淺議電力電子技術(shù)論文
淺議電力電子技術(shù)論文
隨著社會的發(fā)展和科技的進步,電力電子技術(shù)發(fā)展十分迅速。下面是學習啦小編為大家整理的電力電子技術(shù)論文，供大家參考。
電力電子技術(shù)論文范文一：電力電子技術(shù)的應用
【摘 要】本文簡單闡述了電力電子技術(shù)的發(fā)展，主要介紹了電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)、汽車工業(yè)、光伏發(fā)電領(lǐng)域等方面的應用。
【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù);應用
0.引言
電力電子技術(shù)是一個以功率半導體器件、電路技術(shù)、計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐的技術(shù)平臺。經(jīng)過50年的發(fā)展歷程， 電力電子技術(shù)已迅速發(fā)展成為一門獨立的技術(shù)、學科領(lǐng)域。它的應用領(lǐng)域幾乎涉及到國民經(jīng)濟的每個工業(yè)。尤其是進入21世紀，隨著新的理論、器件、技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，特別是與微電子技術(shù)的日益融合，電力電子技術(shù)的應用領(lǐng)域也必將不斷地得以拓展，它將成為新世紀的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一。電力電子技術(shù)擁有許多微電子技術(shù)所具有的特征，比如發(fā)展迅速、滲透力強、生命力旺盛，并且能與其它學科相互融合和相互發(fā)展。
1.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用
自20世紀80年代，柔性交流輸電(FACTS)概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用研究得到了極大的關(guān)注，多種設備相繼出現(xiàn)。已有不少文獻介紹和總結(jié)了相關(guān)設備的基本原理和應用現(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)的應用研究和現(xiàn)狀。
1.1在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用
電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機組的多種設備，電力電子技術(shù)的應用以改善這些設備的運行特性為主要目的。
靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高及造價低等優(yōu)點，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵磁機這個中間慣性環(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。
變速恒頻勵磁廣泛應用于水力、風力發(fā)電機。在水力和風力發(fā)電過程中，為了獲得最大有效功率，使水力和風力發(fā)電機組變速運行，主要通過調(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。此項應用的技術(shù)核心是變頻電源。
發(fā)電廠風機水泵的變頻調(diào)速。風機水泵耗電量約占火電設備總耗電量的65%，且運行效率較低。使用低壓或高壓變頻器，實施風機水泵的變頻調(diào)速，可以達到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術(shù)已非常成熟，國內(nèi)外有許多的生產(chǎn)廠家，無完整的系列產(chǎn)品，但具備高壓大容量變頻器設計和生產(chǎn)能力的企業(yè)較少，目前，國內(nèi)不少院校和企業(yè)正在抓緊時間搞聯(lián)合研發(fā)。
1.2在輸電環(huán)節(jié)的應用
電力電子元器件應用于高壓輸電系統(tǒng)被稱為“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運行特性。在輸電環(huán)節(jié)中應用的技術(shù)主要有直流輸電(HVDC)和輕犁直流輸電(HVDC Light)技術(shù)以及柔性交流輸電(FACTS)技術(shù)，其中柔性交流輸電技術(shù)應用尤為重要。
FACTS技術(shù)的概念問世于20世紀80年代，它是一項基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可實現(xiàn)對交流輸電功率潮流的靈活控制，從而大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。 近年來柔性交流輸電技術(shù)在世界上發(fā)展迅速，并將FACTS技術(shù)用于實際電力系統(tǒng)工程。
1.3在配電環(huán)節(jié)中的應用
配電系統(tǒng)亟待需要解決的問題是如何加強供電可靠性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制不僅要滿足對電壓、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)中的應用，即為用戶電力技術(shù)或稱DFACTS技術(shù)，是在FACTS各項成熟技術(shù)的基礎上發(fā)展起來的電能質(zhì)量控制新技術(shù)?？梢詫FACTS設備理解為FACTS設備的壓縮版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。潛在需求量大，市場介入較容易，研發(fā)投入和生產(chǎn)成本較低，隨著電力電子元器件價格不斷降低，可預期DFACTS設備產(chǎn)品將進入快速發(fā)展期。
1.4在節(jié)能環(huán)節(jié)的運用
1.4.1變負荷電動機調(diào)速運行
要想使電動機節(jié)電較完善，必須將本身挖掘節(jié)電潛力節(jié)電和通過變負荷電動機的調(diào)速技術(shù)節(jié)電二者結(jié)合起來。目前，交流調(diào)速主要廣泛應用于冶金、礦山等部門及社會生活中，如：風機、泵類等變負荷機械中采用調(diào)速控制代替擋風板或節(jié)流閥控制風流量和水流量具有顯著的效果。國外變負荷的風機、水泵大多采用了交流調(diào)速，我國正在推廣應用中。
1.4.2減少無功損耗，提高功率因數(shù)
在電氣設備中，變壓器和交流異步電動機等都屬于感性負載，這些設備在運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)量不可缺少的主要部分。在電力系統(tǒng)中應保持無功平衡，否則，將會使系統(tǒng)電壓降低 ，設備損壞，功率因數(shù)減少，嚴重時將引起電壓崩潰，系統(tǒng)解裂，造成大面積停電事故。所以，當電力網(wǎng)或電氣設備無功容量不足時，應增加無功補償設備，以提高設備功率因數(shù)。
2.電力電子技術(shù)在汽車工業(yè)中的應用
作為汽車用電源，在原來14V、28V基礎上，現(xiàn)又增加了新的42V系列，且還出現(xiàn)了混合動力源電動車(HEV)等288V的驅(qū)動電壓(典型值)，形成了多種電源并存的局面。使用這些電源來實現(xiàn)汽車的各種功能，就必須利用所謂的電力電子技術(shù)。如：回波(echo)技術(shù)，藉能量管理或功率管理的最佳化，高可靠性，利用線控(x-by-wire)裝置的電子控制系統(tǒng)等都是非常需要的。這些電力電子裝置與原來的裝置比較，由于電力電子技術(shù)導致了“響應性好”、“軟控制的靈活性”、“小型輕量化的操控”、“高的效率”等一系列優(yōu)越的性能，尤其是從各類照明、指示燈、雨刷(刮水器)、電動窗等1kW以下的輕負載到數(shù)十kW功率級的電力驅(qū)動，功率都不斷增大。利用電動機、逆變器或交流變換器等電力電子裝置的性能，大幅度提升了汽車的動力性能。
在汽車工業(yè)的應用主要有：利用電子開關(guān)替代傳統(tǒng)的機械開關(guān)以及繼電器;無觸點點火、燃油電子噴射;電子動力轉(zhuǎn)向、電子自動變速器;對原有的直流電源系統(tǒng)進行改造;對水泵、動力轉(zhuǎn)向、懸架等進行電子監(jiān)控。
3.電力電子技術(shù)在光伏發(fā)電中的應用
光伏發(fā)電技術(shù)是可再生的新能源重要組成部分，可以用于任何需要電源的場合，上至航天器，下至家用電器，大到兆瓦級電站，小到玩具。光伏電源無處不在。到2040年可再生能源將占光能耗得50%以上，太陽能光伏發(fā)電將占總電力的20%以上。到21世紀末，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占80%以上，太陽能發(fā)電將占到60%以上。這些數(shù)據(jù)說明光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領(lǐng)域的重要戰(zhàn)略地位。光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池方陣，儲存電能的蓄電池，充放電控制器、逆變器、并網(wǎng)控制、無功補償，電控柜，太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設備組成。其中除了太陽能電池，其它部分都需要電力電子技術(shù)支持。
4.結(jié)束語
總而言之，電力電子技術(shù)是智力、信息、知識密集型技術(shù)，也是我國經(jīng)濟與社會可持續(xù)發(fā)展項目之一，對促進國民經(jīng)濟發(fā)展，特別是電子工業(yè)發(fā)展將具有一定價值。
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電力電子技術(shù)論文范文二：電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用探討
摘要 近年來，不斷進步的 計算機技術(shù)為現(xiàn)代控制技術(shù)在實際生產(chǎn)、生活中提供了強有力的技術(shù)支持，新的材料和結(jié)構(gòu)器件又促進了電力電子技術(shù)的飛速 發(fā)展，且在各行業(yè)中得到廣泛的 應用。本文就電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運用進行了詳細的闡述。
關(guān)鍵詞 電力電子技術(shù);電力系統(tǒng);應用
中圖分類號TM1 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)38-0147-02
以功率半導體器件、電路技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐依據(jù)的電力電子技術(shù)經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，目前在新能源開發(fā)、電能質(zhì)量控制和民用產(chǎn)品等多個行業(yè)應用越來越廣泛。直流輸電是最成功地應用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)。20世紀80年代之后，提出了柔性交流輸電(FACTS)概念，于是電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用研究引起的很大的關(guān)注，許多介紹和 總結(jié)相關(guān)設備的基本原理和應用現(xiàn)狀層出不窮，相繼又出現(xiàn)了多種設備。筆者按照電力系統(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)的應用研究和現(xiàn)狀。
1 在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用
發(fā)電機組的多種設備在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)都會被涉及到，如何改善這些設備的運行特性就需要電力電子技術(shù)參與應用。
1.1 大型發(fā)電機的靜止勵磁控制
靜止勵磁結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高以及造價相對較低 ，采用晶閘管整流自并勵方式，在世界的各大電力系統(tǒng)被廣泛采用。省去勵磁機這個中間慣性環(huán)節(jié)，使其擁有了特有的快速性調(diào)節(jié)。這樣使得控制規(guī)律的方法和更加先進，效果更加良好。
1.2 水力、風力發(fā)電機的變速恒頻勵磁
水頭壓力和流量決定了水力發(fā)電的有效功率，抽水蓄能機組最佳轉(zhuǎn)速變會隨著水頭的變化幅度而變化。風速的三次方與風力發(fā)電的有效功率成正比，隨風速的變化，風車捕捉最大風能的轉(zhuǎn)速也發(fā)生變化。所以機組變速運行，即調(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，從而獲得最大有效功率。變頻電源是此項應用的技術(shù)核心。
1.3 發(fā)電廠風機水泵的變頻調(diào)速
發(fā)電廠的廠用電率平均8%，風機水泵耗電量約是火電設備總耗電量的65%，不僅耗量大且運行效率低，為了節(jié)能，在低壓或高壓變頻器使用時可以使風機水泵變頻調(diào)速，從而減少電量的消耗。目前來講，低壓變頻器技術(shù)以達到一定 的水平，國內(nèi)外的生產(chǎn)廠家也比較多，只是系列產(chǎn)品還不夠完整。但是高壓大容量變頻器設計和生產(chǎn)的企業(yè)還是比較少，需要院校和企業(yè)抓緊聯(lián)合開發(fā)，以滿足生產(chǎn)需求。
2 在輸電環(huán)節(jié)中的應用
被稱為“硅片引起的第二次革命”就是電力電子器件應用于高壓輸電系統(tǒng)，這樣使得電力網(wǎng)的穩(wěn)定運行特性大幅度的改善。
2.1 直流輸電(HVDC)和輕型直流輸電(HVDC Light)技術(shù)
流輸電相對遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電優(yōu)勢獨特，因為其不僅輸電容量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點而且控制調(diào)節(jié)非常靈活，從。1970年世界上第一項晶閘管換流器之后，世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥，這也是電力電子技術(shù)正式應用于直流輸電的里程碑。
2.2 柔性交流輸電(FACTS)技術(shù)
20世紀80年代后期，F(xiàn)ACTS技術(shù)的概念問世，這是項基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可以靈活控制交流輸電功率潮流，使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平大大的提高。
20世紀90年代后，國外在研究開發(fā)的基礎上開始將FACTS技術(shù)用于實際電力系統(tǒng)工程。其設備結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，成本較低，所以應用較早。
2.3 在配電環(huán)節(jié)中的應用
如何加強供電可靠性和提高電能質(zhì)量是配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題，電能質(zhì)量控制既要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾，還要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，在FACTS各項成熟技術(shù)的基礎上發(fā)展起來的電能質(zhì)量控制新技術(shù)就是用戶電力(Custom Power)技術(shù)或稱DFACTS技術(shù)，它是電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應用。其實FACTS設備的縮小版就是DFACTS設備，因為其原理、結(jié)構(gòu)、功能是相似。由于市場較大的需求，所以使用會日益的廣泛，再加上電力電子器件價格日益降低，可以預計DFACTS設備產(chǎn)品將迅速進入快速發(fā)展期。
3 在節(jié)能環(huán)節(jié)的運用
3.1 變負荷電動機調(diào)速運行
要想在節(jié)能環(huán)節(jié)有所成就，就必須從電動機本身和變負荷電動機的調(diào)速技術(shù)的應用兩方面入手，只有二者結(jié)合起來，電動機的節(jié)能才能達到良好的效果。
目前，變負荷的風機、水泵采用交流調(diào)速在國外居多，在我國還需要進一步推廣應用。風機、泵類等變負荷機械中采用調(diào)速控制代替擋風板或節(jié)流閥控制風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，可以達到30% 的節(jié)電率，缺點就是成本較高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)，即使這樣，并不影響其在在冶金、礦山等部門及社會生活中應用推廣。閥門控制和變頻控制水泵流量如圖1、圖2所示。
3.2 減少無功損耗，提高功率因數(shù)
在電氣設備中，屬于感性負載的變壓器和交流異步電動機，在運行的過程中是有功功率和無功功率均消耗的設備，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、設備遭到破壞 ，嚴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，當電力網(wǎng)或電氣設備無功容量不足時，增裝無功補償設備，提高設備功率因數(shù)勢在必行。
4 結(jié)論
總之，電力系統(tǒng)是電力電子技術(shù)應用的一個重要領(lǐng)域，只有不斷的加大已有研究成果的技術(shù)應用和運行投入，不斷改善經(jīng)濟可行性，才能大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，產(chǎn)生巨大效益。
參考文獻
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