狀。

（ 一 ）在發(fā)電環(huán)境中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備，電力電子技術(shù)的應(yīng)用以改善這些設(shè)備的運(yùn)行特性為主要目的。

1 大型發(fā)電機(jī)的靜止勵磁控制靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵磁機(jī)這個中間慣性環(huán)節(jié)，因而具有其特有的快速性調(diào)節(jié)，給先進(jìn)的控制規(guī)律提供了充分發(fā)揮作用并產(chǎn)生良好控制效果的有利條件。

2 水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵磁水力發(fā)電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當(dāng)水頭的變化幅度較大時（尤其是抽水蓄能機(jī)組），機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速便隨之發(fā)生變化。風(fēng)力發(fā)電的有效功率與風(fēng)速的三次方成正比，風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機(jī)組變速運(yùn)行，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)核心是變頻電源。

3 發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速

發(fā)電廠的廠用電率平均為 8 % ，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約占火電設(shè)備總耗電量的 6 5 % ，且運(yùn)行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實(shí)施風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速，可以達(dá)到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術(shù)已非常成熟，國內(nèi)外有眾多的生產(chǎn)廠家，并不完整的系列產(chǎn)品，但具備高壓大容量變頻器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力的企業(yè)不多，國內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開發(fā)。

（ 二 ） 在輸電環(huán)境中的應(yīng)用

電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行特性。

1 直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDC Light）技術(shù)直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點(diǎn)，對于遠(yuǎn)距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電擁有獨(dú)特的優(yōu)勢。1 9 7 0 年世界上第一項(xiàng)晶閘管換流器，標(biāo)志著電力電子技術(shù)正式應(yīng)用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。

2 柔流輸電（FACTS）技術(shù)

FACTS 技術(shù)的概念問世于 20 世紀(jì) 80年代后期，是一項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。20 世紀(jì)90 年代以來，國外在研究開發(fā)的基礎(chǔ)上開始將FACTS 技術(shù)用于實(shí)際電力系統(tǒng)工程。其輸出無功的大小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，成本較低，所以較早得到應(yīng)用。

（ 三 ）在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題是如何加強(qiáng)供電可靠性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾。電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，即用戶電力（Custom Power）技術(shù)或稱DFACTS 技術(shù)，是在FACTS 各項(xiàng)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電能質(zhì)量控制新技術(shù)?？梢詫FACTS 設(shè)備理解為FACTS設(shè)備的縮小版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場介入相θ菀祝開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對較低，隨著電力電子器件價(jià)格的不斷降低，可以預(yù)期DFACTS 設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。

（ 四 ）在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用

1 變負(fù)荷電動機(jī)調(diào)速運(yùn)行電動機(jī)本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個方面，通過變負(fù)荷電動機(jī)的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個方面，只有將二者結(jié)合起來，電動機(jī)節(jié)電方較完善。目前，交流調(diào)速在冶金、礦山等部門及社會生活中得到了廣泛的應(yīng)用。首先是風(fēng)機(jī)、泵類等變負(fù)荷機(jī)械中采用調(diào)速控制代替擋風(fēng)板或節(jié)流閥控制風(fēng)流量和水流量具有顯著的效果。國外變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵大多采用了交流調(diào)速，我國正在推廣應(yīng)用中。

變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級調(diào)速。在調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，節(jié)電率一般可達(dá)30% 左右。其缺點(diǎn)主要為：成本高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。

2 減少無功損耗，提高功率因數(shù)在電氣設(shè)備中，變壓器和交流異步電動機(jī)等都屬于感性負(fù)載，這些設(shè)備在運(yùn)行時不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此，無功電源與有功電源一樣，是保證電能質(zhì)量不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無功平衡，否則，將會使系統(tǒng)電壓降低，設(shè)備破壞，功率因數(shù)下降，嚴(yán)懲時會引起電壓崩潰，系統(tǒng)解裂，造成大面積停電事故。所以，當(dāng)電力網(wǎng)或電氣設(shè)備無功容量不足時，應(yīng)增裝無功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)。

篇5

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，各行各業(yè)都得以實(shí)現(xiàn)長足的發(fā)展。而在電力電子技術(shù)方面，也因?yàn)榭萍嫉倪M(jìn)步而提高了技術(shù)水平，尤其是在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)展越來越廣泛。比如說電機(jī)的變頻調(diào)速、工業(yè)的供電電源、配電和綠色照明等方面都憑借電力電子技術(shù)的應(yīng)用而有了一個質(zhì)的飛躍。在近幾年的發(fā)展中，電力電子技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)又有了新階段的發(fā)展，基于此，本文將深入分析電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展方向，以便于能讓這項(xiàng)技術(shù)得到更多的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù) 應(yīng)用系統(tǒng) 發(fā)展熱點(diǎn)

就當(dāng)前的形勢分析，電力電子技術(shù)已經(jīng)成為了我國國民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)性技術(shù)之一，它的發(fā)展也能夠帶動電力系統(tǒng)的質(zhì)量提高。在最近幾年中，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，為眾多行業(yè)的開拓提供了充足的物質(zhì)保障，尤其是電子電力技術(shù)的應(yīng)用上也呈現(xiàn)出了快速發(fā)展的大好勢頭。面對目前全球的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，電力電子技術(shù)也憑借著自身的特點(diǎn)，在電氣工程的領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用。

1 電力電子技術(shù)的發(fā)展歷史

電力電子技術(shù)的前身是半導(dǎo)體技術(shù)，經(jīng)過了半個多世紀(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，電力電子技術(shù)在半導(dǎo)體技術(shù)中逐漸發(fā)展和分離，越來越廣泛地應(yīng)用在了人類社會的日常生活中，為連接強(qiáng)弱電建起了一座穩(wěn)定的橋梁。綜合說來，電力電子技術(shù)的發(fā)展總共經(jīng)歷了3個階段。

第一階段：20世紀(jì)50年代，可控硅整流裝置，應(yīng)用于電力系統(tǒng)中大功率電子技術(shù)；

第二階段：20世紀(jì)80年代，柔流輸電技術(shù)

第三階段：當(dāng)前時間段，實(shí)現(xiàn)了用電設(shè)備的高效節(jié)能、設(shè)備的智能化、小型化和輕量化

從中我們可以看到我國的電力電子技術(shù)起步比較晚，但是隨著時間的發(fā)展也得到了長足的進(jìn)步。

2 電力電子技術(shù)的應(yīng)用對電力系統(tǒng)的重要意義

電力電子技術(shù)的發(fā)展離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動化控制技術(shù)水平的提高，電力電子技術(shù)的應(yīng)用能夠最大化提高電力系統(tǒng)的用電效率，增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的自我控制能力，同時也提高了整個電力系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有很大的意義，主要體現(xiàn)在了：提高了電力系統(tǒng)的自動化智能程度，特別是電力電子技術(shù)中的模糊控制和智能化控制對電力系統(tǒng)起到一個推動性作用；二是提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，電力電子技術(shù)的廣泛運(yùn)用，能夠提高設(shè)備的能源轉(zhuǎn)化效率，降低了成本的開支，縮短了運(yùn)行周期，為整個電力系統(tǒng)贏得了良好的社會效益；最后一點(diǎn)就是完善了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和管理的形式，電力電子技術(shù)的提高，也讓電力產(chǎn)業(yè)成為了新型的企業(yè)，有助于提高產(chǎn)業(yè)整體的完整性。

3 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

3.1 電氣節(jié)能

電氣的節(jié)能主要包括了變頻調(diào)速、電能質(zhì)量、有源濾波等內(nèi)容，在這其中，變頻調(diào)速是主要的工作內(nèi)容。早在2006年，國家就啟動了電氣節(jié)能這項(xiàng)工程，工程中也包含了電機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能。在這樣的政策扶植之下，國家每年都會資助約為100多個節(jié)能項(xiàng)目，并且取得了巨大的成效。這個項(xiàng)目一個最典型的例子就是電機(jī)系統(tǒng)的“十一五”節(jié)能規(guī)劃，總體節(jié)電為200億千瓦時，龐大的數(shù)據(jù)表明了節(jié)能量取得了良好的效果。

3.2 新能源發(fā)電

全球的人口基數(shù)大，并且呈現(xiàn)著增多的趨勢，加上工業(yè)水平的發(fā)展，對于能源的需求量不斷增大，這個給全球的能源環(huán)境帶來巨大的挑戰(zhàn)。石油和煤炭的儲量在不斷減少買環(huán)境污染問題嚴(yán)重，生態(tài)平衡遭到了嚴(yán)重的破壞，如果不馬上解決這些問題，能源的資源總會有枯竭的一天。在這樣的環(huán)境下，新能源的開發(fā)和應(yīng)用受到了全世界的廣泛關(guān)注。利用新能源來發(fā)電主要包含了太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等清潔能源發(fā)電，世界上的發(fā)達(dá)國家，如美國、歐盟、日本等都相繼采取了“綠色能源”的計(jì)劃，一時間，新能源的發(fā)電技術(shù)已成為電力電子技術(shù)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域。

新能源發(fā)電在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在一次能源供給的隨機(jī)性大，由于太陽能、風(fēng)能都會受自然環(huán)境的影響，并且對輸入的電能波動小。

3.3 電力牽引

電力牽引目前已經(jīng)成為世界各國的交通發(fā)展的新特點(diǎn)，電力牽引中主要包含了高鐵、地鐵、輕軌和電動汽車等，我國也投入了大量的資金來發(fā)展電力牽引技術(shù)。

電力牽引的主要特點(diǎn)是：蓄電池供電、四象限運(yùn)行、恒力矩控制以及高溫和強(qiáng)振動的工作環(huán)境。也正是由于這些特點(diǎn)，導(dǎo)致了對于電力電子設(shè)備的高要求，根據(jù)我國的事情來看，仍然以進(jìn)口的牽引設(shè)備為主，而國產(chǎn)產(chǎn)品適應(yīng)能力差、動態(tài)性能不夠，未來國產(chǎn)產(chǎn)品的發(fā)展還有很長的路要走。

電力牽引在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用的發(fā)展方向?yàn)椋禾岣唠娏﹄娮拥淖儞Q器裝置效率和功率密度，發(fā)展集成技術(shù)和冷卻技術(shù)；實(shí)施精確控制尤其是針對低速和高速下的平衡控制一直是重點(diǎn)研究的課題；最重要的還要保證電力牽引的可靠性運(yùn)行，采用綜合管理的手段。

3.4 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是我國新提出的一個概念，一般定義為電力電子技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)、傳感技術(shù)等的電網(wǎng)控制技術(shù)。智能電網(wǎng)中的電力電子技術(shù)最大的特點(diǎn)就是容量大、電壓高、組合結(jié)構(gòu)、分布廣等內(nèi)容。目前智能電網(wǎng)的發(fā)展正處于初級階段，還存在著一定的問題，比如功率半導(dǎo)體的器件能力需要提高，需要向更大容量來直接變換，并保證電力質(zhì)量的可靠性。

4 結(jié)論

電力電子技術(shù)的應(yīng)用，在目前的電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用，并取得了非常顯著的進(jìn)展，為電力企業(yè)獲得了大量的經(jīng)濟(jì)效益。在未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，電力電子技術(shù)必須要發(fā)展成為現(xiàn)如今高新技術(shù)系統(tǒng)中一個必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)然，一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展必然存在著很多問題，但是只要通過國家的政策扶持和電力企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，就一定能夠想出具體的措施來解決問題。只要我國在電力電子技術(shù)的發(fā)展中抓住機(jī)遇，應(yīng)對挑戰(zhàn)，就一定能讓電力系統(tǒng)取得更健康的發(fā)展。

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關(guān)鍵詞 電力電子技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

中圖分類號TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）97-0050-02

電力電子技術(shù)是電力電子領(lǐng)域中一門新興電子技術(shù)廣泛應(yīng)用技術(shù)，電力電子技術(shù)是使用一些電力電子類器件進(jìn)行適時電能控制及電能的變換類的技術(shù)。電力電子技術(shù)變換出的“電力”功率范圍很大，可達(dá)到GW級及以上，小到W級及以下，電力電子技術(shù)是主要用來電力的變換，近年來電力電子技術(shù)在實(shí)際生活中得到了廣泛應(yīng)用，例如新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)、電力牽引。

1電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子學(xué)的發(fā)展歷程表明，電力電子方面某種新器件的問世，會對整個電力電子技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。1946年晶體管誕生之后，逐步形成了固體電子學(xué)，電力電子學(xué)受此影響逐步發(fā)展建立起來。電力電子技術(shù)相關(guān)裝置和器件的發(fā)展是相輔相成、互相促進(jìn)的。裝置依賴于器件，新的器件出現(xiàn)能開拓許多新的應(yīng)用領(lǐng)域，做出新的裝置；應(yīng)用中出現(xiàn)的問題又對器件提出新的要求，推動新器件的研制。例如，只有半控型器件時，它用于整流比較成熟，所制作的整流器性能良好，但用于逆變器便帶來技術(shù)上的復(fù)雜和體積龐大、成本昂貴等問題，而當(dāng)自關(guān)斷型器件出現(xiàn)后，這些問題就比較容易解決。而且新的電力電子器件和變換技術(shù)仍在不斷出現(xiàn)，它們的應(yīng)用領(lǐng)域也日益廣泛。

2電力電子技術(shù)的重要作用

電力電子技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中正在并將要發(fā)揮越來越重要的作用。

2.1提高和改善電能質(zhì)量

在現(xiàn)代文明社會中電力是主要的動力源。由電廠發(fā)出送上電網(wǎng)的交流電(稱為市電)一般電壓和頻率穩(wěn)定波形為正弦，但用戶使用的設(shè)備常使電網(wǎng)無功損耗增加；加上一些自然和人為因素，常招致電壓跌落閃變、瞬時停電等，大量非線性故障負(fù)載的使用，使電網(wǎng)中出現(xiàn)各次有害的諧波波形，使電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重畸變，已成為電網(wǎng)的一種公害，而采用由電力電子器件構(gòu)成的各種控制器和補(bǔ)償器則可有效地提高和改善電能質(zhì)量。近年致力研究的柔流輸電系統(tǒng)就是為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。至于建造經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性均優(yōu)越的直流輸電，將交流變?yōu)橹绷鬟h(yuǎn)距離輸送再變換為交流市電，更是離不開電力電子技術(shù)。

2.2優(yōu)化電能使用

優(yōu)化電能的處理裝置，力求電能的使用目標(biāo)達(dá)到合理、高效、節(jié)約，實(shí)現(xiàn)電能最佳化發(fā)展。例如，在節(jié)電節(jié)能方面，針對電力牽引、風(fēng)機(jī)水泵、軋機(jī)冶煉、工業(yè)窯爐、輕工造紙、感應(yīng)加熱、化工電焊等方面的調(diào)查，一般情況下節(jié)能效果可以達(dá)到10％～40％，國家已將許多節(jié)能節(jié)電的項(xiàng)目推廣試用。例如作為與物質(zhì)生產(chǎn)息息相關(guān)、以功率處理為對象的電力電子技術(shù)正成為緩解人類所面臨的能源危機(jī)、資源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)威脅的重要技術(shù)手段之一。

2.3改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展機(jī)電一體化等新興產(chǎn)業(yè)

特別是電力電子變頻技術(shù)及高頻化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使機(jī)電設(shè)備將傳統(tǒng)的工頻技術(shù)突破，轉(zhuǎn)向高頻化發(fā)展。使機(jī)電設(shè)備體積減小了幾倍甚至幾十倍，趨向高速化響應(yīng)速度，并實(shí)現(xiàn)無噪音方向發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)最佳工作效率，提高了全新的用途及功能。

3電力電子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用

3.1新能源發(fā)電

地球上的石油及煤炭儲量不斷在減少，環(huán)境污染在加劇，因此生態(tài)平衡的發(fā)展受到破壞。為了進(jìn)一步緩解生態(tài)平衡的局面，當(dāng)今的各國對新能源的使用引起重視。目前新能源發(fā)電方式不一，例如，風(fēng)能發(fā)電、海水發(fā)電、潮汐發(fā)電、太陽能發(fā)電地?zé)崮馨l(fā)電、核聚變能發(fā)電等等。其中，太陽能光伏發(fā)電在上海世博會的開展上已得到投入使用，效果良好。此技術(shù)是目前我國規(guī)模最大、電力電子光伏型發(fā)電項(xiàng)目，同時也是世博會歷史上發(fā)電技術(shù)中太陽能發(fā)電的最大規(guī)模投入應(yīng)用。

3.2智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)，即是電網(wǎng)智能化，是建立在高速雙向集成通信的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，經(jīng)過領(lǐng)先的傳感測量技術(shù)、操控方法及領(lǐng)先的系統(tǒng)決策技術(shù)的運(yùn)用，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)、可靠、高效、安全性的發(fā)展方向。從實(shí)際層面來看，當(dāng)今的智能電網(wǎng)雖比以前的更安全高效，但智能化程度并沒有進(jìn)一步的提高，因此智能電網(wǎng)仍是當(dāng)前發(fā)展的必然趨勢。智能電表是智能電網(wǎng)體系中的核心部分，依附于智能電表，電力行業(yè)相關(guān)部門可以了解到所有時間用戶使用電能多少的具體情況。方便于電力機(jī)構(gòu)根據(jù)居民的用電量來制定差異化的電費(fèi)定價(jià)，協(xié)助用戶優(yōu)化電費(fèi)開銷及整體電能消耗。當(dāng)今的智能化電網(wǎng)技術(shù)處于快速發(fā)展的階段，其中風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電是智能化電網(wǎng)發(fā)電的重要組成部分。

3.3電力牽引

電力牽引是利用電能驅(qū)動動力為基礎(chǔ)的軌道牽引技術(shù)。電力牽引電能來源由電力系統(tǒng)、發(fā)電廠等來提供，整個流程為：變電所電力系統(tǒng)發(fā)電、逐級降壓、直流電變頻為交流電、接觸網(wǎng)等電力電子技術(shù)供電于電力機(jī)車組。能量轉(zhuǎn)化過程為：電能（電力機(jī)車、動車牽引電動機(jī)等設(shè)備)轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能，驅(qū)動電動車組、城市軌道組、交通電動車輛組的正常運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)電力牽引主要由電源、牽引變電所、動車組等環(huán)節(jié)構(gòu)成的電力系統(tǒng)來完成。

電力牽引需要增加供電系統(tǒng)裝置系統(tǒng)，這是電力牽引的一個缺點(diǎn)，電力電子技術(shù)的電力牽引，其一次性的投資費(fèi)用高于其它的動力牽引的投資費(fèi)用。除此之外，電動機(jī)車的電力整流裝置在供電線路上會產(chǎn)生負(fù)電流及不同頻率的諧波，這對電電子電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行方面有一定的影響。諧波的存在及高電壓接觸面網(wǎng)及電力系統(tǒng)的回流網(wǎng)絡(luò)信息不對稱，將對最接行的電力系統(tǒng)、線路產(chǎn)生不同諧波的干擾信息，進(jìn)而有可能導(dǎo)致通信的質(zhì)量和人身安全方面的影響。因此，電力電子技術(shù)在今后發(fā)展過程中，應(yīng)優(yōu)先考慮運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段來扼殺電力電子牽引技術(shù)方面的缺點(diǎn)，使電力電子牽引技術(shù)趨向合理化發(fā)展。

總之，隨著科技的發(fā)展。電力電子技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用越來越廣泛，電力電子技術(shù)的生態(tài)平衡及環(huán)境上的問題和電力能源危機(jī)方面具有獨(dú)特的特點(diǎn)，發(fā)揮著重要的作用，并且其運(yùn)用潛力是無限大的。

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【關(guān)鍵詞】電力電子；電力系統(tǒng)；發(fā)展；作用

電力電子技術(shù)是一門新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。簡單的說，電力電子技術(shù)就是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)將強(qiáng)電和弱電進(jìn)行有效的組合。隨著近年來經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，巨大的電力需求與當(dāng)前電力系統(tǒng)電力缺口的矛盾日益顯現(xiàn)，使得電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的需求相應(yīng)增加，伴隨而來的是我國電力電子技術(shù)面臨著寶貴的發(fā)展機(jī)遇。

1 電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代，并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件，表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時代。目前，電力電子技術(shù)正向著以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子技術(shù)方向發(fā)展。在實(shí)現(xiàn)高頻技術(shù)的基礎(chǔ)上，更增加了節(jié)能、環(huán)保、自動化、自能化等特點(diǎn)。

2 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。主要體現(xiàn)在發(fā)電機(jī)組的勵磁控制和變頻調(diào)速上。在我國范圍內(nèi)乃至全球范圍內(nèi)的各個大型電廠發(fā)電機(jī)組中，運(yùn)用的最為普遍的就是靜止勵磁系統(tǒng)，電力電子技術(shù)的發(fā)展，使電子技術(shù)取代了勵磁控制中的勵磁機(jī)環(huán)節(jié)，使靜止勵磁實(shí)現(xiàn)了簡單的控制構(gòu)造和高性能低成本的運(yùn)作。同時由于電子技術(shù)代替了勵磁機(jī)的環(huán)節(jié)，使靜止勵磁能夠?qū)ψ陨磉M(jìn)行迅速有效的調(diào)節(jié)，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)作效率。電子技術(shù)也應(yīng)用于電廠的風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速上和太陽能發(fā)電控制機(jī)組的控制系統(tǒng)中。在電廠的電力生產(chǎn)過程中，由于發(fā)動機(jī)組等設(shè)備對于發(fā)電量的損耗相對較大，考慮電力生產(chǎn)中節(jié)約能源的要求。在高壓電和低壓電的轉(zhuǎn)換過程中，使用風(fēng)機(jī)水泵變頻機(jī)替代原有的變頻器，改變電能轉(zhuǎn)換過程中耗能大效率低的問題。而在太陽能發(fā)電的控制系統(tǒng)中，電子技術(shù)的作用尤為突出，太陽能作為21世紀(jì)被廣泛重視的新型能源，發(fā)展太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)是整個國家乃至全世界的戰(zhàn)略目標(biāo)。然而由于太陽能發(fā)電本身的功率過大，在使用太陽能發(fā)電機(jī)組發(fā)電的時候，需要將生產(chǎn)出來的電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這個時候就需要大功率的電流轉(zhuǎn)換器。而電子技術(shù)能夠很好的解決這一問題。

2.2電力電子技術(shù)在配電過程中的作用。要使配電系統(tǒng)能夠配送出高質(zhì)量的電力資源，需要在配電過程中滿足配電頻率、電壓以及在諧波上滿足相應(yīng)的條件，同時，在配電過程中需要阻止電能的各種不穩(wěn)定的波動和影響。這個過程中，電力電子技術(shù)作為配電環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制部分，以用戶電力技術(shù)和FACTS技術(shù)為實(shí)現(xiàn)形式，通過在配電線路中增設(shè)電力電子裝置，加強(qiáng)對與電壓，電流和功率的可控性，調(diào)控電力傳輸。

2.3電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的作用。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的作用主要體現(xiàn)在兩個方面，分別是：變負(fù)荷電動機(jī)調(diào)速運(yùn)行方面和提高電能使用率方面。電廠生產(chǎn)電能和配送電過程中，常常產(chǎn)生大量的電能浪費(fèi)。電廠在生產(chǎn)電能的過程中，由于發(fā)電能源的變化，發(fā)電機(jī)組不能夠很好的實(shí)現(xiàn)配合，會產(chǎn)生無功功率的浪費(fèi)現(xiàn)象。通過對變負(fù)荷電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整和控制能夠?qū)崿F(xiàn)電能的良好生產(chǎn)和配用。這項(xiàng)技術(shù)在國外已經(jīng)比較成熟，但是我國仍然處在研究和探索的階段。但是，變負(fù)荷電動機(jī)在實(shí)際的應(yīng)用中也存在不可忽視的缺陷，變負(fù)荷電動機(jī)在控制和調(diào)控運(yùn)轉(zhuǎn)速度方面適用的發(fā)電機(jī)組較為廣泛，在實(shí)際運(yùn)行中的工作效率也十分準(zhǔn)確。但是變負(fù)荷電動機(jī)的生產(chǎn)和配置成本較高，而且在工作過程中對電網(wǎng)的影響較大，只適用于中大型電廠。同時，我國電力系統(tǒng)現(xiàn)用的電力設(shè)備，在配送電的過程中，對于電能的損耗和生產(chǎn)的成本較高，對于電能的質(zhì)量影響較大。而電力電子技術(shù)能夠通過在配送電系統(tǒng)中增設(shè)可控設(shè)備，對配送電過程中的電能進(jìn)行調(diào)控，保證電能的質(zhì)量和穩(wěn)定。

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關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；新能源領(lǐng)域；應(yīng)用；研究

引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種能源消耗速度極大，能源短缺已成為社會生產(chǎn)發(fā)展過程中亟待解決的問題。近年來，新能源的開發(fā)和利用，為解決能源短缺問題提供了一條新的道路，而電力電子技術(shù)在新能源的開發(fā)利用中扮演著重要的角色。本文通過對電力電子技術(shù)的概述、電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用、在電力電子技術(shù)運(yùn)用過程中應(yīng)注意的問題等方面的著重介紹，讓人們充分認(rèn)識和了解電子電力技術(shù)并加強(qiáng)對其合理有效充分的利用。

1電力電子技術(shù)概述

電力電子技術(shù)，又稱功率電子技術(shù)，學(xué)術(shù)上稱電力電子學(xué)，是指應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，使用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的電子技術(shù)。電力電子技術(shù)包括電力電子器件、電力電子設(shè)備和系統(tǒng)及其控制三個方面，涉及電力電子器件（上游）、電力電子設(shè)備和系統(tǒng)（中游）、電力電子技術(shù)在各個行業(yè)的應(yīng)用（下游）三個領(lǐng)域。電力電子技術(shù)將各種能源高效率地變換成為高質(zhì)量的電能，是采用電子信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的有效技術(shù)途徑。電力電子技術(shù)具有高效、節(jié)能、省材的特點(diǎn)，對于我國乃至世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極為重要的作用，是現(xiàn)代科學(xué)、工業(yè)和國防的重要支撐技術(shù)。

2電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用研究

電力電子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和提高人民生活質(zhì)量的重要技術(shù)手段，在執(zhí)行當(dāng)前國家“發(fā)展新能源”和“節(jié)能減排”基本國策的過程中起著重要的作用。下面以一些能源的開發(fā)利用為例，對電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行研究。

2.1水力發(fā)電

沒有水就沒有生命。這句話充分說明了水的重要性：水是生命的源泉，地球上沒有水，也就不會有生命的存在。有聰明才智的人抓住水在流動過程中產(chǎn)生的動能可以充當(dāng)天然的推動力這一有利條件，再加上一些物理知識和電路原理，以著名的三峽水電站為標(biāo)志的一大批水電站挺立起來了。這一創(chuàng)新，不僅僅降低了對媒體等不可再生能源的消耗，更創(chuàng)造性的為人類尋找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利發(fā)電的基礎(chǔ)上，一系列電力電子技術(shù)在新能源的開發(fā)利用中得到了創(chuàng)新。

2.2風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)是大自然產(chǎn)生的一種自然現(xiàn)象，具有清潔、可再生、儲量大的特點(diǎn)，而風(fēng)能則順理成章的成為了一種能夠被高效利用的低碳能源。L力發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)，可以有效的減少二氧化碳的排放量、減緩全球氣候變暖，為我們保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、減少資金成本帶來了突破性進(jìn)展。這項(xiàng)技術(shù)不但將取之不盡、用之不竭的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成源源不斷的電能，而且有利于緩解能源危機(jī)和供電壓力，隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，風(fēng)力發(fā)電組等產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量逐漸增多增強(qiáng)，在價(jià)格和效用上自然也會更具優(yōu)勢。在當(dāng)前形式下，除水電技術(shù)外，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)比其它可再生能源技術(shù)更為成熟、成本更低、對環(huán)境破壞更小，因此還有改善生態(tài)環(huán)境的重要作用。

2.3太陽能發(fā)電

在大自然賜予地球的能源中，太陽能也是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源之一，陽光是人類賴以生存的因素之一，世間萬物離開了太陽就難以繼續(xù)維持生命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國2/3以上國土面積的年日照時間在2200h以上，年輻射總量在502萬kJ/m2以上，為太陽能的利用創(chuàng)造了豐富的資源和有利條件。目前太陽能在利用中，主郭建要采用了三種技術(shù)：太陽能光電技術(shù)、太陽能光熱技術(shù)和太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。這些技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，對于新能源的開發(fā)利用起到了巨大的作用。太陽能電池是電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用中的典型案例。太陽能熱水器、蔬菜大棚的照明、藥材和果脯的干燥、太陽能路燈等，都是利用了太陽能發(fā)電發(fā)熱的原理?？梢哉f，太陽能發(fā)電技術(shù)，在未來生活中具有更廣泛、更有前途的發(fā)展前景。

2.4潮汐能發(fā)電

在波濤洶涌的大海上，潮汐狂妄的拍打著海面，巨大的潮汐能為新能源的開發(fā)和利用帶來了契機(jī)，通過電力電子變換裝置，發(fā)電機(jī)將巨大的潮汐能轉(zhuǎn)換成電能，也就是能使這些波動能（潮汐能）的電能以恒壓恒頻方式輸出，再通過其他的電力裝置，為電力系統(tǒng)提供電力，其提供的電能既能源源不斷輸出，又對克服能源危機(jī)（煤、石油、天然氣等化石類能源匱乏）提供了重要的解決措施，可以說，自然界的可再生資源也是無窮無盡的，只要我們擁有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛，并采用先進(jìn)的各項(xiàng)技術(shù)加以不斷創(chuàng)新和完善，就可以在循環(huán)利用的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)造出各種新的清潔、高效、可再生、無限利用的能源。

2.5在其他系能源中的應(yīng)用

上述新能源將會在未來的發(fā)展中占到能源結(jié)構(gòu)的絕大部分。電力電子技術(shù)的應(yīng)用不僅局限于以上所述的幾種領(lǐng)域，還可以將其應(yīng)用到新能源中的很多其他領(lǐng)域，這些領(lǐng)域包括抽水蓄能發(fā)電、超導(dǎo)儲能、超級電容儲能、低谷電儲能。

結(jié)束語

由上述諸多例子中可以看出，新能源的開發(fā)和利用已成為一種優(yōu)勢更大的發(fā)展趨勢，而電力電子技術(shù)在這項(xiàng)偉大的工程中發(fā)揮著難以想象的重要作用。目前，電力電子技術(shù)對我國來說，在大氣污染治理、節(jié)能環(huán)保、電力系統(tǒng)及國民生活等等中的應(yīng)用非常廣泛，而從大方面來講，電力電子技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)與人民日常生活中正發(fā)揮越來越重要的作用。由此我們可見，電力電子技術(shù)不僅是國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是未來技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。我國政府相關(guān)職能部門已經(jīng)采取了一系列有力措施，將發(fā)展電力電子技術(shù)作為在相當(dāng)長的一段時間里的重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。新能源發(fā)電系統(tǒng)給電力電子技術(shù)提供了新的方向，也為從事可再生發(fā)電能源系統(tǒng)的研究提供了新的思路。在國家政策強(qiáng)有力的推動下，電力電子技術(shù)正迎來其發(fā)展的大好時機(jī)。

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關(guān)鍵詞：電力工程；電力電子技術(shù)；系統(tǒng)應(yīng)用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.131

0 引言

通過計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的應(yīng)用，電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電力電子技術(shù)的控制，該技術(shù)由控制系統(tǒng)、半導(dǎo)體器件和計(jì)算機(jī)技術(shù)組合搭建而成，其目的在于通過強(qiáng)電與弱電的有效組合，實(shí)現(xiàn)大功率電力系統(tǒng)向直流電的轉(zhuǎn)化，是為電力系統(tǒng)控制的關(guān)鍵所在。因此，如何加強(qiáng)電力電子技術(shù)的研究，使其更好的服務(wù)于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展，對于我國電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。

1 在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)主要以發(fā)電機(jī)組的變頻調(diào)速與勵磁控制為其在電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)的體現(xiàn)，對于我國以及整個世界范圍的情況而言，靜止勵磁系統(tǒng)為各大型電場發(fā)電機(jī)組中運(yùn)用最為常見的一種形式，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，其逐漸取代了勵磁機(jī)環(huán)節(jié)在勵磁控制中的應(yīng)用，并以此實(shí)現(xiàn)了靜止勵磁控制構(gòu)造的簡化、運(yùn)作成本的降低以及工作性能的提高。與此同時，由于現(xiàn)代電子技術(shù)的應(yīng)用，可迅速有效的調(diào)節(jié)靜止勵磁系統(tǒng)的自身運(yùn)行情況，從而大大提高了整個電力系統(tǒng)的工作效率。

其次，對于發(fā)電機(jī)組變速恒頻勵磁而言，電力電子技術(shù)也有較為普遍的應(yīng)用。水利發(fā)電系統(tǒng)中，水源頭壓力與單位時間內(nèi)水力流動量同時影響著發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與工作效率， 并且其在風(fēng)力發(fā)電與火力發(fā)電中擁有同樣的影響作用，因此，通過電力電子技術(shù)的應(yīng)用，可有效調(diào)整發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動的勵磁電流頻率，使其與機(jī)組的轉(zhuǎn)速保持一致，以此實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的最大運(yùn)作功效。

同時，對于太陽能發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)與發(fā)電廠的風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速中，電力電子技術(shù)同樣擁有很好的應(yīng)用效果。太陽能作為當(dāng)今時代的一種新型能源，其發(fā)電技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用過程倍受社會關(guān)注，并且電力電子技術(shù)在其發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用效果尤為突出，是為我國乃至世界能源戰(zhàn)略目標(biāo)所在。但是，在實(shí)際操作過程中，由于太陽能發(fā)電本身擁有過大的功率，應(yīng)用過程中需用大功率的電流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換其所生產(chǎn)的電能，不僅操作復(fù)雜，更是需要投入大量的既有資源，然而，通過電力電子技術(shù)的應(yīng)用，可以很好的將上述問題解決，從意義上可視為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的一種技術(shù)性革命。電力系統(tǒng)發(fā)電過程中，由于發(fā)動機(jī)組等自身設(shè)備同時需要損耗較大的電量，出于能源節(jié)約的考慮，在高、低壓轉(zhuǎn)換過程中，原有的變頻器逐漸被現(xiàn)代化風(fēng)機(jī)水泵變頻機(jī)所代替，以此大大降低了電流轉(zhuǎn)換過程中的高能耗問題，但是該技術(shù)應(yīng)用目前尚不完善，仍處于不斷摸索過程中。

2 在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

對于高壓輸電系統(tǒng)而言，電力電子技術(shù)的應(yīng)用對于電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行穩(wěn)定性得到了大幅的改善?；谥绷鬏旊娍刂普{(diào)節(jié)靈活、穩(wěn)定性好及電容量大等特點(diǎn)，因此其在不同頻率的聯(lián)網(wǎng)、海底電纜輸電和遠(yuǎn)距離輸電應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢。高壓直流輸電過程中的兩個交流電網(wǎng)互聯(lián)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，通常是以有源逆變和可控整流兩種方式進(jìn)行實(shí)施，其不僅可以實(shí)現(xiàn)兩區(qū)域電網(wǎng)非同步互聯(lián)、遠(yuǎn)距離輸送及大容量電能的需求，而且還可通過控制實(shí)現(xiàn)交流系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的提高、低頻振蕩的抑制與功率緊急援助的目的。柔流輸電系統(tǒng)（FACTS）是綜合利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、通訊技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)對電力系統(tǒng)的潮流和參數(shù)進(jìn)行靈活快速調(diào)節(jié)控制，增加系統(tǒng)可控度與提高輸電容量的交流輸電系統(tǒng)。用于配電系統(tǒng)柔流輸電技術(shù)為用戶電力技術(shù)CPT，柔流輸電技術(shù)是一種用于遠(yuǎn)距離輸電的靜態(tài)電力電子裝置，核心是FACTS控制器?；贔ACTS產(chǎn)品包括靜止無功補(bǔ)償品、靜止調(diào)相機(jī)、統(tǒng)一潮流控制器、晶閘管可控串聯(lián)補(bǔ)償器、靜止快速勵磁器等。高壓直流輸電技術(shù)等用IGBT等可關(guān)斷電力電子器件組成換流器，應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行無源逆變，解決了用直流輸電向無交流電源的負(fù)荷送電的問題。

3 在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

配電任務(wù)的實(shí)施，電能質(zhì)量提高與供電穩(wěn)定性的加強(qiáng)一直以來都是我們亟待解決的問題，作為配電環(huán)節(jié)應(yīng)用電力電子技術(shù)最為普遍的系統(tǒng)，應(yīng)用用戶電力技術(shù)（Custom Power，亦稱DFACTS）是為電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)結(jié)合而成，通過交流輸出電系統(tǒng)手段的應(yīng)用，配電過程中應(yīng)用用戶電力技術(shù)可對供電穩(wěn)定性、輸出能力及電能質(zhì)量得到很好的改善效果，除此之外，柔流輸電技術(shù)（FACTS）同為配電環(huán)節(jié)應(yīng)用較為普遍的一種電力電子技術(shù)，與用戶用電技術(shù)相比，其可視為該技術(shù)的姊妹版或縮小版，原理大致相同，目前，兩種技術(shù)已得到了有效的融合。

4 在節(jié)能環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

4.1 變負(fù)荷電動機(jī)調(diào)速運(yùn)行

目前，變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵采用交流調(diào)速在國外居多，在我國還需要進(jìn)一步推廣應(yīng)用。風(fēng)機(jī)、泵類等變負(fù)荷機(jī)械中采用調(diào)速控制代替擋風(fēng)板或節(jié)流閥控制風(fēng)流量和水流量收到良好的效果，其調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級調(diào)速且在調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，可以達(dá)到30% 的節(jié)電率，缺點(diǎn)就是成本較高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。

4.2 減少無功損耗，提高功率因數(shù)

在電氣設(shè)備中，屬于感性負(fù)載的變壓器和交流異步電動機(jī)，在運(yùn)行的過程中是有功功率和無功功率均消耗的設(shè)備，作為保證電能質(zhì)量不可缺少的部分無功電源與有功電源是一樣的，所以在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無功平衡，不然就會系統(tǒng)電壓降低、功率因數(shù)下降、設(shè)備遭到破壞，嚴(yán)重時還會造成大面積的停電事故，為防止這樣的事情發(fā)生，當(dāng)電力網(wǎng)或電氣設(shè)備無功容量不足時，增裝無功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)勢在必行。

5 結(jié)語

基于以上論述，現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究為一項(xiàng)復(fù)雜而漫長的工作，時代在發(fā)展，社會在進(jìn)步，新環(huán)境的出現(xiàn)必然會遇到新問題，作為一名現(xiàn)代化電力工程從事者，這就要求我們不斷探索，不斷實(shí)踐，在探索與實(shí)踐過程中實(shí)現(xiàn)技術(shù)的更新與改進(jìn)，以此時刻保證控制技術(shù)的先進(jìn)性與實(shí)時性，真正實(shí)現(xiàn)我國電力系統(tǒng)電力電子技術(shù)的多元化與標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

篇10

【關(guān)鍵詞】電力調(diào)度；電子技術(shù)；運(yùn)行

目前，我國電力調(diào)度實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度、分級管理的原則，形成了一個多層次、相對集中且協(xié)調(diào)一致的分級管理體系，在保證電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)供電方面起著重要的作用[1]。而縣級電力調(diào)度做為縣域電網(wǎng)的管理機(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)、調(diào)控、指揮縣域內(nèi)變電站、10KV配電網(wǎng)、干線和支線、配電變壓器及上網(wǎng)小水電站的運(yùn)行、操作和事故處理，并維護(hù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 電力調(diào)度管理的任務(wù)

電力系統(tǒng)調(diào)度管理的性質(zhì)和任務(wù)是由電力生產(chǎn)的特點(diǎn)決定的。電力生產(chǎn)具有以下特性：（1）發(fā)電、輸電、供電、配電和用電同時完成。（2）聯(lián)成電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一生產(chǎn)運(yùn)行。發(fā)電廠和電網(wǎng)，用戶和電網(wǎng)，通過電力線路和變電所，互相連接，形成一個不可分割的整體。（3）電能生產(chǎn)、輸送過程迅速（近似光速），即使相距幾萬公里，發(fā)、供、配、用電都在一瞬間實(shí)現(xiàn)。（4）用戶不能大容量的儲存電能。

由于以上這些特性，電力生產(chǎn)管理隨之而提出以下要求：（1）電網(wǎng)和發(fā)電廠必須按用戶用電需求進(jìn)行生產(chǎn)，發(fā)電出力和用電負(fù)荷必須在每一瞬問都能達(dá)到平衡。（2）一個電網(wǎng)內(nèi)所有發(fā)、供、配及用電單位，都要嚴(yán)格按規(guī)定在統(tǒng)一指揮下，按一定的工作計(jì)劃進(jìn)行有序生產(chǎn)和使用。（3）電網(wǎng)必須留有充足的裕度。由于用電負(fù)荷的不平衡，為保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)或線路都要留有一定的備用設(shè)備容量或裕度，以滿足用戶不同的用電負(fù)荷需求，保證對用戶連續(xù)供給合格的電能。（4）由于電的傳輸過程很快，依靠人力難以控制，電網(wǎng)必須應(yīng)用各種自動裝置、自動化裝備以及電子計(jì)算機(jī)等先進(jìn)的電力及電子技術(shù)設(shè)備及安全措施，保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。

電力系統(tǒng)調(diào)度作為電力生產(chǎn)管理、指揮系統(tǒng)中的一個重要的機(jī)構(gòu)，監(jiān)督并保證發(fā)、供、配、用電各部門的生產(chǎn)工作協(xié)調(diào)一致，而且，隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展?fàn)畲?，電力系統(tǒng)調(diào)度對電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行的作用也會越來越大。

2 電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)

電力調(diào)度自動化是具有功能完善的電力調(diào)度自動化管理系統(tǒng)，可實(shí)施對遠(yuǎn)方設(shè)備的遙調(diào)、遙控、遙信、遙測的“四遙”功能，還可通過視頻監(jiān)控可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程“遙視”功能，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)“五遙”功能。

電力調(diào)度自動化的功能有：（1）電能質(zhì)量分析計(jì)算，以保證優(yōu)良的供電質(zhì)量；（2）經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)算，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；（3）安全分析，以保證較高的安全水平；（4）事故實(shí)時預(yù)想，以保證提供強(qiáng)有力的事故處理措施。（5）利用先進(jìn)的電力設(shè)備和電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動計(jì)算、分析，并實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的有效隔離，減少故障停電的范圍和時間，達(dá)到智能化的要求。具備前三項(xiàng)功能，稱為實(shí)時調(diào)度或自動監(jiān)控系統(tǒng)；前四項(xiàng)基本功能均具備時，即實(shí)現(xiàn)了電力調(diào)度自動化。前五項(xiàng)基本功能均具備時，即可達(dá)到了智能調(diào)度的基本要求。隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)形態(tài)、運(yùn)行特點(diǎn)和調(diào)度模式發(fā)生了重大變化，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和規(guī)模會更大，結(jié)構(gòu)會更加復(fù)雜，用電客戶對電能質(zhì)量的要求會更加嚴(yán)格。同時，由于國家對降損節(jié)能工作的深入開展，使得原有的調(diào)度自動化系統(tǒng)已經(jīng)不能完全適應(yīng)大電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要，迫切需要建設(shè)橫向集成、縱向貫通的新一代電力調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)。

智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)是以全面提升駕馭大電網(wǎng)的能力、提高資源優(yōu)化配置的能力和提高電網(wǎng)調(diào)度精益化管理水平為目標(biāo)，以電網(wǎng)調(diào)度應(yīng)用需求為導(dǎo)向，充分發(fā)揮調(diào)度機(jī)構(gòu)的技術(shù)和人員和設(shè)備的優(yōu)勢，按照“總體設(shè)計(jì)、規(guī)范統(tǒng)一、科學(xué)組織、急用先上、注重實(shí)效”的原則，技術(shù)支持系統(tǒng)為整個調(diào)度中心提供一個完整的應(yīng)用體系框架，實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一采集和合理應(yīng)用，支撐調(diào)度機(jī)構(gòu)的各類業(yè)務(wù)應(yīng)用。技術(shù)支持系統(tǒng)的實(shí)施涉及各級調(diào)度機(jī)構(gòu)、公司的多個部門與單位，并跨越多個專業(yè)，應(yīng)在統(tǒng)一的目標(biāo)下，統(tǒng)一思想、統(tǒng)籌規(guī)劃、夯實(shí)基礎(chǔ)、遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范開展系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，分階段、分步驟地開展新系統(tǒng)的建設(shè)及其與現(xiàn)有系統(tǒng)的過渡，統(tǒng)一組織，有序推進(jìn)各項(xiàng)工作。

3 電力調(diào)度中電力技術(shù)的應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）功能

數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）是調(diào)度自動化系統(tǒng)中應(yīng)用最廣，技術(shù)最成熟的基礎(chǔ)功能，也是縣級調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要功能，對現(xiàn)場運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制。主要包括：（1）數(shù)據(jù)采集和交換。采集各廠站實(shí)時信息，與相關(guān)凋度中心交換信息，包括模擬量、狀態(tài)量、脈沖量、數(shù)字量等。（2）信息的顯示和記錄。包括系統(tǒng)或廠站的動態(tài)主接線、實(shí)時的母線電壓、發(fā)電機(jī)的有功和無功出力、線路的潮流、實(shí)時負(fù)荷曲線、歷史曲線，以及負(fù)荷報(bào)表的打印記錄、系統(tǒng)操作和事件順序記錄信息的打印等，并將信息以適合用戶觀看的方式進(jìn)行顯示。（3）遠(yuǎn)方的控制與調(diào)整。包括斷路器和有載調(diào)壓變壓器分接頭的遠(yuǎn)方操作，發(fā)電機(jī)有功出力和無功出力的遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)。（4）數(shù)據(jù)處理及報(bào)警。對各類信息進(jìn)行計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分析，根據(jù)預(yù)定義條件進(jìn)行報(bào)警。（5）歷史數(shù)據(jù)保存和查詢。對實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史保存.支持歷史數(shù)據(jù)查詢。（6）數(shù)據(jù)預(yù)處理。包括遙測量的合理性的檢驗(yàn)、遙測量的數(shù)字濾波、遙信量的可信度檢驗(yàn)等。（7）事故追憶PDR。對事故發(fā)生前后的運(yùn)行情況進(jìn)行記錄，以便分析事故的原因。（8）報(bào)表和打印。產(chǎn)生各種報(bào)表以及各種數(shù)據(jù)、圖形、報(bào)表的打印。

3.2 靜止動態(tài)無功補(bǔ)償器（SVC）

SVC通常由可控硅控制電抗器（TCR）、可控硅投切電容器組（TSC）和濾波器組成。具備調(diào)整電壓、抑制暫態(tài)過電壓、有效實(shí)現(xiàn)自愈功能，是一般傳統(tǒng)電容電抗器無法或難以實(shí)現(xiàn)的。通常安裝在負(fù)荷中心或配電站，用于提高負(fù)荷的電壓質(zhì)量。按其不同的組合進(jìn)行低速或快速的補(bǔ)償，有效降低設(shè)備成本。

目前，所有的變電站全部實(shí)現(xiàn)了變電站綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)，但對配網(wǎng)方面，由于配網(wǎng)的復(fù)雜性，調(diào)度的全面開展還有很多工作要做。對縣級調(diào)度來說，不僅有變電站 還有饋線、支線、上網(wǎng)小水電、配電變壓器的調(diào)度管理。只有通過需求側(cè)的有效管理，通過對配電網(wǎng)的升級改造，應(yīng)用先進(jìn)的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，采用智能化配電終端，只有利用自動化系統(tǒng)計(jì)算、分析，判斷，并實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的自動有效隔離和恢復(fù)供電等功能，進(jìn)一步提升調(diào)度對電網(wǎng)的負(fù)荷掌控和平衡能力，才可能提高配電網(wǎng)的安全和可靠供電能力，實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)可靠供電，減少故障停電的范圍和時間，才會實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自愈功能，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自趨優(yōu)狀態(tài)，達(dá)到電網(wǎng)的智能化，促進(jìn)調(diào)、配、用智能一體化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4 目前存在的問題目及解決方向

（1）原先的調(diào)度系統(tǒng)在變電站調(diào)度自動化方面已顯現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢，但由于配網(wǎng)的龐大和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，對配網(wǎng)的管理和調(diào)度還有待進(jìn)一步完善或開發(fā)新的功能，以適應(yīng)配網(wǎng)的調(diào)度管理。

（2）由于設(shè)備制造和測量的技術(shù)和精度選用等原因，影響了SVC和AVC的補(bǔ)償精度，影響經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的進(jìn)一步提高。

（3）對配網(wǎng)來說，統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享平臺的建設(shè)由于設(shè)備較多，線路復(fù)雜，成本過高，影響正常應(yīng)用和發(fā)展。

（4）配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)還不夠堅(jiān)強(qiáng)，電網(wǎng)的規(guī)劃及設(shè)計(jì)還不能完全適應(yīng)目前用電客戶的需求，還需要利用電網(wǎng)升級改造的機(jī)會進(jìn)行改造。

參考文獻(xiàn)：