關于電力電子方面的論文
電力電子技術產(chǎn)業(yè)作為當代高新技術尤其是信息技術產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的接口,在國民經(jīng)濟中扮演著越來越重要的角色。下文是學習啦小編為大家搜集整理的關于電力電子方面的論文的內容,歡迎大家閱讀參考!
關于電力電子方面的論文篇1
淺析電力系統(tǒng)電力電子技術應用
摘 要:在現(xiàn)代社會科技學技術不斷發(fā)展的形勢下,電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用也更加廣泛和深入。諸多新的電子材料、設備以及技術的運用,有效地推動了我國電力事業(yè)的發(fā)展。本文就對于電力電子技術在電力系統(tǒng)中應用的相關問題進行了分析和探討。
關鍵詞:電力電子技術;電力系統(tǒng);應用
0 引言
作為一個具有較強專業(yè)性、綜合性和系統(tǒng)性的技術平臺,電力電子技術其涵蓋了多個領域的專業(yè)技術內容。經(jīng)過長時間的發(fā)展和變化,其被廣泛地應用于各個行業(yè)當中,極大幅度地推動了我國電力能源領域的發(fā)展。隨著科學技術的不斷發(fā)展進步,電力系統(tǒng)中的電力電子技術的應用范圍和深度也得到了進一步的增加。電力電子技術的應用,提高了電力系統(tǒng)的整體工作效率和工作性能。電力電子技術應用于電力系統(tǒng)的整個發(fā)電、配電、輸電已基本檢點的環(huán)節(jié)當中,是現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展建設中的重點內容。電力電子技術應用于電力系統(tǒng)中,可以有效地提高變電控制的整體效果。
我國電網(wǎng)建設工作一直在有條不紊的開展,不斷擴大的電網(wǎng)規(guī)模對于變電運行管理提出了更高的要求。通過電力電子技術的應用,可以實現(xiàn)高效、高質量、高精度、高性能的控制和管理,有效地降低了管理成本和工作難度,提高了系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。在電力系統(tǒng)運行的過程中,電力電子技術的應用可以有效地實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行的實時監(jiān)控和管理,有效地提高了電力系統(tǒng)運行中的容錯效果,減少了后期管理維護的難度和成本,讓電力系統(tǒng)的運行更加可靠。電力電子技術的應用通過結合先進的信息化管理技術,讓電力系統(tǒng)運行中的相關數(shù)據(jù)信息可以得到更加全面的收集和處理,通過計算機對相關數(shù)據(jù)進行分析處理,為管理決策的制定和計劃的編制提供科學的依據(jù)。
1 電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用
1.1 發(fā)電環(huán)節(jié)的應用
電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)是一個較為復雜的綜合性系統(tǒng),其中存在多個發(fā)電組和相關設備,設備的結構相對復雜,并且整體技術含量相對較高。相關技術人員必須要具有專業(yè)的技術水平,才能完成相關設備的設計、運行、管理與維護工作。在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié),應用電力電子技術,可以有效地提高整個發(fā)電系統(tǒng)的設備工作效率。勵磁控制是現(xiàn)階段廣為運用的發(fā)電機控制方式,其通過利用品閘管整流電路的方式來實現(xiàn)設備的連接,整個控制系統(tǒng)的結構相對簡單,具有較高的可靠性,并且造價成本也處于一個可接受的狀態(tài)之下,性能可以有效地滿足相關技術需求。
而靜止勵磁的控制方式,則通過對勵磁機進行改造,去除慣性環(huán)節(jié),從而達到提高穩(wěn)定性和運行效果的目的??茖W的整改方案,可以更好地結合電力系統(tǒng)的運行規(guī)律來實現(xiàn)控制,讓電氣工作效率得到更好的保障。變速勵磁控制的方式,主要通過變頻設備,對于發(fā)電中機組運行速度進行相應的調節(jié)和控制,提高電力功效,讓機組的變化速率處于一個自動控制的狀態(tài)下,結合勵磁設備的控制,讓整個功率的輸出更加穩(wěn)定、高效,并最大限度地降低系統(tǒng)的功耗,其被廣泛應用于風力發(fā)電和水力發(fā)電的過程中。在發(fā)電廠發(fā)電設備中,其發(fā)電設備的用電量是客觀存在的,并且在整個設備的耗電量中占據(jù)著一個較高的比例。為了實現(xiàn)對這類能源消耗問題的有效控制,變頻器的出現(xiàn)和應用已經(jīng)被廣泛的認可和利用。變頻器通過控制,可以對發(fā)電機機組的工作頻率進行自動調節(jié),從而實現(xiàn)對能源消耗的節(jié)約。在電力電子技術不斷發(fā)展的形勢下,各類變頻技術逐漸得到了更加深入的發(fā)展,并為提高發(fā)電系統(tǒng)的工作效率,減少能耗提供了巨大的幫助。
1.2 輸電環(huán)節(jié)的應用
在現(xiàn)代科學技術不斷發(fā)展的趨勢下,電力電子技術的發(fā)展與應用,使得越來越多的電子器件得到了生產(chǎn)和運用,為電力系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了更多的平臺和支持。在輸電系統(tǒng)中,電力電子器件的運用,有效地對于電網(wǎng)穩(wěn)定性進行了保障,提高了電網(wǎng)運行的可靠性,讓電網(wǎng)運行發(fā)展更加安全、可靠。在當前電力系統(tǒng)的輸電環(huán)節(jié)中,直流與輕型直流輸電是較為常見的兩種方式。這種輸電方式可以有效地提高輸電的容量,并且可以靈活地進行調節(jié)與控制,輸電過程較為穩(wěn)定,并且實現(xiàn)了對長距離電力傳輸帶支持和供應。針對不同的電力輸送需求,可以采取不同的輸電方式,讓直流輸電技術的優(yōu)勢得到最大限度的發(fā)揮。隨著技術的進步,柔性交流輸電技術也逐漸受到了關注和應用。柔性交流輸電技術融合了微電子、微處理、電力電子技術、控制技術以及通信技術等多方面的技術,實現(xiàn)了對交流輸電的靈活控制,讓交流電網(wǎng)的穩(wěn)定性得到了很好的保障,并有效地降低了輸電成本。柔性交流輸電技術通過為電網(wǎng)提供無功功率和感應,從而達到提高輸電效率和質量的目的。
1.3 配電環(huán)節(jié)的應用
在配電環(huán)節(jié)中,有效地控制是確保電能質量的關鍵。電能質量的控制需要在配電過程中對于頻率、諧波、電壓等要求得有效的滿足,并且對干擾和瞬態(tài)波動問題的干擾進行避免?,F(xiàn)階段,電力電子技術應用的過程中,基于DFACTS的電能質量調節(jié)裝置的應用,可以有效地對電能質量進行保證。隨著柔性交流輸電系統(tǒng)的發(fā)展和成熟,配電質量的控制方式得到了豐富和進一步的發(fā)展。DFACTS技術可以被視為縮小版的FACTS設備技術,二者工作原理、性能、結構、功能都存在一定的相似性。隨著電力電子器件不斷發(fā)展,市場上電氣設備出現(xiàn)求過于供的現(xiàn)象,DFACTS設備市場前景廣闊,市場需求量。DFACTS設備市場介入相對容易。而且該設備的成本投入比較少,技術開發(fā)比較簡單。隨著市場不斷發(fā)展,DFACTS設備產(chǎn)品將進入高速發(fā)展狀態(tài)。
2 結語
隨著科學技術水平的不斷提高,各類新技術的出現(xiàn)和應用,電力電子技術的發(fā)展也逐漸步入了新的階段。相關技術人員應該加強對新技術的研究和應用,對新技術的優(yōu)勢進行充分的發(fā)揮,更好地促進電力系統(tǒng)的發(fā)展和完善,提高電力生產(chǎn)效率,為我國電力事業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展作出更大的貢獻。
參考文獻:
[1] 張娜.電力電子技術的發(fā)展及應用探究[J].電子技術與軟件工程,2015(03).
[2] 于闖.淺析電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用[J].科技經(jīng)濟市場,2015(07).
[3] 張文亮,湯廣福,查鯤鵬,賀之淵.先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用[J].中國電機工程學報,2010(04).
關于電力電子方面的論文篇2
試論現(xiàn)代電力電子及其應用
摘要:電力電子技術是電氣工程的三大領域-電力,電子和控制交叉形成的邊緣學科。從1956年貝爾實驗室發(fā)明第一個晶閘管(scR)開始,真正步入了電力電子技術時代。電力電子技術本身不僅是一項高新技術.而且還是其它多項高新技術發(fā)展的基礎。其應用從航空航天到家用電器的一切經(jīng)濟和生活領域,是國家工業(yè)發(fā)展必不可少的專業(yè)技術,它將給現(xiàn)代生產(chǎn)和現(xiàn)代生活帶來深遠的影響。
關鍵詞:電力電子技術應用領域發(fā)展趨勢
一、電力電子技術研究的問題
電力電子技術是一項利用功率半導體器件,應用現(xiàn)代控制理論,微處理器或計算機控制技術,實現(xiàn)對電能進行控制和變換的技術。這種技術是以盡可能高的效率將一種形式的電壓、電流、頻、相數(shù)的電能變換成另一種形式的電壓、電流、頻率、相數(shù)的電能。它盡可能使用無損耗的磁元件、電容元件和開關工作狀態(tài)的功率半導體器件,少用或不用損耗性的電阻和線性工作狀態(tài)的功率半導體,構成開關型高效率的功率處理系統(tǒng)。因此,電力電子技術也是一項高效節(jié)能的技術。
它與微電子技術中的信號處理系統(tǒng)不同,后者是對輸入信息進行處理,完成某種功能。例如,擬放大、數(shù)字編碼、數(shù)/模轉換或模/數(shù)轉換等。為完成這些處理,信號處理系統(tǒng)只需要很少的電功率,系統(tǒng)的效率不是主要的。而電力電子技術的功率處理系統(tǒng),變換效率是最重要的指標之一,它是強電與弱電的結合點。
在電力電子技術的功率處理系統(tǒng)中,磁性元件(電感或變壓器等)的重量和尺寸占主要部份。而提高功率半導體器件的開關頻率,可使磁隆元件小型輕量化。因此,高頻化是電力電子技術的主要發(fā)展方向之一。有兩種電路方案可供選擇:非諧振式和諧振式(包括準諧振式)。前者技術成熟,但開關損耗隨頻率提高而增加,頻率提高有限。這是一個尚在探討解決中的開關吸收問題。后者則處于發(fā)展研究中,原理上沒有開關損耗,但目前技術還不成熟,只是在某些中小功率系統(tǒng)中得到初步應用。
此外,開關型高效率的電力電子系統(tǒng)是一個非線性的離散時變系統(tǒng),它的建模、仿真、分析和檢測等比較復雜.難度較大?,F(xiàn)在還是一個研究熱點。仿真軟件PsPlcE技術還不成熟,使用時有很大局限性。
二、現(xiàn)代電力電子的應用領域
1.計算機高效率綠色電源
高速發(fā)展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術的迅速發(fā)展。八十年代,計算機全面采用了開關電源,率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進人了電子、電器設備領域。計算機技術的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環(huán)境無害的個人電腦和相關產(chǎn)品,綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據(jù)美國環(huán)境保護署l992年6月17日“能源之星”計劃規(guī)定,桌上型個人電腦或相關的外圍設備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.通信用高頻開關電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內,實現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
3.直流
直流(DC/DC)變換器DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應的性能,并同時收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效地抑制電網(wǎng)側諧波電流噪聲的作用。通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術,開關頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構,目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
4.不間斷電源(UPS)不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。
交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉換開關來實現(xiàn)。
5.高頻開關電源的發(fā)展趨勢。
在電力電子技術的應用及各種電源系統(tǒng)中,開關電源技術均處于核心地位。對于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關電源技術,其體積和重量都會大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中,更是離不開開關電源技術,通過開關電源改變用電頻率,從而達到近于理想的負載匹配和驅動控制。高頻開關電源技術,更是各種大功率開關電源(逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術。
6.高頻化理論分析和實踐經(jīng)驗表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。
所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設備的體積重量大體下降至工頻設計的5~l0%。無論是逆變式整流焊機,還是通訊電源用的開關式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進行改造,成為“開關變換類電源”,其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設備固態(tài)化,帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟效益,更可體現(xiàn)技術含量的價值。