電力電子技術應用范文

導語：如何才能寫好一篇電力電子技術應用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：發展趨勢技術創新器件開發應用推廣

1概述

自本世紀五十年代未第一只晶閘管問世以來，電力電子技術開始登上現代電氣傳動技術舞臺，以此為基礎開發的可控硅整流裝置，是電氣傳動領域的一次革命，使電能的變換和控制從旋轉變流機組和靜止離子變流器進入由電力電子器件構成的變流器時代，這標志著電力電子的誕生。進入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品，普通晶閘管不能自關斷的半控型器件，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展，是電力電子技術的又一次飛躍，先后研制出GTR.GTO，功率MOSFET等自關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、響應快、低損耗方向發展。而進入90年代電力電子器件正朝著復臺化、標準模塊化、智能化、功率集成的方向發展，以此為基礎形成一條以電力電子技術理論研究，器件開發研制，應用滲透性，在國際上電力電子技術是競爭最激烈的高新技術領域。論文百事通

2電力電子器發展回顧

整流管是電力電子器件中結構最簡單，應用最廣泛的一種器件。目前已形成普通型，快恢復型和肖特基型三大系列產品，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用普通晶閘管開始，其結構的改進和工藝的改革為新器件開發研制奠定了基礎，在以后的十年間開發研制出雙向，逆變、逆導、非對稱晶閘管，至今晶閘管系列產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的可關斷的GTO至今，目前以達到9kV/0.25kA/0.8kHz的可關斷的GTO至今，目前以達到9kV/2.5kA/0.8kHZ及6kV/6kA/1kHZ的水平，在當前各種自關斷器件中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動中有明顯的優勢，因此它在中壓、大客量領域中占有一席之地。70年代研制出GTR系列產品，其額定值已達1.8kV/0.8kA/2kHZ，0.6kV/0.003kA/100kHZ，它具有組成的電路靈活成熟，開關損耗小、開關時間短等特點，在中等容量、中等頻率的電路中應用廣泛，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、驅動功率小，開關損耗低及工作頻率高等特點，其有著廣闊的發展前景。而IGCT是最近發展起來的新型器件，它是在GTO基礎上發展起來的器件，稱為集成門極換流晶閘管，也有人稱之為發射極關斷晶閘管，它的瞬時開關頻率可達20kHZ，關斷時間為1μs，dildt4kA/ms，du/dt10-20kV/ms，交流阻斷電壓6kV，直流阻斷電壓3.9kV，開關時間<2ks，導通壓降3600A時，2.8V，開關頻率>1000Hz。

3電力電子器件發展趨勢

進入90年代電力電子器件的研究和開發，已進入高頻化，標準模塊化，集成化和智能時代。從理論分析和實驗證明電氣產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，當我們將50Hz的標準二頻大幅的提高之后，使用這樣工頻的電氣設備的體積與重量就能大大縮小，使電氣設備制造節約材料，運行時節電就更加明顯，設備的系統性能亦大為改善，尤其是對航天工業其意義十分深遠的。故電力電子器件的高頻化是今后電力電子技術創新的主導方向，而硬件結構的標準模塊是器件發展的必然趨勢，目前先進的模塊，已經包括開關元件和與其反向并聯的續流二極管在內及驅動保護電路多個單元，并都以標準化和生產出系列產品，并且可以在一致性與可靠性上達到極高的水平。目前世界上許多大公司已開發出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品推出。日本新電元公司的IPM智能化功率模塊的主要特點是：新晨

3.1它內部集成了功率芯片，檢測電路及驅動電路，使主電路的結構為最簡。

3.2其功率芯片采用的是開關速度高，驅動電流小的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。

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關鍵詞：電力電子技術；燃油汽車

現代社會中，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。伴隨汽車工業與電子信息產業加速融合，汽車開始向電子化、多媒體化和智能化方向發展，由以機械產品為主向高級機電一體化產品方向演變，電子裝置占汽車整車（特別是轎車）價值量的比重逐步提高。

為了滿足人們對汽車的動力性、操作穩定性、安全性、舒適性、燃油經濟性、對環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用于汽車，使現代汽車成了一個廣泛的電氣系統，包含大量的電氣設備。在汽車電氣系統中，電力電子技術正起著越來越重要的作用。

一、汽車的電源系統

今天的汽車具有200多個電氣設備，其平均功率在800W以上。最初汽車上電能是由與汽車發動機同軸（或其它傳動結構帶動）的發電機產生的，并供給14V（標稱12V）標準蓄電池（組）和用電器。當發電機停止工作時，蓄電池可滿足汽車啟動和短期的用電要求。

隨著汽車電氣系統的不斷增加，一輛中檔汽車的供電系統需要負擔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備的配備使用和開發。所以現在的汽車采用了新的電源系統，這種系統有兩種類型，一種是單一電壓的42V系統，另一種是雙電壓的14/42V系統。兩種電源系統的目的雖然一致，但出于實現難易程度不同，又各有自己的特點，前者為最終型，后者為過渡型。功率器件在改善系統效率和性能等方面起著關鍵作用，電力電子技術也被廣泛應用到各個電氣設備中，以提高功率，節約電能。

二、電力電子技術給汽車提供的功能

1.高亮度放電燈

高亮度放電燈（HID）已經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的鹵素燈具有更高的發光效率、更高的可靠性、更長的壽命和更大的外觀設計靈活性，并且具有功率大、紋波小、觸發起動快、工作穩定可靠及抗干擾能力強等優點。HID燈的發光效率是鹵燈的3倍，而壽命大約為2000h。HID運行時需要采用電力電子鎮流器。初始時，需12k-30k的高壓點燃電極之間的弧，而后需要大約85V的電壓來維護電弧。

2.電動機的轉速控制

電動機在汽車上的應用很多，比如向乘客艙供氣的風機、對水箱（或冷凝器）進行強制風冷電動風扇等，它們常需要實現變速控制。例如向乘客艙供氣的電動機，一般是具有鼠籠風扇的永磁直流電動機，其速度通常是通過改變與電動機繞組串聯的電阻來進行控制的，這種方法導致了很大的功耗。目前，已研究出的大功率器件脈寬調制（PWM）技術在直流電動機調速上得到了廣泛的應用。利用這些器件具有自關斷能力，并有體積小、重量輕、開關速度快、損耗小、效率高等優點，使調速系統能實現高頻化、模塊化，且動、靜特性指標大大提高。

3.防抱死制動系統（ABS）

汽車防抱死制動系統簡稱ABS，是指在制動過程中，可自動調節制動力大小，防止車輪抱死，以獲得最佳制動性能包括最佳方向穩定性、正常轉向能力和最小制動距離的裝置。它是汽車制動系統的組成部分。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發展于20世紀初，目前ABS技術和工藝都非常成熟，己廣泛應用于轎車和重型汽車中。目前ABS的發展方向為：（1）ABS和驅動控制裝置的一體化；（2）ABS與電子全控式（或半控式）懸掛、電子控制四輪轉向、電子控制液壓轉向、電子控制自動變速器等行駛系統和動力傳動系統的組合裝置；（3）ABS和自動制動器的一體化。

4.超聲電動機

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

超聲電動機可以作為汽車窗戶提升、座位定位和駕駛員頭部保護裝置的執行器。超聲電動機要求電力電子電路進行驅動，因而電力電子電路的好壞會極大影響到超聲電動機的性能。

5.發動機機電氣門

現在電磁執行機構在汽車系統中具有越來越多的應用，這些執行機構較之其它類型的（例如液壓的、風力）執行機構具有很多優勢，更易利用微處理器進行更為精確的控制。應用電磁執行機構的發動機氣門代替凸輪軸和凸輪氣門，可以通過控制發動機進氣門和排氣門的開關來在一個由多種變量如速度、負載、高度和溫度確定的大范圍內，實現優化發動機性能和提高燃料經濟性的目的。

6.電子燃油噴射系統

和傳統的化油器系統相比，電子燃油噴射系統可以對燃油噴射進行更加精確的控制，因而提高了汽車的效率和燃油經濟性，提高功率性能，增強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已在汽車上被廣泛使用。

7.電氣空調

在常規汽車中，通常由發動機驅動空調的壓縮機，因此壓縮機的速度在一個很大的范圍種變化，并且壓縮機的容量必須大于標準，從而在發動機轉時也能提供足夠的制冷。此外，軸封和橡皮軟管會導致制冷劑（CFC）泄漏，造成環境污染。

而在電氣空調中，一般是由三相MOSFET橋驅動的直流無刷電動機來驅動壓縮機。電氣空調的壓縮機速度和發動機速度無關。因此，壓縮機可以采用標準的，并且沒有過冷的問題發生。同時，軸封和軟管可以利用密封系統代替，避免制冷劑泄漏。另一個優點是電氣空調由于不需發動機驅動，所以安裝位置非常靈活。

三、小結

電力電子技術已是汽車的核心控制技術之一，電力電子器件的性能關系到汽車的可靠性，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應用提供可能。可以肯定地說，電力電子技術在未來汽車技術的發展中必將繼續起著重要的作用。

參考文獻：

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關鍵詞:電力電子技術；風力發電；應用

中圖分類號：B819文獻標識碼： A

一、前言

隨著全球范圍內的能源短缺問題日益嚴重，風力發電越來越受到重視，本文就電力電子技術在風力發電中的應用進行了探討。

二、風力發電機系統

當定速風力發電機系統的缺點被描述出來后,開始傾向于使用變速恒頻風力發電機系統,它的優點在于:

1.變速運行放寬對槳距調節響應速度的要求,降低槳距調節系統的復雜性。變速恒頻風力發電機系統可以和當時風速相協調控制,即:低風速時槳距角固定,高風速時調節槳距角限制最大輸出功率。

2.變速恒頻風力發電機可以減小低風速下的空氣動力干擾,使噪聲降低。

3.變速恒頻風力發電機以最佳的葉尖速比、最大的功率點運行,提高了風力機的運行效率。

4.變速恒頻風力發電機系統可以減少轉矩脈動,從而減少了輸出功率的波動。

5.變速恒頻風力發電機可以減少葉片和驅動軸上機械應力。

目前,擁有雙饋感應電機的變速恒頻變槳距調節系統(DFIG)非常流行,在風力發電機系統中將占有重要的地位。它與定速風力發電機系統相比,節省了靜止無功補償器,可以獲取更多的電能和提高電網電能質量。由多個電力電子變換器和一個多極同步電機的變速變槳距調節系統在目前也很普遍,由于其能夠忽略變速箱,因此,它的結構很有吸引力。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電機系統,但是其使用范圍不廣

三、常見風力發電機系統

1.橫速恒頻風力發電系統

恒速恒頻發電系統通常采用普通異步發電機,在國外,普通異步發電機一般被稱為丹麥概念風電阻,正常運用在超同步狀態。而在風速變化時,這種發電機的轉速基本不發生改變,所以才被稱之為恒速恒頻風電機組,在具體的使用過程中,采用電力電子變換裝置器的機會很少。主要特點為:恒速恒頻風電機組系統結構較為簡單,特別適合在那些缺少維護的環境中工作,如野外；由于恒速恒頻風電機組的轉速是不變的,所以無法進行跟蹤及控制最大功率點跟蹤,造成發電效率不高；由于恒速恒頻風電機組的轉速是不變的,所以等風速在短時間內迅速提高時,強大的風能將通過槳葉傳遞給發電機、主軸、齒輪箱等部件,進而產生較大的機械應力,容易使這些部件疲勞,甚至損壞,所以恒速恒頻風電機組的發電機、主軸、齒輪箱等部件一般比較堅固；恒速恒頻風電機組在正常工作時,不能對電壓進行控制,也不能提供電壓支撐能力,所以在電網發生故障時,不利于保持系統的穩定和系統電壓的恢復；隨著風速的不斷變化和波動,恒速恒頻風電機組發出的電能也跟著波動,而且相當敏感。

2.變速恒頻風力發電系統

變速恒頻風力發電系統是當前風力發電發展的重要趨勢,主要是指通過變槳距控制風輪,這樣即使在極大的轉速范圍內,也難實現整個系統的最佳運行效率。變速恒頻風力發電組的主要特點有:變速恒頻多電風電機組的結構相對于恒速恒頻來說比較復雜,采用的是電力電子變頻器；由于轉速是變化的,所以能夠實現對最大功率的跟蹤,使得只要達到可發電風速時,就能實現最佳的功率輸出,極大提高了風力發電效率；風輪機可以跟著風速的變化而自行改變轉速,從而大大減小了力矩的脈沖幅度,對風力機的機械應力減??；針對風能的不斷變化,風輪機可以進行加速、減速進行緩沖,減小輸出功率的波動；通過采取SVPWM等控制策略,對風電機組無功輸出和有功輸出進行解藕控制,進而實現對無功輸出和有功輸出的單獨控制,具備控制電壓的能力。

四、電力電子技術在風力發電中的優勢

風力發電之所以獲得快速發展,除了能源需求增加,環保壓力加大外,還因為風力發電本身具有獨特的優點。

1.除水力發電之外,風力發電是當今世界上可再生能源開發利用中技術最成熟、最具規模開發和商業化發展前景的發電技術。

2.全球風能資源豐富。全球風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能資源,根據初步估算,中國陸地風能可開發量約253GW,海上風能資源更大,估計可開發量在750GW左右,兩者總計約1000GW。

3.風能是可再生能源。常規化石能源終將耗盡,而風能取之不盡,用之不竭。

4.清潔無污染。據歐洲風能協會估計,到2020年風力發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。風電場安裝施工周期很短。單臺風電機組的安裝時間不超過三個月,風電場建設期不到一年,而且安裝一臺可投產一臺、

6.實際占地少,對土地要求低。風電場內設備建筑占地僅約占風電場l%,其余場地仍可供農、牧、漁使用。

在風力發電發展的初期,風力發電機組經歷了從定槳距到變槳距再到變速變槳距的發展過程。目前大都采用變速變槳距風力發電機組。在初期,電機都是采用普通異步發電機發電。普通異步發電機無法控制,并網的風力發電機組對電網來說相當于隨機的擾動源(由于風速的隨機變化),所以無論對電網的電能質量還是對電網運行的穩定性都有一定的消極影響。

五、電力電子技術在風力發電應用中的展望

1.采用永磁多極同步發電機的風電機組發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。所有的電力都要通過變頻器送入電網。這種系統在并網時沒有電流沖擊, 可以調節發電機的無功功率, 但是需要的變頻器容量和風力發電系統的容量相同,設備成本較高, 并且有高頻電流諧波注入電網。與固定速度風力發電機相比, 變速恒頻風電機組節省了靜止無功補償器, 可以更多的捕獲風能和提高風電機組發出電力的電能質量, 雖然增加了投資, 但是有利于整個風電場和系統的穩定運行。

2.變速恒頻風電機組優點的實現, 取決于變速恒頻風電機組控制系統的設計。在變速恒頻風力發電系統中, 主要的變頻器控制環節部分的組成及作用如下:

發電機側變流器, 自關斷器件(GTO、IGBT等)構成AC/DC變流器, 采用一定的控制方法將發電機發出的交流電轉換為直流電。

直流環節, 一般直流環節的電壓控制為恒定。

電網側變流器, 由自關斷器件構成的DC/AC變流器, 采用某種控制方法使直流電轉變為三相正弦交流電(50Hz), 并能有效補償電網功率因數。

上述變頻器為交- 直- 交變頻器, 也有采用交-交變頻器的。永磁多極同步發電機的全部功率通過變頻器進行轉換, 而雙饋異步發電機只有部分功率(轉差功率)通過變頻器進行轉換。

3.雙饋風力發電機組的控制

當發電機的轉速n小于定子旋轉磁場的轉速n1時, 發電機處于亞同步狀態, 此時變頻器向發電機轉子提供交流勵磁, 發電機由定子發出電能給電網;當發電機的轉速n大于定子旋轉磁場的轉速n1時, 此時發電機處于超同步狀態, 由定子和轉子發出電能給電網, 變頻器的能量流向逆向。當n=n1時, 處于同步狀態, 此時發電機作為同步電機運行, f2=0, 變頻器向轉子提供直流勵磁。雙饋電機的變速恒頻方案是在轉子電路實現的, 流過轉子電路的功率是由交流勵磁發電機的轉速運行范圍所決定的轉差功率, 該轉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電機的控制方案除了可實現變速恒頻控制, 還可以實現有功、無功功率的單獨解耦控制, 對電網而言可起到補償無功控制電壓的作用。

六、結束語

加強對電力電子技術的研究，可以更好的使其應用在風力發電中，所以對該部分研究必須加強重視，研究該部分內容非常具有現實意義。

參考文獻：

[1] 楊慧穎.風力發電中電力電子技術的應用[J].中華民居.2013（3）:166-168.

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摘 要：文中概述性地介紹電力電子技術在電力系統中的各類應用，重點在發電環節中、輸電環節中、在配電環節中的應用和節能環節的運用。

關鍵詞：直流輸電；電力電子；發電機

一、前言

電力電子技術是一個以功率半導體器件、電路技術、計算機技術、現代控制技術為支撐的技術平臺。經過 5 0 年的發展歷程，它在傳統產業設備發行、電能質量控制、新能源開發和民用產品等方面得到了越來越廣泛的應用。最成功地應用于電力系統的大功率電力電子技術是直流輸電（HVDC）。自 20 世紀 80 年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術在電力系統中的應用研究得到了極大的關注，多種設備相繼出現。本文介紹了電力電子技術在發電環節中、輸電環節中、在配電環節中的應用和節能環節的運用。

二、電力電子技術的應用

自 2 0 世紀 8 0 年代，柔流輸電（F A C T S ）概念被提出后，電力電子技術在電力系統中的應用研究得到了極大的關注，多種設備相繼出現。已有不少文獻介紹和總結了相關設備的基本原理和應用現狀。以下按照電力系統的發電、輸電和配電以及節電環節，列舉電力電子技術的應用研究和現狀。

（ 一 ）在發電環境中的應用

電力系統的發電環節涉及發電機組的多種設備，電力電子技術的應用以改善這些設備的運行特性為主要目的。

1 大型發電機的靜止勵磁控制靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式，具有結構簡單、可靠性高及造價低等優點，被世界各大電力系統廣泛采用。由于省去了勵磁機這個中間慣性環節，因而具有其特有的快速性調節，給先進的控制規律提供了充分發揮作用并產生良好控制效果的有利條件。

2 水力、風力發電機的變速恒頻勵磁水力發電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當水頭的變化幅度較大時（尤其是抽水蓄能機組），機組的最佳轉速便隨之發生變化。風力發電的有效功率與風速的三次方成正比，風車捕捉最大風能的轉速隨風速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機組變速運行，通過調整轉子勵磁電流的頻率，使其與轉子轉速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項應用的技術核心是變頻電源。

3 發電廠風機水泵的變頻調速

發電廠的廠用電率平均為 8 % ，風機水泵耗電量約占火電設備總耗電量的 6 5 % ，且運行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實施風機水泵的變頻調速，可以達到節能的目的。低壓變頻器技術已非常成熟，國內外有眾多的生產廠家，并不完整的系列產品，但具備高壓大容量變頻器設計和生產能力的企業不多，國內有不少院校和企業正抓緊聯合開發。

（ 二 ） 在輸電環境中的應用

電力電子器件應用于高壓輸電系統被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網的穩定運行特性。

1 直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDC Light）技術直流輸電具有輸電容量大、穩定性好、控制調節靈活等優點，對于遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統的聯網，高壓直流輸電擁有獨特的優勢。1 9 7 0 年世界上第一項晶閘管換流器，標志著電力電子技術正式應用于直流輸電。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

FACTS 技術的概念問世于 20 世紀 80年代后期，是一項基于電力電子技術與現代控制技術對交流輸電系統的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調節的輸電技術，可實現對交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統的穩定水平。20 世紀90 年代以來，國外在研究開發的基礎上開始將FACTS 技術用于實際電力系統工程。其輸出無功的大小，設備結構簡單，控制方便，成本較低，所以較早得到應用。

（ 三 ）在配電環節中的應用

配電系統迫切需要解決的問題是如何加強供電可靠性和提高電能質量。電能質量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還要抑制各種瞬態的波動和干擾。電力電子技術和現代控制技術在配電系統中的應用，即用戶電力（Custom Power）技術或稱DFACTS 技術，是在FACTS 各項成熟技術的基礎上發展起來的電能質量控制新技術?？梢詫FACTS 設備理解為FACTS設備的縮小版，其原理、結構均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場介入相θ菀祝開發投入和生產成本相對較低，隨著電力電子器件價格的不斷降低，可以預期DFACTS 設備產品將進入快速發展期。

（ 四 ）在節能環節的運用

1 變負荷電動機調速運行電動機本身挖掘節電潛力只是節電的一個方面，通過變負荷電動機的調速技術節電又是另一個方面，只有將二者結合起來，電動機節電方較完善。目前，交流調速在冶金、礦山等部門及社會生活中得到了廣泛的應用。首先是風機、泵類等變負荷機械中采用調速控制代替擋風板或節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速，我國正在推廣應用中。

變頻調速的優點是調速范圍廣，精度高，效率高，能實現連續無級調速。在調速過程中轉差損耗小，定子、轉子的銅耗也不大，節電率一般可達30% 左右。其缺點主要為：成本高，產生高次諧波污染電網。

2 減少無功損耗，提高功率因數在電氣設備中，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，是保證電能質量不可缺少的部分。在電力系統中應保持無功平衡，否則，將會使系統電壓降低，設備破壞，功率因數下降，嚴懲時會引起電壓崩潰，系統解裂，造成大面積停電事故。所以，當電力網或電氣設備無功容量不足時，應增裝無功補償設備，提高設備功率因數。

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隨著我國經濟水平的不斷提高，各行各業都得以實現長足的發展。而在電力電子技術方面，也因為科技的進步而提高了技術水平，尤其是在電力系統中的應用發展越來越廣泛。比如說電機的變頻調速、工業的供電電源、配電和綠色照明等方面都憑借電力電子技術的應用而有了一個質的飛躍。在近幾年的發展中，電力電子技術的應用系統又有了新階段的發展，基于此，本文將深入分析電力電子技術應用系統的發展方向，以便于能讓這項技術得到更多的應用。

【關鍵詞】電力電子技術 應用系統 發展熱點

就當前的形勢分析，電力電子技術已經成為了我國國民經濟中的重要基礎性技術之一，它的發展也能夠帶動電力系統的質量提高。在最近幾年中，隨著我國經濟的迅猛發展，為眾多行業的開拓提供了充足的物質保障，尤其是電子電力技術的應用上也呈現出了快速發展的大好勢頭。面對目前全球的能源危機和環境污染問題，電力電子技術也憑借著自身的特點，在電氣工程的領域中發揮了巨大的作用。

1 電力電子技術的發展歷史

電力電子技術的前身是半導體技術，經過了半個多世紀的發展和進步，電力電子技術在半導體技術中逐漸發展和分離，越來越廣泛地應用在了人類社會的日常生活中，為連接強弱電建起了一座穩定的橋梁。綜合說來，電力電子技術的發展總共經歷了3個階段。

第一階段：20世紀50年代，可控硅整流裝置，應用于電力系統中大功率電子技術；

第二階段：20世紀80年代，柔流輸電技術

第三階段：當前時間段，實現了用電設備的高效節能、設備的智能化、小型化和輕量化

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

2 電力電子技術的應用對電力系統的重要意義

電力電子技術的發展離不開計算機技術和自動化控制技術水平的提高，電力電子技術的應用能夠最大化提高電力系統的用電效率，增強了電力系統的自我控制能力，同時也提高了整個電力系統的服務質量。電力電子技術在電力系統中的應用有很大的意義，主要體現在了：提高了電力系統的自動化智能程度，特別是電力電子技術中的模糊控制和智能化控制對電力系統起到一個推動性作用；二是提高了經濟效益和社會效益，電力電子技術的廣泛運用，能夠提高設備的能源轉化效率，降低了成本的開支，縮短了運行周期，為整個電力系統贏得了良好的社會效益；最后一點就是完善了產業結構和管理的形式，電力電子技術的提高，也讓電力產業成為了新型的企業，有助于提高產業整體的完整性。

3 電力電子技術在電力系統中的具體應用

3.1 電氣節能

電氣的節能主要包括了變頻調速、電能質量、有源濾波等內容，在這其中，變頻調速是主要的工作內容。早在2006年，國家就啟動了電氣節能這項工程，工程中也包含了電機系統的節能。在這樣的政策扶植之下，國家每年都會資助約為100多個節能項目，并且取得了巨大的成效。這個項目一個最典型的例子就是電機系統的“十一五”節能規劃，總體節電為200億千瓦時，龐大的數據表明了節能量取得了良好的效果。

3.2 新能源發電

全球的人口基數大，并且呈現著增多的趨勢，加上工業水平的發展，對于能源的需求量不斷增大，這個給全球的能源環境帶來巨大的挑戰。石油和煤炭的儲量在不斷減少買環境污染問題嚴重，生態平衡遭到了嚴重的破壞，如果不馬上解決這些問題，能源的資源總會有枯竭的一天。在這樣的環境下，新能源的開發和應用受到了全世界的廣泛關注。利用新能源來發電主要包含了太陽能、風能、生物質能等清潔能源發電，世界上的發達國家，如美國、歐盟、日本等都相繼采取了“綠色能源”的計劃，一時間，新能源的發電技術已成為電力電子技術中的主要應用領域。

新能源發電在電力電子技術中的應用主要體現在一次能源供給的隨機性大，由于太陽能、風能都會受自然環境的影響，并且對輸入的電能波動小。

3.3 電力牽引

電力牽引目前已經成為世界各國的交通發展的新特點，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展電力牽引技術。

電力牽引的主要特點是：蓄電池供電、四象限運行、恒力矩控制以及高溫和強振動的工作環境。也正是由于這些特點，導致了對于電力電子設備的高要求，根據我國的事情來看，仍然以進口的牽引設備為主，而國產產品適應能力差、動態性能不夠，未來國產產品的發展還有很長的路要走。

電力牽引在電力電子技術中的應用的發展方向為：提高電力電子的變換器裝置效率和功率密度，發展集成技術和冷卻技術；實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研究的課題；最重要的還要保證電力牽引的可靠性運行，采用綜合管理的手段。

3.4 智能電網

智能電網是我國新提出的一個概念，一般定義為電力電子技術、新能源發電技術、傳感技術等的電網控制技術。智能電網中的電力電子技術最大的特點就是容量大、電壓高、組合結構、分布廣等內容。目前智能電網的發展正處于初級階段，還存在著一定的問題，比如功率半導體的器件能力需要提高，需要向更大容量來直接變換，并保證電力質量的可靠性。

4 結論

電力電子技術的應用，在目前的電力系統中獲得了廣泛的應用，并取得了非常顯著的進展，為電力企業獲得了大量的經濟效益。在未來的經濟發展中，電力電子技術必須要發展成為現如今高新技術系統中一個必不可少的關鍵環節。當然，一項技術的發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的技術創新，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的發展中抓住機遇，應對挑戰，就一定能讓電力系統取得更健康的發展。

參考文獻

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[2]趙爭鳴.電力電子技術應用系統的一些新發展[J].電力電子，2010（01）：6-10.

[3]柳建峰.我國電力電子技術應用系統發展現狀探究[J].數字技術與應用，2013（05）：230-232.

[4]林雄金.電力電子技術發展及其在電力系統中的應用探討[J].通訊世界，2013（01）：124-125.

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關鍵詞 電力電子技術；發展；應用

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

電力電子技術是電力電子領域中一門新興電子技術廣泛應用技術，電力電子技術是使用一些電力電子類器件進行適時電能控制及電能的變換類的技術。電力電子技術變換出的“電力”功率范圍很大，可達到GW級及以上，小到W級及以下，電力電子技術是主要用來電力的變換，近年來電力電子技術在實際生活中得到了廣泛應用，例如新能源發電、智能電網、電力牽引。

1電力電子技術的發展

電力電子學的發展歷程表明，電力電子方面某種新器件的問世，會對整個電力電子技術領域產生重要影響。1946年晶體管誕生之后，逐步形成了固體電子學，電力電子學受此影響逐步發展建立起來。電力電子技術相關裝置和器件的發展是相輔相成、互相促進的。裝置依賴于器件，新的器件出現能開拓許多新的應用領域，做出新的裝置；應用中出現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上的復雜和體積龐大、成本昂貴等問題，而當自關斷型器件出現后，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仍在不斷出現，它們的應用領域也日益廣泛。

2電力電子技術的重要作用

電力電子技術在國民經濟和科學技術的發展中正在并將要發揮越來越重要的作用。

2.1提高和改善電能質量

在現代文明社會中電力是主要的動力源。由電廠發出送上電網的交流電(稱為市電)一般電壓和頻率穩定波形為正弦，但用戶使用的設備常使電網無功損耗增加；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，大量非線性故障負載的使用，使電網中出現各次有害的諧波波形，使電網發生嚴重畸變，已成為電網的一種公害，而采用由電力電子器件構成的各種控制器和補償器則可有效地提高和改善電能質量。近年致力研究的柔流輸電系統就是為了實現這一目標。至于建造經濟性和技術性均優越的直流輸電，將交流變為直流遠距離輸送再變換為交流市電，更是離不開電力電子技術。

2.2優化電能使用

優化電能的處理裝置，力求電能的使用目標達到合理、高效、節約，實現電能最佳化發展。例如，在節電節能方面，針對電力牽引、風機水泵、軋機冶煉、工業窯爐、輕工造紙、感應加熱、化工電焊等方面的調查，一般情況下節能效果可以達到10％～40％，國家已將許多節能節電的項目推廣試用。例如作為與物質生產息息相關、以功率處理為對象的電力電子技術正成為緩解人類所面臨的能源危機、資源危機和環境危機威脅的重要技術手段之一。

2.3改造傳統產業和發展機電一體化等新興產業

特別是電力電子變頻技術及高頻化技術的進一步發展，使機電設備將傳統的工頻技術突破，轉向高頻化發展。使機電設備體積減小了幾倍甚至幾十倍，趨向高速化響應速度，并實現無噪音方向發展，從而實現最佳工作效率，提高了全新的用途及功能。

3電力電子技術在現實中的應用

3.1新能源發電

地球上的石油及煤炭儲量不斷在減少，環境污染在加劇，因此生態平衡的發展受到破壞。為了進一步緩解生態平衡的局面，當今的各國對新能源的使用引起重視。目前新能源發電方式不一，例如，風能發電、海水發電、潮汐發電、太陽能發電地熱能發電、核聚變能發電等等。其中，太陽能光伏發電在上海世博會的開展上已得到投入使用，效果良好。此技術是目前我國規模最大、電力電子光伏型發電項目，同時也是世博會歷史上發電技術中太陽能發電的最大規模投入應用。

3.2智能電網

智能電網，即是電網智能化，是建立在高速雙向集成通信的網絡基礎上，經過領先的傳感測量技術、操控方法及領先的系統決策技術的運用，可實現電網的經濟、可靠、高效、安全性的發展方向。從實際層面來看，當今的智能電網雖比以前的更安全高效，但智能化程度并沒有進一步的提高，因此智能電網仍是當前發展的必然趨勢。智能電表是智能電網體系中的核心部分，依附于智能電表，電力行業相關部門可以了解到所有時間用戶使用電能多少的具體情況。方便于電力機構根據居民的用電量來制定差異化的電費定價，協助用戶優化電費開銷及整體電能消耗。當今的智能化電網技術處于快速發展的階段，其中風能發電、太陽能發電是智能化電網發電的重要組成部分。

3.3電力牽引

電力牽引是利用電能驅動動力為基礎的軌道牽引技術。電力牽引電能來源由電力系統、發電廠等來提供，整個流程為：變電所電力系統發電、逐級降壓、直流電變頻為交流電、接觸網等電力電子技術供電于電力機車組。能量轉化過程為：電能（電力機車、動車牽引電動機等設備)轉換成為機械能，驅動電動車組、城市軌道組、交通電動車輛組的正常運行。實現電力牽引主要由電源、牽引變電所、動車組等環節構成的電力系統來完成。

電力牽引需要增加供電系統裝置系統，這是電力牽引的一個缺點，電力電子技術的電力牽引，其一次性的投資費用高于其它的動力牽引的投資費用。除此之外，電動機車的電力整流裝置在供電線路上會產生負電流及不同頻率的諧波，這對電電子電力系統的安全運行方面有一定的影響。諧波的存在及高電壓接觸面網及電力系統的回流網絡信息不對稱，將對最接行的電力系統、線路產生不同諧波的干擾信息，進而有可能導致通信的質量和人身安全方面的影響。因此，電力電子技術在今后發展過程中，應優先考慮運用先進的技術手段來扼殺電力電子牽引技術方面的缺點，使電力電子牽引技術趨向合理化發展。

總之，隨著科技的發展。電力電子技術的現實應用越來越廣泛，電力電子技術的生態平衡及環境上的問題和電力能源危機方面具有獨特的特點，發揮著重要的作用，并且其運用潛力是無限大的。

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【關鍵詞】電力電子；電力系統；發展；作用

電力電子技術是一門新興的應用于電力領域的電子技術。簡單的說，電力電子技術就是通過計算機技術將強電和弱電進行有效的組合。隨著近年來經濟飛速發展，巨大的電力需求與當前電力系統電力缺口的矛盾日益顯現，使得電力電子技術在電力系統中的需求相應增加，伴隨而來的是我國電力電子技術面臨著寶貴的發展機遇。

1 電力電子技術的發展

電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，現代電力電子技術的發展方向，是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學，向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代，并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、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體復合器件，表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。目前，電力電子技術正向著以高頻技術處理問題為主的現代電力電子技術方向發展。在實現高頻技術的基礎上，更增加了節能、環保、自動化、自能化等特點。

2 電力電子技術在電力系統中的應用

2.1電力電子技術在發電環節中的應用。主要體現在發電機組的勵磁控制和變頻調速上。在我國范圍內乃至全球范圍內的各個大型電廠發電機組中，運用的最為普遍的就是靜止勵磁系統，電力電子技術的發展，使電子技術取代了勵磁控制中的勵磁機環節，使靜止勵磁實現了簡單的控制構造和高性能低成本的運作。同時由于電子技術代替了勵磁機的環節，使靜止勵磁能夠對自身進行迅速有效的調節，提高電力系統的運作效率。電子技術也應用于電廠的風機水泵的變頻調速上和太陽能發電控制機組的控制系統中。在電廠的電力生產過程中，由于發動機組等設備對于發電量的損耗相對較大，考慮電力生產中節約能源的要求。在高壓電和低壓電的轉換過程中，使用風機水泵變頻機替代原有的變頻器，改變電能轉換過程中耗能大效率低的問題。而在太陽能發電的控制系統中，電子技術的作用尤為突出，太陽能作為21世紀被廣泛重視的新型能源，發展太陽能發電產業是整個國家乃至全世界的戰略目標。然而由于太陽能發電本身的功率過大，在使用太陽能發電機組發電的時候，需要將生產出來的電能進行轉換，這個時候就需要大功率的電流轉換器。而電子技術能夠很好的解決這一問題。

2.2電力電子技術在配電過程中的作用。要使配電系統能夠配送出高質量的電力資源，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的條件，同時，在配電過程中需要阻止電能的各種不穩定的波動和影響。這個過程中，電力電子技術作為配電環節的質量控制部分，以用戶電力技術和FACTS技術為實現形式，通過在配電線路中增設電力電子裝置，加強對與電壓，電流和功率的可控性，調控電力傳輸。

2.3電力電子技術在電力系統節能方面的作用。電力電子技術在電力系統節能方面的作用主要體現在兩個方面，分別是：變負荷電動機調速運行方面和提高電能使用率方面。電廠生產電能和配送電過程中，常常產生大量的電能浪費。電廠在生產電能的過程中，由于發電能源的變化，發電機組不能夠很好的實現配合，會產生無功功率的浪費現象。通過對變負荷電動機的運轉速度進行調整和控制能夠實現電能的良好生產和配用。這項技術在國外已經比較成熟，但是我國仍然處在研究和探索的階段。但是，變負荷電動機在實際的應用中也存在不可忽視的缺陷，變負荷電動機在控制和調控運轉速度方面適用的發電機組較為廣泛，在實際運行中的工作效率也十分準確。但是變負荷電動機的生產和配置成本較高，而且在工作過程中對電網的影響較大，只適用于中大型電廠。同時，我國電力系統現用的電力設備，在配送電的過程中，對于電能的損耗和生產的成本較高，對于電能的質量影響較大。而電力電子技術能夠通過在配送電系統中增設可控設備，對配送電過程中的電能進行調控，保證電能的質量和穩定。

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關鍵詞：電力電子技術；新能源領域；應用；研究

引言

隨著社會經濟的快速發展，各種能源消耗速度極大，能源短缺已成為社會生產發展過程中亟待解決的問題。近年來，新能源的開發和利用，為解決能源短缺問題提供了一條新的道路，而電力電子技術在新能源的開發利用中扮演著重要的角色。本文通過對電力電子技術的概述、電力電子技術在新能源領域的應用、在電力電子技術運用過程中應注意的問題等方面的著重介紹，讓人們充分認識和了解電子電力技術并加強對其合理有效充分的利用。

1電力電子技術概述

電力電子技術，又稱功率電子技術，學術上稱電力電子學，是指應用于電力領域的電子技術，使用電力電子器件對電能進行變換和控制的電子技術。電力電子技術包括電力電子器件、電力電子設備和系統及其控制三個方面，涉及電力電子器件（上游）、電力電子設備和系統（中游）、電力電子技術在各個行業的應用（下游）三個領域。電力電子技術將各種能源高效率地變換成為高質量的電能，是采用電子信息技術改造傳統產業的有效技術途徑。電力電子技術具有高效、節能、省材的特點，對于我國乃至世界范圍內的經濟發展具有極為重要的作用，是現代科學、工業和國防的重要支撐技術。

2電力電子技術在新能源領域的應用研究

電力電子技術是實現節能環保和提高人民生活質量的重要技術手段，在執行當前國家“發展新能源”和“節能減排”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利用為例，對電力電子技術在新能源領域的應用進行研究。

2.1水力發電

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生的動能可以充當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志的一大批水電站挺立起來了。這一創新，不僅僅降低了對媒體等不可再生能源的消耗，更創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。在水利發電的基礎上，一系列電力電子技術在新能源的開發利用中得到了創新。

2.2風力發電

風是大自然產生的一種自然現象，具有清潔、可再生、儲量大的特點，而風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力發電技術的出現，可以有效的減少二氧化碳的排放量、減緩全球氣候變暖，為我們保護環境、節約能源、減少資金成本帶來了突破性進展。這項技術不但將取之不盡、用之不竭的風能轉換成源源不斷的電能，而且有利于緩解能源危機和供電壓力，隨著風電技術的不斷發展和完善，風力發電組等產品的數量和質量逐漸增多增強，在價格和效用上自然也會更具優勢。在當前形式下，除水電技術外，風力發電技術比其它可再生能源技術更為成熟、成本更低、對環境破壞更小，因此還有改善生態環境的重要作用。

2.3太陽能發電

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維持生命。據統計，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：太陽能光電技術、太陽能光熱技術和太陽能光伏發電技術。這些技術的產生和發展，對于新能源的開發利用起到了巨大的作用。太陽能電池是電力電子技術在新能源領域的應用中的典型案例。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電發熱的原理?？梢哉f，太陽能發電技術，在未來生活中具有更廣泛、更有前途的發展前景。

2.4潮汐能發電

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和利用帶來了契機，通過電力電子變換裝置，發電機將巨大的潮汐能轉換成電能，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（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現的眼睛，并采用先進的各項技術加以不斷創新和完善，就可以在循環利用的基礎上不斷創造出各種新的清潔、高效、可再生、無限利用的能源。

2.5在其他系能源中的應用

上述新能源將會在未來的發展中占到能源結構的絕大部分。電力電子技術的應用不僅局限于以上所述的幾種領域，還可以將其應用到新能源中的很多其他領域，這些領域包括抽水蓄能發電、超導儲能、超級電容儲能、低谷電儲能。

結束語

由上述諸多例子中可以看出，新能源的開發和利用已成為一種優勢更大的發展趨勢，而電力電子技術在這項偉大的工程中發揮著難以想象的重要作用。目前，電力電子技術對我國來說，在大氣污染治理、節能環保、電力系統及國民生活等等中的應用非常廣泛，而從大方面來講，電力電子技術在國民經濟與人民日常生活中正發揮越來越重要的作用。由此我們可見，電力電子技術不僅是國民經濟支柱產業的重要組成部分，也是未來技術的發展趨勢之一。我國政府相關職能部門已經采取了一系列有力措施，將發展電力電子技術作為在相當長的一段時間里的重點發展的關鍵技術。新能源發電系統給電力電子技術提供了新的方向，也為從事可再生發電能源系統的研究提供了新的思路。在國家政策強有力的推動下，電力電子技術正迎來其發展的大好時機。

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關鍵詞：電力工程；電力電子技術；系統應用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.131

0 引言

通過計算機與信息技術的應用，電力系統實現了電力電子技術的控制，該技術由控制系統、半導體器件和計算機技術組合搭建而成，其目的在于通過強電與弱電的有效組合，實現大功率電力系統向直流電的轉化，是為電力系統控制的關鍵所在。因此，如何加強電力電子技術的研究，使其更好的服務于現代電力系統的發展，對于我國電力事業的可持續發展具有深遠的意義。

1 在發電環節中的應用

電力電子技術主要以發電機組的變頻調速與勵磁控制為其在電力系統發電環節的體現，對于我國以及整個世界范圍的情況而言，靜止勵磁系統為各大型電場發電機組中運用最為常見的一種形式，隨著電力電子技術的發展，其逐漸取代了勵磁機環節在勵磁控制中的應用，并以此實現了靜止勵磁控制構造的簡化、運作成本的降低以及工作性能的提高。與此同時，由于現代電子技術的應用，可迅速有效的調節靜止勵磁系統的自身運行情況，從而大大提高了整個電力系統的工作效率。

其次，對于發電機組變速恒頻勵磁而言，電力電子技術也有較為普遍的應用。水利發電系統中，水源頭壓力與單位時間內水力流動量同時影響著發電機組的運轉速度與工作效率， 并且其在風力發電與火力發電中擁有同樣的影響作用，因此，通過電力電子技術的應用，可有效調整發電機組轉動的勵磁電流頻率，使其與機組的轉速保持一致，以此實現發電機組的最大運作功效。

同時，對于太陽能發電機組的控制系統與發電廠的風機水泵的變頻調速中，電力電子技術同樣擁有很好的應用效果。太陽能作為當今時代的一種新型能源，其發電技術的發展與應用過程倍受社會關注，并且電力電子技術在其發電系統中的應用效果尤為突出，是為我國乃至世界能源戰略目標所在。但是，在實際操作過程中，由于太陽能發電本身擁有過大的功率，應用過程中需用大功率的電流轉換器轉換其所生產的電能，不僅操作復雜，更是需要投入大量的既有資源，然而，通過電力電子技術的應用，可以很好的將上述問題解決，從意義上可視為現代電力系統的一種技術性革命。電力系統發電過程中，由于發動機組等自身設備同時需要損耗較大的電量，出于能源節約的考慮，在高、低壓轉換過程中，原有的變頻器逐漸被現代化風機水泵變頻機所代替，以此大大降低了電流轉換過程中的高能耗問題，但是該技術應用目前尚不完善，仍處于不斷摸索過程中。

2 在輸電環節中的應用

對于高壓輸電系統而言，電力電子技術的應用對于電力網絡的運行穩定性得到了大幅的改善。基于直流輸電控制調節靈活、穩定性好及電容量大等特點，因此其在不同頻率的聯網、海底電纜輸電和遠距離輸電應用中具有明顯的優勢。高壓直流輸電過程中的兩個交流電網互聯目標的實現，通常是以有源逆變和可控整流兩種方式進行實施，其不僅可以實現兩區域電網非同步互聯、遠距離輸送及大容量電能的需求，而且還可通過控制實現交流系統動態穩定性的提高、低頻振蕩的抑制與功率緊急援助的目的。柔流輸電系統（FACTS）是綜合利用現代電力電子技術、微電子技術、通訊技術和現代控制技術對電力系統的潮流和參數進行靈活快速調節控制，增加系統可控度與提高輸電容量的交流輸電系統。用于配電系統柔流輸電技術為用戶電力技術CPT，柔流輸電技術是一種用于遠距離輸電的靜態電力電子裝置，核心是FACTS控制器。基于FACTS產品包括靜止無功補償品、靜止調相機、統一潮流控制器、晶閘管可控串聯補償器、靜止快速勵磁器等。高壓直流輸電技術等用IGBT等可關斷電力電子器件組成換流器，應用脈寬調制技術進行無源逆變，解決了用直流輸電向無交流電源的負荷送電的問題。

3 在配電環節中的應用

配電任務的實施，電能質量提高與供電穩定性的加強一直以來都是我們亟待解決的問題，作為配電環節應用電力電子技術最為普遍的系統，應用用戶電力技術（Custom Power，亦稱DFACTS）是為電力電子技術與現代控制技術結合而成，通過交流輸出電系統手段的應用，配電過程中應用用戶電力技術可對供電穩定性、輸出能力及電能質量得到很好的改善效果，除此之外，柔流輸電技術（FACTS）同為配電環節應用較為普遍的一種電力電子技術，與用戶用電技術相比，其可視為該技術的姊妹版或縮小版，原理大致相同，目前，兩種技術已得到了有效的融合。

4 在節能環節中的應用

4.1 變負荷電動機調速運行

目前，變負荷的風機、水泵采用交流調速在國外居多，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速控制代替擋風板或節流閥控制風流量和水流量收到良好的效果，其調速范圍廣，精度高，效率高，可以實現連續無級調速且在調速過程中轉差損耗小，定子、轉子的銅耗也不大，可以達到30% 的節電率，缺點就是成本較高，產生高次諧波污染電網。

4.2 減少無功損耗，提高功率因數

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，所以在電力系統中應保持無功平衡，不然就會系統電壓降低、功率因數下降、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生，當電力網或電氣設備無功容量不足時，增裝無功補償設備，提高設備功率因數勢在必行。

5 結語

基于以上論述，現代電力電子技術在電力系統中的應用研究為一項復雜而漫長的工作，時代在發展，社會在進步，新環境的出現必然會遇到新問題，作為一名現代化電力工程從事者，這就要求我們不斷探索，不斷實踐，在探索與實踐過程中實現技術的更新與改進，以此時刻保證控制技術的先進性與實時性，真正實現我國電力系統電力電子技術的多元化與標準化發展方向。

參考文獻：

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【關鍵詞】電力調度；電子技術；運行

目前，我國電力調度實行統一調度、分級管理的原則，形成了一個多層次、相對集中且協調一致的分級管理體系，在保證電力系統安全、經濟、優質供電方面起著重要的作用[1]。而縣級電力調度做為縣域電網的管理機構，主要負責、調控、指揮縣域內變電站、10KV配電網、干線和支線、配電變壓器及上網小水電站的運行、操作和事故處理，并維護系統的安全穩定運行。

1 電力調度管理的任務

電力系統調度管理的性質和任務是由電力生產的特點決定的。電力生產具有以下特性：（1）發電、輸電、供電、配電和用電同時完成。（2）聯成電網進行統一生產運行。發電廠和電網，用戶和電網，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、輸送過程迅速（近似光速），即使相距幾萬公里，發、供、配、用電都在一瞬間實現。（4）用戶不能大容量的儲存電能。

由于以上這些特性，電力生產管理隨之而提出以下要求：（1）電網和發電廠必須按用戶用電需求進行生產，發電出力和用電負荷必須在每一瞬問都能達到平衡。（2）一個電網內所有發、供、配及用電單位，都要嚴格按規定在統一指揮下，按一定的工作計劃進行有序生產和使用。（3）電網必須留有充足的裕度。由于用電負荷的不平衡，為保證系統安全穩定運行，系統或線路都要留有一定的備用設備容量或裕度，以滿足用戶不同的用電負荷需求，保證對用戶連續供給合格的電能。（4）由于電的傳輸過程很快，依靠人力難以控制，電網必須應用各種自動裝置、自動化裝備以及電子計算機等先進的電力及電子技術設備及安全措施，保證電網安全、優質、經濟、高效運行。

電力系統調度作為電力生產管理、指揮系統中的一個重要的機構，監督并保證發、供、配、用電各部門的生產工作協調一致，而且，隨著電網的不斷發展狀大，電力系統調度對電網的安全、穩定運行的作用也會越來越大。

2 電網調度技術支持系統

電力調度自動化是具有功能完善的電力調度自動化管理系統，可實施對遠方設備的遙調、遙控、遙信、遙測的“四遙”功能，還可通過視頻監控可實現遠程“遙視”功能，進而全面實現“五遙”功能。

電力調度自動化的功能有：（1）電能質量分析計算，以保證優良的供電質量；（2）經濟調度計算，以保證系統運行的經濟性；（3）安全分析，以保證較高的安全水平；（4）事故實時預想，以保證提供強有力的事故處理措施。（5）利用先進的電力設備和電子技術，實現計算機系統自動計算、分析，并實現故障點的有效隔離，減少故障停電的范圍和時間，達到智能化的要求。具備前三項功能，稱為實時調度或自動監控系統；前四項基本功能均具備時，即實現了電力調度自動化。前五項基本功能均具備時，即可達到了智能調度的基本要求。隨著我國電力工業的快速發展，電網形態、運行特點和調度模式發生了重大變化，電網的結構和規模會更大，結構會更加復雜，用電客戶對電能質量的要求會更加嚴格。同時，由于國家對降損節能工作的深入開展，使得原有的調度自動化系統已經不能完全適應大電網安全穩定經濟運行的需要，迫切需要建設橫向集成、縱向貫通的新一代電力調度技術支持系統。

智能電網調度技術支持系統是以全面提升駕馭大電網的能力、提高資源優化配置的能力和提高電網調度精益化管理水平為目標，以電網調度應用需求為導向，充分發揮調度機構的技術和人員和設備的優勢，按照“總體設計、規范統一、科學組織、急用先上、注重實效”的原則，技術支持系統為整個調度中心提供一個完整的應用體系框架，實現信息的統一采集和合理應用，支撐調度機構的各類業務應用。技術支持系統的實施涉及各級調度機構、公司的多個部門與單位，并跨越多個專業，應在統一的目標下，統一思想、統籌規劃、夯實基礎、遵循統一的標準和規范開展系統的設計和開發，分階段、分步驟地開展新系統的建設及其與現有系統的過渡，統一組織，有序推進各項工作。

3 電力調度中電力技術的應用

3.1 數據采集和監控系統（SCADA）功能

數據采集和監控系統（SCADA）是調度自動化系統中應用最廣，技術最成熟的基礎功能，也是縣級調度自動化系統的主要功能，對現場運行的設備進行監視和控制。主要包括：（1）數據采集和交換。采集各廠站實時信息，與相關凋度中心交換信息，包括模擬量、狀態量、脈沖量、數字量等。（2）信息的顯示和記錄。包括系統或廠站的動態主接線、實時的母線電壓、發電機的有功和無功出力、線路的潮流、實時負荷曲線、歷史曲線，以及負荷報表的打印記錄、系統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行顯示。（3）遠方的控制與調整。包括斷路器和有載調壓變壓器分接頭的遠方操作，發電機有功出力和無功出力的遠方調節。（4）數據處理及報警。對各類信息進行計算、統計、分析，根據預定義條件進行報警。（5）歷史數據保存和查詢。對實時數據進行歷史保存.支持歷史數據查詢。（6）數據預處理。包括遙測量的合理性的檢驗、遙測量的數字濾波、遙信量的可信度檢驗等。（7）事故追憶PDR。對事故發生前后的運行情況進行記錄，以便分析事故的原因。（8）報表和打印。產生各種報表以及各種數據、圖形、報表的打印。

3.2 靜止動態無功補償器（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。具備調整電壓、抑制暫態過電壓、有效實現自愈功能，是一般傳統電容電抗器無法或難以實現的。通常安裝在負荷中心或配電站，用于提高負荷的電壓質量。按其不同的組合進行低速或快速的補償，有效降低設備成本。

目前，所有的變電站全部實現了變電站綜合自動化系統建設，但對配網方面，由于配網的復雜性，調度的全面開展還有很多工作要做。對縣級調度來說，不僅有變電站 還有饋線、支線、上網小水電、配電變壓器的調度管理。只有通過需求側的有效管理，通過對配電網的升級改造，應用先進的配網自動化系統，采用智能化配電終端，只有利用自動化系統計算、分析，判斷，并實現故障點的自動有效隔離和恢復供電等功能，進一步提升調度對電網的負荷掌控和平衡能力，才可能提高配電網的安全和可靠供電能力，實現環網可靠供電，減少故障停電的范圍和時間，才會實現電網的自愈功能，實現電網的自趨優狀態，達到電網的智能化，促進調、配、用智能一體化目標的實現。

4 目前存在的問題目及解決方向

（1）原先的調度系統在變電站調度自動化方面已顯現出強大的優勢，但由于配網的龐大和結構的復雜性，對配網的管理和調度還有待進一步完善或開發新的功能，以適應配網的調度管理。

（2）由于設備制造和測量的技術和精度選用等原因，影響了SVC和AVC的補償精度，影響經濟效益和社會效益的進一步提高。

（3）對配網來說，統一數據共享平臺的建設由于設備較多，線路復雜，成本過高，影響正常應用和發展。

（4）配網的結構還不夠堅強，電網的規劃及設計還不能完全適應目前用電客戶的需求，還需要利用電網升級改造的機會進行改造。

參考文獻：