1當(dāng)前我國電力電子技術(shù)的發(fā)展方向

就當(dāng)前我國在電力電子技術(shù)方面的發(fā)展而言，其研究的主要內(nèi)容包括以下四個方面：（1）電力電子元器件以及功率集成電路。（2）電力電子變換器技術(shù)。該技術(shù)研究的內(nèi)容主要包括新能源的節(jié)約、電力能源的節(jié)約、新能源電力電子、空間以及軍事應(yīng)用中的特殊電力電子變換器技術(shù)等。（3）電力電子技術(shù)的應(yīng)用。在其應(yīng)用方面研究的主要內(nèi)容是將超高功率轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于鋼鐵、電力牽引、可再生能源發(fā)我國電力電子與電力傳動系統(tǒng)發(fā)展問題和方向的分析代維菊黑龍江省綏化學(xué)院電氣工程學(xué)院152061電、電力、船舶推進、冶金等工業(yè)方面以及電力電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展。（4）電力電子系統(tǒng)的集成。在系統(tǒng)集成方面，其研究內(nèi)容主要包含標(biāo)準(zhǔn)化電力電子模塊、多芯片系統(tǒng)的集成、單芯片系統(tǒng)的集成、集成電力電子系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性研究等。

2我國電力電子在發(fā)展過程中遇到的問題

目前，我國在研究電力電子技術(shù)方面還存在著諸多的問題，這些問題都嚴(yán)重的制約了我國經(jīng)濟的發(fā)展。主要問題有：現(xiàn)今我國電力電子產(chǎn)品大多是采用的晶閘管，雖然利用晶閘管可以創(chuàng)造出一部分科技含量較高的產(chǎn)品和設(shè)備，但是這些產(chǎn)品和設(shè)備多使用的是國外的生產(chǎn)設(shè)備以及多組分組集成制造法，特別是很多先進的全控型電力電子器件，幾乎全都需要從國外進口，才能滿足國內(nèi)的技術(shù)要求，尤其是很多關(guān)系著我國的經(jīng)濟發(fā)展以及社會安全的關(guān)鍵領(lǐng)域中的核心技術(shù)、設(shè)備、軟件等。另外，我國電力電子技術(shù)與國外發(fā)達國家的差距甚大，這在一定程度上影響著我國與國外經(jīng)濟的合作。在過去的幾十年中，我國經(jīng)濟發(fā)展的各部門都先后從歐美發(fā)達國家中引進了先進的電力電子技術(shù)，并且開始重視國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展。就目前的發(fā)展情況而言，雖然表面上顯示出我國在很多技術(shù)方面可以滿足國內(nèi)的要求，但實際上在很多關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，我國的電力電子技術(shù)依然需要進口，國內(nèi)的技術(shù)水平依然相對較低。國內(nèi)與國外發(fā)達國家在電力電子技術(shù)方面的主要區(qū)別在于電力電子技術(shù)的發(fā)展依然存在著技術(shù)含量低、產(chǎn)品可靠性差、數(shù)字控制水平滿足不了社會的要求、系統(tǒng)控制軟件的水平低、應(yīng)用程序的控制技術(shù)差、重大項目領(lǐng)域缺乏經(jīng)驗等問題。這就使得我國必須要依賴從國外進口高性能、高功率的電力電子轉(zhuǎn)換器設(shè)備才能滿足國內(nèi)的使用。

3提高我國電力傳動系統(tǒng)性能的主要方法

現(xiàn)今，我國電力傳動系統(tǒng)研究工作主要圍繞著交流傳動系統(tǒng)進行。伴隨著交流電動機調(diào)速裝置的性能越來越完善以及調(diào)速理論的重大突破，電動機的調(diào)速技術(shù)漸漸從直流發(fā)電機—電動機組調(diào)速、晶閘管可控整流器、直流調(diào)壓調(diào)速向交流電動機變頻調(diào)速轉(zhuǎn)變。之所以交流傳動系統(tǒng)發(fā)展的這么迅速，其原因與我國在功率半導(dǎo)體器件的制造技術(shù)、交流電動機控制技術(shù)、以大規(guī)模集成電路和微型計算機為基礎(chǔ)的數(shù)字化控制技術(shù)、電力變換技術(shù)等關(guān)鍵性技術(shù)方面的突破有關(guān)。要提高交流傳動系統(tǒng)的整體性能，可從以下三個方面開展研究工作：（1）PWM技術(shù)的應(yīng)用隨著電壓型PWM逆變器在高性能交流驅(qū)動系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，我國對PWM技術(shù)的研究更為深入。PWM功率半導(dǎo)體器件的開關(guān)控制主要采用是高頻技術(shù)，一般來說，PWM技術(shù)可分為三類進行研究，即隨機PWM、正弦PWM以及優(yōu)化PWM。正弦PWM的開關(guān)頻率對于提升電力電子器件的功率有著非常突出的作用，這使得該技術(shù)在中小功率交流驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛。不過，這種技術(shù)不適用于容量過大的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備，因為高開關(guān)頻率將會引起極大的開關(guān)損失。（2）直接轉(zhuǎn)矩、矢量控制技術(shù)的應(yīng)用對于交流電機的交流驅(qū)動系統(tǒng)而言，其具有強耦合、多變量、非線性等特點，這就使得其控制工作變得十分的動態(tài)化，不過我國目前在這方面的研究還是較為成功的。在上世紀(jì)七八十年代，我國就提出了交流電機的動態(tài)控制理論，該理論要求不僅要對各個變量的振幅進行全面的控制，同時還要對各個階段進行控制。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)以及矢量控制技術(shù)是我國在交流驅(qū)動系統(tǒng)控制中的主要技術(shù)，此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制等智能控制技術(shù)也在我國逐漸發(fā)展起來，對提高交流傳動系統(tǒng)的控制精確度有著極其重要的作用。（3）微電子技術(shù)的應(yīng)用微電子技術(shù)對于提高我國數(shù)字控制處理芯片的運算能力以及可靠性有著極大的作用。當(dāng)前，適合用在交流傳動系統(tǒng)中的微處理器有ApplicationSpecificIntegratedCircuit—ASIC、DigitalSignalProcessor—DSP、單片機等。其中，高性能計算機的結(jié)構(gòu)形式主要采用的是多總線結(jié)構(gòu)、多處理器結(jié)構(gòu)以及流水線結(jié)構(gòu)等。

隨著社會科技發(fā)展對電力資源需求的不斷增加，電網(wǎng)互聯(lián)的規(guī)模進一步擴大，如何實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行的可靠性，成為電力工作者較為關(guān)注的問題。近年來，隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，電力電子轉(zhuǎn)流技術(shù)及直流輸電技術(shù)被廣泛運用于電力系統(tǒng)中，對提高電力系統(tǒng)的可靠運行，改善電力系統(tǒng)的可控性等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。另外，電力電子裝置在發(fā)電、儲能、微型電網(wǎng)等方面的應(yīng)用也促使了電力系統(tǒng)向可持續(xù)、智能化發(fā)展，實現(xiàn)了可再生能源并網(wǎng)發(fā)電、交直流電網(wǎng)柔性互聯(lián)等。

1.電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)是能源利用、輸送以及配給的主要載體，在社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。近年來，隨著石油資源緊缺、環(huán)境不斷惡化，促使電力系統(tǒng)的規(guī)?；l(fā)展向環(huán)保、智能化、可持續(xù)化發(fā)展。目前，我國的電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的主要特征表現(xiàn)為主干電網(wǎng)、微型電網(wǎng)及地方電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，分布式電源與儲能裝置組合，電力資源輸送與分配智能化、靈活高效，電力系統(tǒng)的安全可靠性等。其中，可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電、儲能裝置的功率轉(zhuǎn)換等功能的實現(xiàn)需要靠電力電子裝置來完成，電力電子裝置的單元化、模塊化、智能化發(fā)展也促進了電力系統(tǒng)向智能化的轉(zhuǎn)變，保證了電力系用的運行可靠性，對于電力系統(tǒng)的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。

2.電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1在發(fā)電中的應(yīng)用

電力電子裝置在電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用主要表現(xiàn)在發(fā)電機組勵磁、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等，具體如下：（1）發(fā)電機組勵磁。發(fā)電機組采用靜止勵磁技術(shù)，該技術(shù)具有操控簡單、調(diào)節(jié)速度快優(yōu)點。例如，在水利發(fā)電中采用交流勵磁技術(shù)，對發(fā)電機組勵磁電流頻率進行動態(tài)調(diào)整，使發(fā)電系統(tǒng)對水頭壓力及水量進行快速調(diào)節(jié)，從而提高水利發(fā)電廠的運行性能及效率，整體提高了發(fā)電品質(zhì)。（2）風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的核心環(huán)節(jié)是交流器，交流器的主要工作是把不受控制的風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電壓、頻率及相位滿足并網(wǎng)要求的電能。（3）光伏發(fā)電。光伏電站是通過光伏陣列組件、匯流器、逆變器等對太陽能進行集中利用的結(jié)構(gòu)。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)尚處于發(fā)展階段，建設(shè)過程中還需綜合考慮光伏陣列的、逆變器的組合方式等關(guān)鍵因素，以提高光伏發(fā)電效率。

摘要：隨著社會經(jīng)濟和科技的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)和配電網(wǎng)電力電子裝備聯(lián)系緊密，同時也對配電網(wǎng)的電力電子裝備的發(fā)展產(chǎn)生了影響?，F(xiàn)階段通信技術(shù)和電力電子技術(shù)的相互融合，已經(jīng)成為了配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流趨勢，并在電子設(shè)備的發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用。配電網(wǎng)系統(tǒng)的改革和優(yōu)化成為了巨大的推動力，在通信技術(shù)和電力電子技術(shù)融合過程下，解決配電網(wǎng)和電力電子裝備中的互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)勢在必行。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；電子裝備；網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

1配電網(wǎng)電力電子裝備技術(shù)現(xiàn)狀分析

1.1變換器。變換器是電功率處理器的一種，把某種幅度、頻率轉(zhuǎn)化成其他的幅度和頻率的電能，這樣的轉(zhuǎn)化是變換器的主要作用。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，變換器技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展和進步。再加上電力電子技術(shù)人員的研究，拓展機構(gòu)已經(jīng)研發(fā)并展現(xiàn)，這一技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，使得雙向或者多向電能流動控制成為可能。與此同時，在發(fā)展的過程中不斷地優(yōu)化，變換器的效率也得到了明顯的提高，利用率甚至達到了百分之九十九，在大功率的系統(tǒng)中，變換器技術(shù)對電壓及其電流的處理可以達到輕松應(yīng)對的效果。1.2半導(dǎo)體開關(guān)器件。電力電子裝備技術(shù)的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體開關(guān)器，主要包括了SCR/IGCT/IGBT等器件。目前的發(fā)展階段，電力電子裝備技術(shù)應(yīng)當(dāng)把重心放到現(xiàn)有的半導(dǎo)體開關(guān)器件上，性能和水平和研發(fā)新型的半導(dǎo)體開關(guān)有關(guān)。半導(dǎo)體開關(guān)器件中，不管是材料的選擇，還是器件工藝的選取，對于整個電路的絕緣材料和磁性元件都有一定的適應(yīng)和改造作用，不僅可以降低能耗，還可以把器件的體積減少到實際需要的范圍之內(nèi)。1.3電力電子裝備系統(tǒng)。多個變換器和電路兩個部分組成了電子裝備系統(tǒng)，并且在電力電子裝備系統(tǒng)中得到了很大的應(yīng)用。在連接方式上能夠?qū)崿F(xiàn)能量的處理。但是在很多的大型規(guī)模中，就需要借助多個控制器來維持系統(tǒng)的平衡性和正常運轉(zhuǎn)。配備的控制器分為變化器控制器和系統(tǒng)控制器兩個部分。變化器控制器的主要作用是負(fù)責(zé)單一的變化，系統(tǒng)控制器是負(fù)責(zé)全部變化器的所有運行情況，并進行相關(guān)指令的調(diào)查。

2電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.1即插即用的功率接口。隨著電力電子裝備技術(shù)在生活中的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)在運行的過程中，配電網(wǎng)可以見到電力電子裝備技術(shù)。即插即用的功率接口是把各種各樣的電氣設(shè)備、發(fā)電等端口進行接入配電網(wǎng)中，各種設(shè)備之間存在差異，因此電能輸入在形式上可以和電網(wǎng)進行區(qū)別開來。即插即用的功率接口是把電能轉(zhuǎn)化成為功能，并直接將各種各樣的設(shè)備電能輸入形式和電網(wǎng)匹配的形式進行一個實際情況的轉(zhuǎn)化。因此，一個接口屬于一個電力電子裝備，不僅如此，即插即用的功率接口還可以當(dāng)做通信接口。最終，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接。通信接口也可以對終端設(shè)備進行識別，在終端設(shè)備運行的信息上進行上傳并接收系統(tǒng)的調(diào)控指令。2.2能量路由器。能量路由器在整個電力電子裝備中，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)智能管理模塊。能量路由器是屬于中低配網(wǎng)、低壓區(qū)域網(wǎng)的相應(yīng)接口；能量路由器在正常運營的范圍之內(nèi)可以實現(xiàn)電能雙向流動，更可以提供相應(yīng)低壓直流母線來提供再生能源電力設(shè)備。與此同時，能量路由器通信接口所具備的通信功能，從而把終端設(shè)備的運營信息上傳到網(wǎng)絡(luò)的終端系統(tǒng)中去。這樣就可以接收到調(diào)控指令，指令的確定需要在終端設(shè)備的具體工作上進行決定，能量路由器對其中的故障電流起到了限制性的作用，并保持了低壓配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，接受到系統(tǒng)的保障性效果。2.3操作系統(tǒng)。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的操作在本質(zhì)上是一個通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，想要實現(xiàn)設(shè)備上的網(wǎng)絡(luò)督促，就要做到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督和識別上的統(tǒng)一；想要實現(xiàn)管理上的統(tǒng)一，就必須先統(tǒng)一協(xié)調(diào)全部功率的接口及其能量擼起的二者全部支持和協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在實際的操作過程中，用戶可以把網(wǎng)絡(luò)協(xié)議直接安裝到自己的手機或者電腦上去，在有網(wǎng)絡(luò)信號的情況下，就可以對自身家用電的使用效果進行實時性監(jiān)控。這樣就可以及時的保證了對網(wǎng)絡(luò)上電價信息的有效反饋。針對發(fā)生的故障和情況，可以有效的進行實際情況的措施優(yōu)化和預(yù)防。目前，新常態(tài)的背景下，配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)，最重要的是信息流極和能量流極兩個方面；雖然我國在配電網(wǎng)能量層面上已經(jīng)初步實現(xiàn)了互聯(lián)功能，可是通信層面上的建設(shè)和構(gòu)建還有待提高和進步。在電力電子裝備互聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)構(gòu)架中分為了功能接口、能量路由器在整個網(wǎng)絡(luò)中的管理模模塊、操作系統(tǒng)三個部分。也就是說電力電子裝備互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)是信息流和能量流兩個部分的內(nèi)容。也就是標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)，一個通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以利用即插即用的功率接口實現(xiàn)識別和監(jiān)測。

摘要：科學(xué)技術(shù)水平的提高，使諸多電力電子設(shè)備被應(yīng)用于各個領(lǐng)域當(dāng)中，極大推動了各個領(lǐng)域的發(fā)展。由于電力電子電路的設(shè)計非常復(fù)雜，設(shè)計周期往往較長，對電力電子電路的參數(shù)修改較為麻煩等缺陷，致使電力電子電路的設(shè)計產(chǎn)品在精度與可靠性方面受到很大影響。對電力電子電路的I波形與V波形進行波形分析，能夠為電力電子電路的優(yōu)化設(shè)計提供科學(xué)的指導(dǎo)，但由于其I波形與V波形較為復(fù)雜，這使波形分析面臨著很大的困難。因此必須采取相應(yīng)的措施來予以改進，而Multisim技術(shù)的出現(xiàn)為電力電子電路的優(yōu)化設(shè)計提供了全新的方向。為此，本文便基于Multisim技術(shù)對電力電子電路的相關(guān)優(yōu)化設(shè)計方法進行深入的研究與探討。

關(guān)鍵詞：Multisim技術(shù)；電力電子電路；優(yōu)化設(shè)計

在電力電子電路設(shè)計中，波形分析法是一種非常重要的分析方法，利用波形分析法能夠使人們對電路的工作原理及設(shè)計方法進行深入理解，并能夠為電力電子電路的設(shè)計提供科學(xué)的依據(jù)。波形分析法需要對電力電子電路中的相關(guān)部件在電壓與電流經(jīng)過時所產(chǎn)生的波形進行準(zhǔn)確畫出，設(shè)計人員能夠根據(jù)波形圖來對電力電子電路中的相關(guān)部件的電壓、電流承受上限及各項參數(shù)進行計算，以此明確這些元器件的電壓定額與電流定額。因此，波形分析法的關(guān)鍵在于是否能夠?qū)﹄妷弘娏鞑ㄐ芜M行準(zhǔn)確畫出。不過，在某種特殊情況下，特別是電路處于臨界狀態(tài)時，波形分析法難以對波形進行準(zhǔn)確畫出，而這就需要利用試驗的方式來對電壓波形進行確定，但在試驗過程中，實驗環(huán)境與成本的影響會給波形的測定帶來很大困難，這不利于電力電子電路的優(yōu)化設(shè)計。而計算機信息技術(shù)的發(fā)展使眾多功能強大的應(yīng)用軟件有了用武之地，特別是Multisim軟件的應(yīng)用，對電力電子電路的優(yōu)化設(shè)計有著極為明顯的優(yōu)勢。

1Multisim技術(shù)概述

Multisim技術(shù)是以計算機為載體而研發(fā)的一種虛擬軟件技術(shù)，它能夠彌補傳統(tǒng)的電力電子電路設(shè)計過程中存在的缺陷，極大程度的提高了電力電子電路設(shè)計的科學(xué)性與可靠性。采用Multisim軟件能夠?qū)﹄娏﹄娮与娐返墓δ苓M行仿真模擬，并為電力電子電路的設(shè)計提供了良好的集成化設(shè)計環(huán)境，使電力電子電路的設(shè)計、仿真分析、功能測試等相關(guān)工作得以順利開展。在Multisim軟件中包含多達數(shù)千個器件模型與虛擬元器件，并且包含了大量的虛擬電子設(shè)備，對這些電子設(shè)備的操作與設(shè)計就仿佛是在真實環(huán)境中進行設(shè)計一樣，進而為設(shè)計人員提供了非常全面的分析工具，除此之外，它還能夠?qū)υO(shè)計好的電力電子電路電路進行仿真設(shè)計分析，從而有效突破了實驗室的客觀局限性。

2基于Multisim技術(shù)的電力電子電路的優(yōu)化設(shè)計思路

摘要：自改革開放至今，已經(jīng)經(jīng)歷了40個年頭，在這40年的發(fā)展歷程當(dāng)中，我國的電力電子技術(shù)得到了很大的發(fā)展，供電網(wǎng)路也有了顯著的提高，智能化程度也越來越高，并且電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)當(dāng)中逐漸得到了越來越廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮出了很大的作用。在我國電力電子技術(shù)的發(fā)展過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)與當(dāng)前所面臨的實際情況相結(jié)合，同時也要融入先進的技術(shù)手段，從根本上提高電力電子技術(shù)的應(yīng)用效果和質(zhì)量，同時也能夠有效地提高故障解決的效率。該文將以電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的實際應(yīng)用為主線，進行簡要地分析和描述。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；智能電網(wǎng)；實際應(yīng)用

隨著我國電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，使我國的電力電子技術(shù)在智能化電網(wǎng)當(dāng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，同時也取得了顯著的效果，有效地促進了我國電力電子技術(shù)和智能化電網(wǎng)的共同發(fā)展。為了能夠充分滿足當(dāng)今時代人們的實際需求，進而提高人們的生活條件和質(zhì)量。在進行智能電網(wǎng)的建設(shè)過程當(dāng)中，要想使智能化程度有所體現(xiàn)，應(yīng)該對電力電子技術(shù)進行大力的應(yīng)用。下文將對此展開一系列的討論。

1我國智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)要點

就智能電網(wǎng)而言，其實質(zhì)上指的是多種不同的信息技術(shù)所組合而成的綜合技術(shù)，并且在原有的電網(wǎng)基礎(chǔ)之上對其進行更新和優(yōu)化。與此同時，還需要對電網(wǎng)系統(tǒng)的實際建設(shè)需求進行充分考慮，并且要以此作為宗旨，從而能夠最大程度地達到保護環(huán)境和節(jié)約能源的目的，從根本上保障和提高整個電網(wǎng)系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。另外，在技術(shù)要點方面，應(yīng)該以我國的實際發(fā)展情況作為基礎(chǔ)，全面提高智能電網(wǎng)當(dāng)中的電力電子技術(shù)，同時也需要符合相應(yīng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。首先應(yīng)當(dāng)將污染降到最低，無論是哪種技術(shù)的應(yīng)用，一定不能給自然環(huán)境造成負(fù)擔(dān)和污染。不僅如此，在進行智能電網(wǎng)建設(shè)工作的過程當(dāng)中，相關(guān)工作人員應(yīng)該對實際的技術(shù)指標(biāo)進行全面仔細地考慮，最大程度地保障建設(shè)工作能夠完全符合環(huán)境要求，同時也應(yīng)該對各類自然調(diào)節(jié)和氣候所帶來的影響進行控制。其次，智能電網(wǎng)應(yīng)該全面實現(xiàn)智能化，無論是技術(shù)指標(biāo)還是在技術(shù)診斷方面，都應(yīng)該全面進行智能化的建設(shè)，保證智能電網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對運行參數(shù)的自動化調(diào)整，同時也可以對一些比較常見的電網(wǎng)故障進行自動修復(fù)。就智能電網(wǎng)自身而言，要想切實有效地保障和提高運行的效率和質(zhì)量，就必須要保證具有高度的互動性。所謂互動性，不光只是體現(xiàn)在智能電網(wǎng)當(dāng)中的各個組成技術(shù)知識，同時也需要系統(tǒng)在客戶端以及服務(wù)端之間實現(xiàn)緊密結(jié)合，從根本上提高服務(wù)質(zhì)量。除了上述的情況之外，在進行智能電網(wǎng)的建設(shè)工作過程當(dāng)中，相關(guān)工作人員還需要對經(jīng)濟性指標(biāo)有一個高度的重視。在技術(shù)的應(yīng)用方面，還需要對雙面交互式自動控制技術(shù)、可再生資源的網(wǎng)絡(luò)連接運行技術(shù)等有一個高度的重視和充分的應(yīng)用。

2電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中實際應(yīng)用的重要性

摘要：在如今的電力系統(tǒng)中，電力電子技術(shù)也不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的模式也以無法迎合時代腳步。通過設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)進行智能電網(wǎng)調(diào)節(jié)與控制是發(fā)展目標(biāo)，也是分析的方向，通過從電力網(wǎng)工作中的配電裝備，進而提出互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化過程。旨在提高配電網(wǎng)運行效率，提高電力企業(yè)電力傳輸?shù)挠行浴?/p>

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；電力電子裝備；網(wǎng)絡(luò)化；互聯(lián)

就目前來看，電力企業(yè)在不斷發(fā)展，也開始進行有效的網(wǎng)絡(luò)融合，電子裝備作為電力技術(shù)與通信技術(shù)的重要裝備，需要進行有效研究，通過分析其結(jié)合措施，研究其發(fā)展趨勢，這也是配電網(wǎng)工作中的重要研究方向，如何使電力電子裝備更好的進行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，通過其網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的運用，在結(jié)合先進的電子裝備，不斷提高電力電子裝置的使用用途。進而推動配電網(wǎng)工作的順利進行。下面具體分析。

1電力電子裝備技術(shù)

電力電子裝備技術(shù)是通過技術(shù)手段進行的，是在電力電子裝備有效發(fā)揮效率的重要途徑，結(jié)合電子裝備改變與完善配電網(wǎng)技術(shù)，在運行過程中，我們要進行以下幾方面了解：

1.1變換器。變換器就是一種處理器，在配電網(wǎng)中作為有效的處理設(shè)備，是電力電能功率的調(diào)節(jié)裝置，通過提高頻率與幅度進行有效配電工作。如今，人們用電需求加大，對于該設(shè)備來說也需要進行有效升級，進而保證配電網(wǎng)順利進行配電，在長期發(fā)展過程，變換器也在不斷升級與改進，運行的穩(wěn)定性得到了進一步認(rèn)可，即使面對大功率系統(tǒng)也可以進行有效調(diào)節(jié)，在運行過程通過有效的轉(zhuǎn)換與并聯(lián)，這樣也對提高變換器的性能與處理配電數(shù)據(jù)有很大助力，在綜合處理過程也達到了與配電網(wǎng)相互結(jié)合的目的，提高了運行穩(wěn)定性，也便于配電網(wǎng)各項工作的進行。

現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件,綜合自動控制、計算機(微處理器)技術(shù)和電磁技術(shù)的多學(xué)科邊緣交又技術(shù)。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關(guān)鍵作用,是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用。

當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動化、智能化、機電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠的將來,電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟、實用,實現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。

1.電力電子技術(shù)的發(fā)展

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。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,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)進入現(xiàn)代電力電子時代。

1.1整流器時代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內(nèi)燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時的產(chǎn)物。

摘要：本文通過分析電力電子技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，再結(jié)合電力電子技術(shù)在我國電力機車牽引電傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，指出了寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)是今后從事電力電子技術(shù)研究的重要方向，并提出了繼續(xù)探究優(yōu)化改型IGBT和SiC功率器件在電力機車上的應(yīng)用研究，對促進我國電力機車的發(fā)展具有重大意義。

關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù)；電力機車；牽引電傳動系統(tǒng)

隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，電力機車牽引電傳動系統(tǒng)發(fā)生了巨大的變化。20世紀(jì)中后期，采用交直傳動系統(tǒng)的韶山型電力機車在我國鐵路交通運輸中占主導(dǎo)地位，但隨著現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展，采用交直交傳動系統(tǒng)的和諧系列電力機車，在生產(chǎn)實際中得到廣泛的應(yīng)用，并逐漸取代了韶山型電力機車。在電力機車牽引電傳動系統(tǒng)的發(fā)展歷程中，電力電子技術(shù)承擔(dān)著舉足輕重的作用，因此，電力電子技術(shù)在電力機車牽引電傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用研究具有重要意義。

1電力電子技術(shù)的發(fā)展

1947年，第一只晶體管的研制成功，開創(chuàng)了半導(dǎo)體固態(tài)電子學(xué)，20世紀(jì)50年代功率半導(dǎo)體二極管的出現(xiàn)，提高了整流電路的效率。1957年美國通用電氣公司研制出第一只可控型電力電子器件———晶閘管，次年得以商業(yè)化，標(biāo)志著對電能變換與控制的電力電子技術(shù)誕生。電力電子技術(shù)是一門新型技術(shù)，但是發(fā)展快速，其原因有兩個：一是：人類電氣化時代，電能在國民工業(yè)中的應(yīng)用比重已成為衡量一個國家發(fā)展水平的重要指標(biāo)，電力電子技術(shù)適應(yīng)了當(dāng)今世界人們對電能的巨大需求以及能源利用效率的不斷追求，利用電力電子技術(shù)可以實現(xiàn)交流到直流（AC/DC）、直流到交流（DC/AC）、交流到交流（AC/AC）、直流到直流（DC/DC）等多形式的能量變換，這為太陽能、風(fēng)能等清潔能源的利用，高效的交流傳動，以及高壓直流輸電等各領(lǐng)域的應(yīng)用打開了廣闊的前景。二是：電力電子器件的發(fā)展極大地擴展了電力電子技術(shù)應(yīng)用的功率范圍，微處理器的出現(xiàn)實現(xiàn)了控制數(shù)字化，快速推進了電力電子技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。1.1傳統(tǒng)電力電子技術(shù)。晶閘管的發(fā)明擴展了半導(dǎo)體器件的功率控制范圍，在二十世紀(jì)60年代得到快速推廣，主要應(yīng)用于大功率整流器。二十世紀(jì)60年代普遍較大功率的工業(yè)用電由工頻交流發(fā)電機產(chǎn)生，其中有近20%的電力是給直流用電負(fù)載使用，而大功率硅整流器實現(xiàn)了將工頻交流電轉(zhuǎn)換成直流電。晶閘管具有體積小、功耗小、效率高、可控等特點，用它構(gòu)成的變流裝置具有壽命長、易維護等優(yōu)點。因此，晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用在上世紀(jì)六、七十年代得到了快速發(fā)展。由于晶閘管的關(guān)斷不可控，需要依靠外加電路或外加反向電壓來實現(xiàn)關(guān)斷，這就限制了晶閘管的應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，多種多樣的負(fù)載不斷涌現(xiàn)，對需求的電能提出了更高的要求，在二十世紀(jì)70年代，全控型器件出現(xiàn)了，并逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，如快速晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管。全控型器件具有自身可關(guān)斷性能和較高開關(guān)速度，在整流、逆變、斬波、變頻電路中得到了廣泛應(yīng)用，電力電子技術(shù)得到突飛猛進的發(fā)展。但是快速晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管工作頻率不高，只能在中低頻的范圍內(nèi)應(yīng)用。1.2現(xiàn)代化電力電子技術(shù)。20世紀(jì)80年代初期，大功率絕緣柵雙極晶體管（IGBT）的出現(xiàn)把電力電子技術(shù)的應(yīng)用帶入高頻及中大功率領(lǐng)域。IGBT具有較高綜合性能，開關(guān)頻率方面，一般可達10kHz至20kHz，小功率的甚至高達100kHz；電壓等級方面，最高電壓已達到6500V，該電壓下的電流可達750A，1700V電壓等級的電流可達2400A；溫度方面，最高可達175℃。開關(guān)器件的高頻化也促進了電感器件體積的成倍縮小。大中型功率高頻IGBT的發(fā)展持續(xù)促進著電力電子設(shè)備朝輕重量、小體積、高效能方面發(fā)展，再結(jié)合日益進步的微處理芯片技術(shù)，現(xiàn)代電力電子技術(shù)已實現(xiàn)了全控化、集成化、高頻化、控制技術(shù)數(shù)字化和電路形式弱電化，應(yīng)用場合越來越廣泛。由于負(fù)載對供電電能的質(zhì)量要求越來越高，科研工作者還在不斷進行IGBT改型研究。經(jīng)過多年應(yīng)用發(fā)展Si器件為基礎(chǔ)的電力電子技術(shù)相當(dāng)成熟，Si器件在開關(guān)頻率、通態(tài)壓降以及結(jié)溫等性能指標(biāo)上難以繼續(xù)提升，發(fā)展空間較小。新一代寬禁帶半導(dǎo)體材料（如碳化硅）的電力電子器件具有比硅器件高得多的耐受高電壓的能力、低得多的通態(tài)電阻、更好的導(dǎo)熱性能和熱穩(wěn)定性以及更強的耐受高溫和射線輻射的能力等。當(dāng)前寬禁帶半導(dǎo)體器件的發(fā)展一直受制于材料的提煉、制造以及半導(dǎo)體的制造工藝水平，尚處于起步階段。目前，我國在應(yīng)用寬禁帶半導(dǎo)體方面也進行了初步的研究。寬禁帶半導(dǎo)體在照明中應(yīng)用已形成一定規(guī)模，2017年我國氮化物半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值突飛猛進，突破了5000億。同時，微波毫米波器件已開始應(yīng)用于通訊、衛(wèi)星通信、對抗、雷達等領(lǐng)域。未來，寬禁帶半導(dǎo)體將在新能源汽車、電力轉(zhuǎn)換等行業(yè)有著越來越廣泛的應(yīng)用。由此可見，寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)是我們從事電力電子技術(shù)研究的一個重要方面。

2電力電子技術(shù)在我國電力機車牽引電傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、電力電子變流技術(shù)概述

隨著社會用電的需求,電力電子技術(shù)逐漸得到了相應(yīng)的研究與發(fā)展。20世紀(jì)60年代以后,電力電子技術(shù)開始被應(yīng)用到相關(guān)的領(lǐng)域,如電力電子領(lǐng)域和控制技術(shù)領(lǐng)域。其中,電力電子技術(shù)在控制技術(shù)方面的研究和應(yīng)用使相應(yīng)的電能能夠得到科學(xué)有效的轉(zhuǎn)換和控制,從而推動了電能的合理應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展。電力電子技術(shù)是用計算機系統(tǒng)將電子技術(shù)、電路技術(shù)和電力控制技術(shù)等方面進行相應(yīng)的整合應(yīng)用的現(xiàn)代化的電力技術(shù),晶閘管的出現(xiàn)標(biāo)志著這項技術(shù)發(fā)展到相應(yīng)的成熟階段。電力電子技術(shù)主要包括兩個方面的技術(shù),一是電子電子器件制造技術(shù)和電力電子變流技術(shù)。電力電子器件制造技術(shù)在發(fā)展過程中得到了不斷的提高和發(fā)展。相應(yīng)的電力電子器件已經(jīng)由第一代的低耗能和小體積發(fā)展到具有自動關(guān)斷功能和結(jié)合相應(yīng)的功率器件、驅(qū)動器件、控制器件等更完善的第三代電力電子器件。其發(fā)展前景更加可觀。電力電子變流技術(shù)也在不斷的發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)70年代,整流電路得到了廣泛的應(yīng)用,逆變電路也在此過程中得到了一定程度的發(fā)展。隨著自動斷電器件的應(yīng)用,逆變電路開始有了更為迅速的發(fā)展。與此同時,隨著控制技術(shù)的不斷發(fā)展,使電力電子系統(tǒng)的現(xiàn)代化控制技術(shù)得到了不斷的發(fā)展,出現(xiàn)了模糊控制、自適應(yīng)控制等控制方式?？刂萍夹g(shù)在很多領(lǐng)域都得到了相應(yīng)的應(yīng)用,也為電力電子技術(shù)的發(fā)展提供了更多的技術(shù)支持。

二、電力電子變流技術(shù)的應(yīng)用形式

作為電力電子技術(shù)中的一部分,電力電子變流技術(shù)從上個世紀(jì)七、八十年代開始被廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)中。一經(jīng)應(yīng)用便受到社會各界的極大關(guān)注。隨著不斷的發(fā)展,電力電子變流技術(shù)以整流電路、交流調(diào)壓電路、逆變電路、斬波電路等形式在電力系統(tǒng)中都得到了廣泛的應(yīng)用,并取得了相應(yīng)的良好效果。

(一)整流電路

整流電路是用可以調(diào)節(jié)大小的直流電代替了交流電供給直流用電設(shè)備的一種電力電子變流電路。整流電路通過整流二極管將輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)化成直流電,實現(xiàn)對交流電的整流。交流電壓在通過整流電路之后,就會變成混合電壓,既有交流電壓也有直流電壓。整流電路被應(yīng)用到一些相應(yīng)的用電控制和相關(guān)輸電環(huán)節(jié),實現(xiàn)了快速高效控制并推動了電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。與此同時,整流電路還用多相整流的方式減少和控制了輸出電壓的脈動情況,并減少了電能的損失。整流電路一般是由變壓器、濾波器和整流主電路組成的,在調(diào)節(jié)直流電動機的速度和調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁、電鍍、電解等方面得到了相應(yīng)的普遍運用。整流電路的變壓器的設(shè)置是為了使輸入的相應(yīng)的交流電壓與輸出的直流電壓之間保持相匹配協(xié)調(diào),并實現(xiàn)對交流電網(wǎng)與整流電路之間的隔離。變壓器在整流電路中的設(shè)置情況需要依據(jù)相應(yīng)的具體情況來確定。整流電路中的濾波器是為了能夠?qū)⒅绷麟妷褐械慕涣麟妷哼^濾掉而在主電路與負(fù)載之間進行的相應(yīng)連接。2。世紀(jì)70年代,整流電路的主電路主要是由晶閘管和整流二極管。隨著不斷發(fā)展,發(fā)光二極管等新形材料逐漸被應(yīng)用到主電路中。電力系統(tǒng)中的整流電路主要包括半波整流電路、全波整流電路和橋式整流電路。其中,半波整流電路是整流電路系統(tǒng)中最為簡單的一種,它能夠通過電源變壓器將220伏電壓轉(zhuǎn)變成所需要的電壓大小,整流二極管能將相應(yīng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電。經(jīng)過反復(fù)的轉(zhuǎn)換過程,一半的交流電被演變成了直流電,這也是半波整流的由來。半坡整流電路的電流利用率比較低,多用于電壓高、電流小的領(lǐng)域。全波整流電路可以認(rèn)為是由兩個半波整流電路組成的,其通過對整流電路的相應(yīng)調(diào)整,達到了對電能的高效運用,但其二級管所承受的電壓相對較大。橋式整流電路是使用最為廣泛的整流電路,它通過接入兩個二極管使電路形成了橋的形狀。橋式整流電路既能夠高效利用電能,還能夠使承受的反向電壓相應(yīng)減少,對其穩(wěn)定運行有一定的作用。

關(guān)鍵詞電力電子技術(shù)開關(guān)電源

現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件,綜合自動控制、計算機(微處理器)技術(shù)和電磁技術(shù)的多學(xué)科邊緣交又技術(shù)。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關(guān)鍵作用,是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用。

當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動化、智能化、機電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠的將來,電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟、實用,實現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。

1.電力電子技術(shù)的發(fā)展

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。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,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)進入現(xiàn)代電力電子時代。

1.1整流器時代