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(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,電力電子技術(shù)發(fā)展十分迅速。下面是學(xué)習(xí)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(yīng)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(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù);應(yīng)用
0.引言
電力電子技術(shù)是一個(gè)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(tái)。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(dú)立的技術(shù)、學(xué)科領(lǐng)域。它的應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涉及到國民經(jīng)濟(jì)的每個(gè)工業(yè)。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)，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(yīng)用領(lǐng)域也必將不斷地得以拓展，它將成為新世紀(jì)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(qiáng)、生命力旺盛，并且能與其它學(xué)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(yīng)用
自20世紀(jì)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(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。
1.1在發(fā)電環(huán)節(jié)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。
靜止勵(lì)磁采用晶閘管整流自并勵(lì)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(lì)磁機(jī)這個(gè)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。
變速恒頻勵(lì)磁廣泛應(yīng)用于水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)。在水力和風(fēng)力發(fā)電過程中，為了獲得最大有效功率，使水力和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變速運(yùn)行，主要通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)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。
發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速。風(fēng)機(jī)水泵耗電量約占火電設(shè)備總耗電量的65%，且運(yùn)行效率較低。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(shè)計(jì)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(shí)間搞聯(lián)合研發(fā)。
1.2在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用
電力電子元器件應(yīng)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(yùn)行特性。在輸電環(huán)節(jié)中應(yīng)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(yīng)用尤為重要。
FACTS技術(shù)的概念問世于20世紀(jì)80年代，它是一項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)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(duì)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(shí)際電力系統(tǒng)工程。
1.3在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
配電系統(tǒng)亟待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)量控制不僅要滿足對(duì)電壓、頻率、諧波和不對(duì)稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動(dòng)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，即為用戶電力技術(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(jià)格不斷降低，可預(yù)期DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。
1.4在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用
1.4.1變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行
要想使電動(dòng)機(jī)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(fù)荷電動(dòng)機(jī)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(yīng)用于冶金、礦山等部門及社會(huì)生活中，如：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。
1.4.2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(dòng)機(jī)等都屬于感性負(fù)載，這些設(shè)備在運(yùn)行時(shí)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(yīng)保持無功平衡，否則，將會(huì)使系統(tǒng)電壓降低 ，設(shè)備損壞，功率因數(shù)減少，嚴(yán)重時(shí)將引起電壓崩潰，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(shí)，應(yīng)增加無功補(bǔ)償設(shè)備，以提高設(shè)備功率因數(shù)。
2.電力電子技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用
作為汽車用電源，在原來14V、28V基礎(chǔ)上，現(xiàn)又增加了新的42V系列，且還出現(xiàn)了混合動(dòng)力源電動(dòng)車(HEV)等288V的驅(qū)動(dòng)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(shí)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(dǎo)致了“響應(yīng)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(dòng)窗等1kW以下的輕負(fù)載到數(shù)十kW功率級(jí)的電力驅(qū)動(dòng)，功率都不斷增大。利用電動(dòng)機(jī)、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(dòng)力性能。
在汽車工業(yè)的應(yīng)用主要有：利用電子開關(guān)替代傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)以及繼電器;無觸點(diǎn)點(diǎn)火、燃油電子噴射;電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電子自動(dòng)變速器;對(duì)原有的直流電源系統(tǒng)進(jìn)行改造;對(duì)水泵、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、懸架等進(jìn)行電子監(jiān)控。
3.電力電子技術(shù)在光伏發(fā)電中的應(yīng)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(jí)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(jì)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(chǔ)存電能的蓄電池，充放電控制器、逆變器、并網(wǎng)控制、無功補(bǔ)償，電控柜，太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)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(shí)密集型技術(shù)，也是我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展項(xiàng)目之一，對(duì)促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，特別是電子工業(yè)發(fā)展將具有一定價(jià)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(yīng)用探討
摘要 近年來，不斷進(jìn)步的 計(jì)算機(jī)技術(shù)為現(xiàn)代控制技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)、生活中提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，新的材料和結(jié)構(gòu)器件又促進(jìn)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(yīng)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(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
關(guān)鍵詞 電力電子技術(shù);電力系統(tǒng);應(yīng)用
中圖分類號(hào)TM1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2011)38-0147-02
以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(gè)世紀(jì)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(gè)行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛。直流輸電是最成功地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)。20世紀(jì)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(yīng)用研究引起的很大的關(guān)注，許多介紹和 總結(jié)相關(guān)設(shè)備的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀層出不窮，相繼又出現(xiàn)了多種設(shè)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(yīng)用研究和現(xiàn)狀。
1 在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)都會(huì)被涉及到，如何改善這些設(shè)備的運(yùn)行特性就需要電力電子技術(shù)參與應(yīng)用。
1.1 大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制
靜止勵(lì)磁結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高以及造價(jià)相對(duì)較低 ，采用晶閘管整流自并勵(lì)方式，在世界的各大電力系統(tǒng)被廣泛采用。省去勵(lì)磁機(jī)這個(gè)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(jìn)，效果更加良好。
1.2 水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)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(jī)組最佳轉(zhuǎn)速變會(huì)隨著水頭的變化幅度而變化。風(fēng)速的三次方與風(fēng)力發(fā)電的有效功率成正比，隨風(fēng)速的變化，風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速也發(fā)生變化。所以機(jī)組變速運(yùn)行，即調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)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(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)核心。
1.3 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8%，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約是火電設(shè)備總耗電量的65%，不僅耗量大且運(yùn)行效率低，為了節(jié)能，在低壓或高壓變頻器使用時(shí)可以使風(fēng)機(jī)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(dá)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(shè)計(jì)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(yīng)用
被稱為“硅片引起的第二次革命”就是電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)，這樣使得電力網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)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(duì)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)，高壓直流輸電優(yōu)勢獨(dú)特，因?yàn)槠洳粌H輸電容量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)而且控制調(diào)節(jié)非常靈活，從。1970年世界上第一項(xiàng)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(yīng)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(jì)80年代后期，F(xiàn)ACTS技術(shù)的概念問世，這是項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)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(jì)90年代后，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。其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，成本較低，所以應(yīng)用較早。
2.3 在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
如何加強(qiáng)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(dòng)和干擾，還要滿足對(duì)電壓、頻率、諧波和不對(duì)稱度的要求，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)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(yīng)用。其實(shí)FACTS設(shè)備的縮小版就是DFACTS設(shè)備，因?yàn)槠湓怼⒔Y(jié)構(gòu)、功能是相似。由于市場較大的需求，所以使用會(huì)日益的廣泛，再加上電力電子器件價(jià)格日益降低，可以預(yù)計(jì)DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將迅速進(jìn)入快速發(fā)展期。
3 在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用
3.1 變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行
要想在節(jié)能環(huán)節(jié)有所成就，就必須從電動(dòng)機(jī)本身和變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用兩方面入手，只有二者結(jié)合起來，電動(dòng)機(jī)的節(jié)能才能達(dá)到良好的效果。
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(jí)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)，即使這樣，并不影響其在在冶金、礦山等部門及社會(huì)生活中應(yīng)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(shè)備中，屬于感性負(fù)載的變壓器和交流異步電動(dòng)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(huì)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(shí)還會(huì)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(shí)，增裝無功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)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(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，只有不斷的加大已有研究成果的技術(shù)應(yīng)用和運(yùn)行投入，不斷改善經(jīng)濟(jì)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。
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