淺議電力電子技術論文
淺議電力電子技術論文
隨著社會的發(fā)展和科技的進步,電力電子技術發(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論文，供大家參考。
電力電子技術論文范文一：電力電子技術的應用
【摘 要】本文簡單闡述了電力電子技術的發(fā)展，主要介紹了電力電子技術在電力系統(tǒng)、汽車工業(yè)、光伏發(fā)電領域等方面的應用。
【關鍵詞】電力電子技術;應用
0.引言
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50年的發(fā)展歷程， 電力電子技術已迅速發(fā)展成為一門獨立的技術、學科領域。它的應用領域幾乎涉及到國民經濟的每個工業(yè)。尤其是進入21世紀，隨著新的理論、器件、技術的不斷涌現，特別是與微電子技術的日益融合，電力電子技術的應用領域也必將不斷地得以拓展，它將成為新世紀的關鍵支撐技術之一。電力電子技術擁有許多微電子技術所具有的特征，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，電力電子技術在電力系統(tǒng)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(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電以及節(jié)電環(huán)節(jié)，列舉電力電子技術的應用研究和現狀。
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，具有結構簡單、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節(jié)，給先進的控制規(guī)律提供了充分發(fā)揮作用并產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。
發(fā)電廠風機水泵的變頻調速。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速，可以達到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術已非常成熟，國內外有許多的生產廠家，無完整的系列產品，但具備高壓大容量變頻器設計和生產能力的企業(yè)較少，目前，國內不少院校和企業(yè)正在抓緊時間搞聯合研發(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的穩(wěn)定運行特性。在輸電環(huán)節(jié)中應用的技術主要有直流輸電(HVDC)和輕犁直流輸電(HVDC Light)技術以及柔性交流輸電(FACTS)技術，其中柔性交流輸電技術應用尤為重要。
FACTS技術的概念問世于20世紀80年代，它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(tǒng)的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調節(jié)的輸電技術，可實現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在世界上發(fā)展迅速，并將FACTS技術用于實際電力系統(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量。電能質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。電力電子技術和現代控制技術在配電系統(tǒng)中的應用，即為用戶電力技術或稱DFACTS技術，是在FACTS各項成熟技術的基礎上發(fā)展起來的電能質量控制新技術?？梢詫FACTS設備理解為FACTS設備的壓縮版，其原理、結構均相同，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速技術節(jié)電二者結合起來。目前，交流調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
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。
2.電力電子技術在汽車工業(yè)中的應用
作為汽車用電源，在原來14V、28V基礎上，現又增加了新的42V系列，且還出現了混合動力源電動車(HEV)等288V的驅動電壓(典型值)，形成了多種電源并存的局面。使用這些電源來實現汽車的各種功能，就必須利用所謂的電力電子技術。如：回波(echo)技術，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以下的輕負載到數十kW功率級的電力驅動，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：利用電子開關替代傳統(tǒng)的機械開關以及繼電器;無觸點點火、燃油電子噴射;電子動力轉向、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、動力轉向、懸架等進行電子監(jiān)控。
3.電力電子技術在光伏發(fā)電中的應用
光伏發(fā)電技術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構中將占80%以上，太陽能發(fā)電將占到60%以上。這些數據說明光伏發(fā)電產業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領域的重要戰(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支持。
4.結束語
總而言之，電力電子技術是智力、信息、知識密集型技術，也是我國經濟與社會可持續(xù)發(fā)展項目之一，對促進國民經濟發(fā)展，特別是電子工業(yè)發(fā)展將具有一定價值。
【參考文獻】
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[4]何平.簡述電力電子技術在新能源建設中的應用.中國電力電子產業(yè)發(fā)展高峰論壇.論文集.
電力電子技術論文范文二：電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用探討
摘要 近年來，不斷進步的 計算機技術為現代控制技術在實際生產、生活中提供了強有力的技術支持，新的材料和結構器件又促進了電力電子技術的飛速 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。
關鍵詞 電力電子技術;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、計算機技術和現代控制技術為支撐依據的電力電子技術經過半個世紀的發(fā)展，目前在新能源開發(fā)、電能質量控制和民用產品等多個行業(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。20世紀80年代之后，提出了柔性交流輸電(FACTS)概念，于是電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用研究引起的很大的關注，許多介紹和 總結相關設備的基本原理和應用現狀層出不窮，相繼又出現了多種設備。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)，列舉電力電子技術的應用研究和現狀。
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參與應用。
1.1 大型發(fā)電機的靜止勵磁控制
靜止勵磁結構簡單、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速也發(fā)生變化。所以機組變速運行，即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，從而獲得最大有效功率。變頻電源是此項應用的技術核心。
1.3 發(fā)電廠風機水泵的變頻調速
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速，從而減少電量的消耗。目前來講，低壓變頻器技術以達到一定 的水平，國內外的生產廠家也比較多，只是系列產品還不夠完整。但是高壓大容量變頻器設計和生產的企業(yè)還是比較少，需要院校和企業(yè)抓緊聯合開發(fā)，以滿足生產需求。
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
流輸電相對遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯網，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正式應用于直流輸電的里程碑。
2.2 柔性交流輸電(FACTS)技術
20世紀80年代后期，FACTS技術的概念問世，這是項基于電力電子技術與現代控制技術對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調節(jié)的輸電技術，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技術用于實際電力系統(tǒng)工程。其設備結構簡單，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量是配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題，電能質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各項成熟技術的基礎上發(fā)展起來的電能質量控制新技術就是用戶電力(Custom Power)技術或稱DFACTS技術，它是電力電子技術和現代控制技術在配電系統(tǒng)中的應用。其實FACTS設備的縮小版就是DFACTS設備，因為其原理、結構、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速技術的應用兩方面入手，只有二者結合起來，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(jié)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(xù)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(jié)電率，缺點就是成本較高，產生高次諧波污染電網，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
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(tǒng)中應保持無功平衡，不然就會系統(tǒng)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(fā)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。
4 結論
總之，電力系統(tǒng)是電力電子技術應用的一個重要領域，只有不斷的加大已有研究成果的技術應用和運行投入，不斷改善經濟可行性，才能大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平，產生巨大效益。
參考文獻
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