時(shí)間：2023-09-28 09:32:22
導(dǎo)語：在電力電子技術(shù)節(jié)能的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
首先，在培養(yǎng)目標(biāo)上，應(yīng)當(dāng)促進(jìn)電子技術(shù)人才良好公民道德修養(yǎng)培養(yǎng)。電子技術(shù)人才要具備良好的職業(yè)道德，并且應(yīng)掌握當(dāng)前電子技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本技能及生產(chǎn)工藝等知識(shí)。同時(shí)還要具備一定的計(jì)算機(jī)和英語應(yīng)用水平。此外，應(yīng)用電子技術(shù)人才，還應(yīng)當(dāng)具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神，可以進(jìn)行電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、安裝維護(hù)及生產(chǎn)與管理等多能力綜合素質(zhì)人才。
其次，電子技術(shù)學(xué)生應(yīng)當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)的電子技術(shù)理論學(xué)習(xí)與技能培訓(xùn)，要具備本專業(yè)必需的知識(shí)與能力結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)上述培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)用電子技術(shù)人才培養(yǎng)時(shí)應(yīng)當(dāng)包含的專業(yè)課程包括：工程制圖、高頻電子線路及電工學(xué)、單片機(jī)原理及接口技術(shù)的應(yīng)用、自動(dòng)檢測(cè)和傳感技術(shù)、Protel、電子產(chǎn)品的工藝基礎(chǔ)和管理、音像設(shè)備工程、電視原理和接收與智能儀表技術(shù)。在知識(shí)結(jié)構(gòu)上，除上述專業(yè)課程以外，應(yīng)當(dāng)具備一定社會(huì)科學(xué)的知識(shí)與人文知識(shí)，如電子工藝與電子產(chǎn)品的檢驗(yàn)方面基礎(chǔ)知識(shí)，電子設(shè)備的維修和電子產(chǎn)品的營銷管理等方面相關(guān)能力知識(shí)。而在能力結(jié)構(gòu)上，應(yīng)當(dāng)具備電子產(chǎn)品的生產(chǎn)一線相關(guān)工藝實(shí)施與技術(shù)管理等能力。如對(duì)于基本電子電路圖識(shí)圖與繪圖等能力；電子產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)能力；熟練運(yùn)用電子儀表儀器等能力；電子產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用和維護(hù)能力；電子產(chǎn)品檢驗(yàn)維修等能力；音像工程的設(shè)計(jì)施工及調(diào)試維護(hù)能力；電子設(shè)備使用與維護(hù)等能力。
最后，在素質(zhì)結(jié)構(gòu)上，電子技術(shù)人才應(yīng)當(dāng)具備比較高的思想道德素養(yǎng)及唯物主義相關(guān)理論知識(shí)基礎(chǔ)。要有較高的心理素質(zhì)，勇于克服面臨的困難和挑戰(zhàn)；要有較好身體素質(zhì)，以適應(yīng)艱苦的工作環(huán)境需要；還要具備較高的業(yè)務(wù)素質(zhì)水平，從而不斷創(chuàng)新自身工作能力。
2多能力結(jié)構(gòu)應(yīng)用電子技術(shù)人才培養(yǎng)的具體措施分析
首先，應(yīng)當(dāng)改革當(dāng)前的教學(xué)模式和創(chuàng)新當(dāng)前教學(xué)手段。電子技術(shù)專業(yè)教師在教學(xué)的過程中，要充分發(fā)揮出學(xué)生主體作用，并結(jié)合當(dāng)前電子技術(shù)發(fā)展的特色開展教學(xué)。要避免只是進(jìn)行課本內(nèi)容的灌輸，應(yīng)當(dāng)加入電子發(fā)展特色，擴(kuò)充學(xué)生知識(shí)面。其次，要加強(qiáng)應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)。電子技術(shù)的教學(xué)，理論教學(xué)要和實(shí)踐教學(xué)同時(shí)進(jìn)行。教師在教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)利用課堂的一半時(shí)間教授軟件工程理論知識(shí)，在此基礎(chǔ)之上，再安排學(xué)生進(jìn)行上機(jī)操作。同時(shí)，操作時(shí)教師要注意及時(shí)糾正學(xué)生的操作失誤，通過這種方式，將理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，以加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力。此外，教師還應(yīng)當(dāng)定期組織相關(guān)實(shí)踐課，如教師將一些企業(yè)開發(fā)項(xiàng)目應(yīng)用于實(shí)踐課中去，促使學(xué)生依據(jù)所學(xué)理論知識(shí)，自主動(dòng)手進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)設(shè)計(jì)中所出現(xiàn)的一些問題，幫助學(xué)生自主分析與解決。
最后，教師再對(duì)學(xué)生所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目進(jìn)行審定，并提出合理的建議。接著，完善應(yīng)用電子技術(shù)的教材改革。當(dāng)前電子技術(shù)教材都是由國家進(jìn)行統(tǒng)一制定，而隨著當(dāng)前社會(huì)不斷發(fā)展，一些教材內(nèi)容已經(jīng)無法能適應(yīng)新時(shí)展背景，所以，教材改革也是勢(shì)在必行的。對(duì)此，相關(guān)部門，應(yīng)當(dāng)依據(jù)電子行業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)，把新興電子技術(shù)要素納入到教材編寫中，以豐富電子技術(shù)的教材內(nèi)容。最后，是完善師資建設(shè)，多能力結(jié)構(gòu)應(yīng)用電子技術(shù)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，就是要完善師資隊(duì)伍建設(shè)。而只有教學(xué)水平高、結(jié)構(gòu)合理與經(jīng)驗(yàn)豐富師資隊(duì)伍，才可以規(guī)劃好應(yīng)用電子技術(shù)人才的培養(yǎng)工作。因此，需要定期對(duì)電子技術(shù)專業(yè)的教師開展能力培活動(dòng)與職稱考核工作，以構(gòu)建一支教學(xué)能力、科研能力及經(jīng)驗(yàn)豐富都比較強(qiáng)的師資隊(duì)伍。
3結(jié)語
在1957年，美國生產(chǎn)出了世界上第一個(gè)晶閘管，電子技術(shù)才開始逐漸的發(fā)展，電子技術(shù)也進(jìn)入了晶閘管整流階段。對(duì)于工業(yè)用電來說，其功率相對(duì)較大，一般采用工頻交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行提供。在電能的實(shí)際使用過程中，大約1/5的電能都是由直流的形式所消耗的。在以后的10~20年間，較大功率的硅整流管以及晶閘管有了顯著的發(fā)展，其推廣領(lǐng)域也逐漸的擴(kuò)大，此時(shí)電力電子技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展與進(jìn)步。上世紀(jì)70年代初期，自管段期間的出現(xiàn)與發(fā)展，標(biāo)志著電力電子技術(shù)逆變階段的開始。在此階段內(nèi)，世界范圍內(nèi)的能源短缺與危機(jī)開始出現(xiàn)，而交流電機(jī)變頻調(diào)速的功能，會(huì)使電能的利用率明顯提升，因此，交流變頻技術(shù)被逐漸重視而快速的發(fā)展與進(jìn)步。逆變與整流技術(shù)不斷發(fā)展，但是其工作頻率相對(duì)還較低。從上世紀(jì)80年代開始，電力電子技術(shù)中的集成電路逐漸的轉(zhuǎn)向了大規(guī)模與超大規(guī)模的發(fā)展方向，很多的大電流、高頻率、高壓以及高功率的半導(dǎo)體元件開始出現(xiàn)與使用，此時(shí)電力電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了關(guān)鍵階段，功能多樣的電子元件開始在電路技術(shù)中使用，并逐漸走向電路的復(fù)合化以及模塊化，使得整體的性能不斷的改進(jìn)與完善，使得設(shè)備具有更加優(yōu)越的節(jié)能效果。
2電力電子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
現(xiàn)階段，很多的行業(yè)與領(lǐng)域都涉及到了電力電子技術(shù)的應(yīng)用。全球范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)模式都逐漸走向信息化發(fā)展方向，這就需要對(duì)傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)模式進(jìn)行改革，轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽扛咝录夹g(shù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，而電力電子技術(shù)在經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)變過程中是重要的技術(shù)保障。電力電子技術(shù)在不斷的應(yīng)用的過程中，也在不斷的得到完善與發(fā)展，很多高性能、多功能的元件被不斷的開發(fā)并使用到電力變流設(shè)備運(yùn)行中來。高性能元件的發(fā)展與使用，很大程度上推動(dòng)了電力電子技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)也推進(jìn)了半導(dǎo)體器件、集成電路、自動(dòng)化技術(shù)以及信息技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展。所以，電力電子技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中展示出了越來越多的優(yōu)勢(shì)，并逐漸的被廣泛推廣。
1）電力電子技術(shù)在交通設(shè)施中的應(yīng)用。電力電子技術(shù)隨著自身不斷的改革與進(jìn)步，其應(yīng)用范圍也越來越廣，而電力電子技術(shù)在交通運(yùn)輸中的應(yīng)用尤為廣泛。例如鐵道運(yùn)輸中的電氣機(jī)車，其分為直流機(jī)車與交流機(jī)車兩種，這兩種機(jī)車就是分別對(duì)整流以及變頻裝置的實(shí)際使用。此外，最新開發(fā)的磁懸浮列車，電力電子技術(shù)在其中起著重要的作用，很多的設(shè)備以及元件都需要借助電力電子技術(shù)才可以進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，在磁懸浮列車的牽引機(jī)傳動(dòng)過程中以及輔助電源運(yùn)行過程中，都需要利用到電力電子技術(shù)。目前所研發(fā)的綠色節(jié)能汽車，就是依靠電力作為汽車運(yùn)行的動(dòng)力。而電力在通過電機(jī)轉(zhuǎn)化為動(dòng)力的過程中，也需要電子裝置將電力轉(zhuǎn)換處理，才可以達(dá)到有效控制驅(qū)動(dòng)的效果。船舶以及飛機(jī)等交通工具其電源在使用過程中差異也非常大，也需要采用電力電子技術(shù)進(jìn)行控制與改進(jìn)。
2）電力電子技術(shù)在家電中的應(yīng)用。越來越多的家用電器開始應(yīng)用電力電子技術(shù)，以更加方便的為人們的生活服務(wù)，提高人們生活的質(zhì)量。例如，日常中經(jīng)常用到的洗衣機(jī)，通過應(yīng)用電力電子技術(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)洗衣過程的自動(dòng)化控制，減少了人力工作，我們僅僅把衣服放置到洗衣機(jī)中，通過給定制定的操作，就可以借助電力電子技術(shù)的功能實(shí)現(xiàn)我們想要的目的。才出現(xiàn)時(shí)間不長(zhǎng)的洗碗機(jī)，其工作原理與洗衣機(jī)相似，都是通過電力電子技術(shù)來完成的。空調(diào)也逐漸的向變頻節(jié)能的功能轉(zhuǎn)變，利用電力電子技術(shù)的變頻功能，可以為我們降低近1/3的電能消耗，不僅節(jié)省了日常開銷，也在很大程度上節(jié)約了資源與能源的消耗。電頻熒光照明燈泡同樣要比白熾燈泡擁有更好的節(jié)能性能，其中也是電力電子技術(shù)所應(yīng)用的效果。
3）電力電子技術(shù)在工業(yè)節(jié)能中的應(yīng)用。隨著我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，工業(yè)對(duì)于能源以及資源的消耗也在逐漸的增加，特別是對(duì)于電力能源的消耗數(shù)量尤為高。由于電力能源具有性能穩(wěn)定、利用率相對(duì)較高的特點(diǎn)，工業(yè)生產(chǎn)中大多都采用電力作為能源的主要來源，使得電力的消耗隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展而大幅增加。就目前工業(yè)發(fā)展的大體狀況上來說，其用電過程中依然出現(xiàn)較多不科學(xué)現(xiàn)象，特別是工業(yè)用電效率普遍偏低，使得電力能源大量的浪費(fèi)。隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷深化與改革，電力能源的節(jié)約使用已成為一個(gè)重大的社會(huì)問題，而電力電子技術(shù)可以在很大程度上降低對(duì)于電力能源的消耗。很多的企業(yè)開始逐漸使用電力電子節(jié)能設(shè)備，使得設(shè)備的運(yùn)行更加優(yōu)化，極大提升了電力能源的使用效率。
4）電力電子技術(shù)在發(fā)電站的應(yīng)用。世界能源的短缺促使了人們加快開發(fā)新能源的步伐，我國也逐漸的重視風(fēng)力發(fā)電以及水力發(fā)電的工程建設(shè)，在這些電力設(shè)施建設(shè)與運(yùn)行的過程中，發(fā)電機(jī)電流頻率的轉(zhuǎn)換是非常關(guān)鍵與重要的技術(shù)。對(duì)于水力發(fā)電來說，發(fā)電的功率大小跟水壓頭的大小以及水流量的大小有直接關(guān)系，也在很大程度上影響著發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速改變，為了獲得發(fā)電機(jī)組的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)功率，就要借助電力電子技術(shù)來改變電流的頻率，以達(dá)到改變發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的目的。
3結(jié)語
目前我國正處于一個(gè)技術(shù)急缺的時(shí)候，在電力電子技術(shù)應(yīng)用方面體現(xiàn)為：二并網(wǎng)變換器主要來源于進(jìn)口產(chǎn)品，我國對(duì)外來產(chǎn)品的普通運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不夠，我國的國產(chǎn)產(chǎn)品仍然在費(fèi)力的摸索中逐步前進(jìn)。我國產(chǎn)品的主要問題表現(xiàn)為：裝備的可靠性差，產(chǎn)品的有關(guān)性能和功能還達(dá)不到要求，產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。雖然這樣，我國的電力電子技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)仍然的到了一定程度的發(fā)展。其表現(xiàn)如下：首先，我國的電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)開始向大容量發(fā)展。我國發(fā)電系統(tǒng)的單機(jī)容量已經(jīng)用兆瓦來作單位，并且它在向更大的容量方向發(fā)展。其次，電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的高能性。這種特性主要通過電力電子技術(shù)在應(yīng)用時(shí)所展現(xiàn)的高可靠性和高效率，還有電力電子技術(shù)為了適應(yīng)電網(wǎng)所需求的低電壓穿越以及對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行的孤島保護(hù)等。
2、智能電網(wǎng)發(fā)展歷程
智能電網(wǎng)也是近幾年來隨著我國電力電子技術(shù)的發(fā)展在電子行業(yè)興起的概念。在人們的潛意識(shí)里，基本上認(rèn)為電力電子技術(shù)、傳感技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)、通訊技術(shù)等是驅(qū)動(dòng)“智能電網(wǎng)”的主要因素。事實(shí)上，電力電子技術(shù)是一門包括靈活輸電、新型儲(chǔ)能、傳感、先進(jìn)的信息、控制等技術(shù)，它承載著大規(guī)模的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。近些年來，世界各國對(duì)于智能電網(wǎng)的研究愈加重視，2008年，美國提出了智能電網(wǎng)計(jì)劃，企圖用智能電網(wǎng)對(duì)各種新能源進(jìn)行入網(wǎng)管理，并在此基礎(chǔ)上全面地對(duì)能源進(jìn)行分布式的管理，最終是美國創(chuàng)造出世界上高能源使用效率的記錄。同年10月，我國也針對(duì)智能電網(wǎng)正式地啟動(dòng)了一個(gè)具有可行性的研究項(xiàng)目。并依據(jù)這一項(xiàng)目規(guī)劃出了一個(gè)“三步走”的戰(zhàn)略。所謂“三步走”戰(zhàn)略，即在2010年將我國的電網(wǎng)高級(jí)調(diào)度中心建成，在2020年將我國具有初步智能特征的數(shù)字化電網(wǎng)全面建成，在2030年使得我國具有自愈能力的智能電網(wǎng)得以真正建成。可以說，電力電子應(yīng)用系統(tǒng)近些年來被廣泛運(yùn)用與智能電網(wǎng)中。
3、電氣節(jié)能發(fā)展歷程
變頻調(diào)速作為電氣節(jié)能的主要內(nèi)容。它是解決我國節(jié)能規(guī)劃工程中電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵。我國政府對(duì)自2006啟動(dòng)的節(jié)能規(guī)劃工程投入頗多，因此，節(jié)能這一舉措勢(shì)在必行。變頻調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的主要依靠作為電機(jī)的電力電子變頻器驅(qū)動(dòng)電源。隨著我國電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的不斷發(fā)展，我國的變頻調(diào)速技術(shù)也變得日趨成熟，在市場(chǎng)上有極大的發(fā)展空間，且其保質(zhì)期延長(zhǎng)了許多。目前，我國高壓電機(jī)系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速技術(shù)的大約有20%，而低氣壓電機(jī)系統(tǒng)中采用此技術(shù)的大約占30%?？梢?，我國使用電力電子變頻器來驅(qū)動(dòng)源的變頻調(diào)速系統(tǒng)在未來有著極大的發(fā)展空間。除此之外，變頻調(diào)速系統(tǒng)將會(huì)在未來繼續(xù)隨著電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展成為一個(gè)集成型、專用型的系統(tǒng)產(chǎn)品。它的特點(diǎn)即是將變頻器、電機(jī)以及其控制集于一體。
4、電力牽引發(fā)展歷程
電力牽引對(duì)于我國的交通系統(tǒng)來說，有著越來越重要的作用。現(xiàn)在，由于國家及政府的大力支持，它正在迅速發(fā)展成為我國乃至世界交通的發(fā)展重點(diǎn)。近幾年來，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，我國利用電力牽引技術(shù)制造出許多種類的電動(dòng)汽車。而在電力牽引中，最關(guān)鍵的即是電力傳動(dòng)與電力電子?？梢?，近些年來，電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展愈加成熟。
5、結(jié)語
電力電子技術(shù)的歷史比較短，但其發(fā)揮的作用驚人，本文認(rèn)為電力電子技術(shù)發(fā)展包括技術(shù)發(fā)展、器件發(fā)展、第三代電力電子器件產(chǎn)生三個(gè)階段，詳細(xì)來說主要為:
1．1電力電子技術(shù)的產(chǎn)生
電力電子技術(shù)最早產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代，以晶閘管問世為標(biāo)準(zhǔn)。電力電子技術(shù)是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的傳動(dòng)技術(shù)，其利用晶閘管發(fā)展為可控硅整流裝置，也意味著電力系統(tǒng)傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到新的階段。以可控硅整流裝置為標(biāo)志，電能轉(zhuǎn)換進(jìn)入電力電子器件構(gòu)成的變流器時(shí)代。因此可以總結(jié)出，可控硅整流裝置是電力電子技術(shù)產(chǎn)生的重要標(biāo)志。
1．2電力電子器件的發(fā)展
電力系統(tǒng)在電力電子技術(shù)產(chǎn)生后獲得了迅速發(fā)展，第一代的電力電子器件以電力二極管和晶閘管為代表。晶閘管和電力二極管具有體積小、耗能低的特征，取代了傳統(tǒng)的汞弧整流器，大大推動(dòng)了電力電子技術(shù)的發(fā)展。電力二極管在改善電路性能方面有著明顯的作用，能夠有效電路損耗和提高電源使用率。電力二極管經(jīng)過幾十年的發(fā)展，種類各異，功能齊全，第二代電子電力器件同時(shí)還具有自動(dòng)關(guān)斷的能力。與第一代電子電力器件相比，第二代電子電力器件在開關(guān)速度方面有著明顯的提升，能夠用于開關(guān)頻率較高的電路中。
1．3第三代電力電子器件的產(chǎn)生
20世紀(jì)90年代是電力電子技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)期，其結(jié)構(gòu)和體積都得到了進(jìn)一步改良，具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，同時(shí)還出現(xiàn)了多種電力器件結(jié)合的電子模塊形式，為電力器件的廣泛使用奠定了基礎(chǔ)。第三代電力電子器件在集成模塊基礎(chǔ)上，將多種電力器件相結(jié)合，組合為集成電路。以功率集成電路出現(xiàn)為標(biāo)志，電力電子技術(shù)向高頻化、標(biāo)準(zhǔn)模塊化、智能化方向發(fā)展。通過以上分析可以總結(jié)出，電力電子技術(shù)大約經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，目前電力電子技術(shù)正向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子技術(shù)方向發(fā)展。隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，電力電子技術(shù)必然會(huì)在實(shí)現(xiàn)高頻技術(shù)的基礎(chǔ)上，向節(jié)能、環(huán)保方面改進(jìn)，促進(jìn)電力系統(tǒng)在更為科學(xué)合理的道路上發(fā)展。
2電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用分析
通過以上分析可以看出，電力電子技術(shù)是電工技術(shù)中的新技術(shù)，是電技術(shù)與弱電技術(shù)的結(jié)合，推動(dòng)著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，影響著輸電系統(tǒng)的變革。本文主要從發(fā)電、輸電、配電、節(jié)能等方面分析電力電子技術(shù)的應(yīng)用。
2．1電力電子技術(shù)在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用
電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中能夠改善發(fā)電機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行，進(jìn)而調(diào)節(jié)運(yùn)行系統(tǒng)功率，比如大型發(fā)電機(jī)中的靜止勵(lì)磁控制就運(yùn)用了晶閘管，從而簡(jiǎn)化靜止勵(lì)磁的結(jié)構(gòu)，提高其可靠性，并且價(jià)格更為低廉。在水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)方面，電力電子技術(shù)能夠依靠變頻電源調(diào)整勵(lì)磁電流頻率，進(jìn)而調(diào)整水力、風(fēng)力發(fā)電功率，確保其控制在穩(wěn)定的范圍內(nèi)，降低風(fēng)速不同所引起的頻差。風(fēng)機(jī)水泵耗電量比較大，效率也比較低，電力電子技術(shù)運(yùn)用于風(fēng)機(jī)水泵中能夠較好解決運(yùn)行效率問題，但是目前生產(chǎn)高壓大容量變頻器的企業(yè)有限。太陽能發(fā)電控制系統(tǒng)運(yùn)用電力電子技術(shù)表現(xiàn)在使用最大功率跟蹤功能的逆變器，能夠有效跟蹤功率變換，及時(shí)調(diào)整頻率，降低能耗，保持節(jié)能的作用。
2．2電力電子技術(shù)在輸電系統(tǒng)中的應(yīng)用
電力電子技術(shù)運(yùn)用于輸電系統(tǒng)中表現(xiàn)為柔流輸電技術(shù)，能夠?qū)㈦娏﹄娮蛹夹g(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)相融合，對(duì)參數(shù)、相位角、功率等進(jìn)行持續(xù)調(diào)節(jié)的控制技術(shù)，能夠大幅度降低輸電過程中產(chǎn)生的能量，能夠大幅度提升輸電的穩(wěn)定性。高壓直流輸電技術(shù)是目前電能輸送最引人關(guān)注的部分，這一技術(shù)能夠解決諸多問題，特別是長(zhǎng)距離輸送電能降低能量耗損，穩(wěn)定性強(qiáng)，沒有電抗壓降，整體壓降小，所以整體來看，這一線路投資少，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。根據(jù)物理原理，直流輸電線路兩端接入大功率晶閘管、有源逆變器等，組成復(fù)合結(jié)構(gòu)變換器，并由多個(gè)晶閘管串聯(lián)組成，從而實(shí)現(xiàn)電力電子技術(shù)在輸電系統(tǒng)中的應(yīng)用。
2．3電力電子技術(shù)在配電過程中的應(yīng)用
電力電子技術(shù)運(yùn)用于配電過程主要表現(xiàn)為滿足配電頻率、電壓、諧波上相應(yīng)的條件，從而保證配電系統(tǒng)能夠送出高質(zhì)量的電力。另外，由于配電過程中需要阻止電能的不穩(wěn)定被動(dòng)和影響現(xiàn)象，這樣就要求電力電子技術(shù)給予支持。電力電子技術(shù)是配電環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制部分，以用戶電力技術(shù)和FACTS技術(shù)為實(shí)現(xiàn)形式，前者能夠解決配電系統(tǒng)即將發(fā)生的問題，比如配電系統(tǒng)過程中的穩(wěn)定性和安全性，保障配電輸電過程中的電能質(zhì)量等。后者在配電線路中通過增設(shè)電力電子裝置，從而加強(qiáng)電流、電壓和功率的可控性，滿足電力傳輸?shù)囊蟆ACTS技術(shù)也是配電系統(tǒng)對(duì)電能的輸送能力和有效控制力，是電力電子技術(shù)在配電系統(tǒng)中的新型研發(fā)技術(shù)，并且隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，F(xiàn)ACTS技術(shù)正處于和用戶電力技術(shù)同步并合用的趨勢(shì)，比如定制電力(DFACTS)技術(shù)就是其中非常有代表性的技術(shù)。
2．4電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的應(yīng)用
電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的運(yùn)用主要表現(xiàn)在變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行和提高電能使用率兩個(gè)方面。首先從變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行角度來分析，由于電廠生產(chǎn)和配送電過程中會(huì)產(chǎn)生大量電能浪費(fèi)，比如上文提到的發(fā)電能源處于變化過程中，發(fā)電機(jī)組配合度比較低，無功功率的浪費(fèi)現(xiàn)象層出不窮，這樣就需要及時(shí)調(diào)整和控制變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)電能較高效率的生產(chǎn)和配用。目前西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)熟練掌握該項(xiàng)技術(shù)，但是我國還處于探索階段，因此需要加強(qiáng)科研投入，在意識(shí)和行動(dòng)上對(duì)變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用及時(shí)足夠的重視。另外一方面，變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)也存在一定的缺陷，比如其成本比較高，運(yùn)行過程中對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響比較大，只適合在大型電廠中使用，導(dǎo)致其很難普及，因此需要從提高電能使用率角度給予補(bǔ)充，達(dá)到電力節(jié)能的目標(biāo)。其次從提高電能使用率角度來分析，我國電力系統(tǒng)現(xiàn)用的電力設(shè)備在配送電過程中會(huì)產(chǎn)生大量的電能，其成本比較高，對(duì)電能質(zhì)量影響也比較大，因此需要利用電力電子技術(shù)來增設(shè)可控設(shè)備，對(duì)配送電過程中的電能進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，確保電能高質(zhì)量和高穩(wěn)定性。
作者:駱小明 單位:廣州廣電計(jì)量檢測(cè)股份有限公司
參考文獻(xiàn):
［1］萬鑫．電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及發(fā)展［J］．電子世界，2012(03):69～71．
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種能源消耗速度極大，能源短缺已成為社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展過程中亟待解決的問題。近年來，新能源的開發(fā)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(shù)在新能源的開發(fā)利用中扮演著重要的角色。本文通過對(duì)電力電子技術(shù)的概述、電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用、在電力電子技術(shù)運(yùn)用過程中應(yīng)注意的問題等方面的著重介紹，讓人們充分認(rèn)識(shí)和了解電子電力技術(shù)并加強(qiáng)對(duì)其合理有效充分的利用。
一、電力電子技術(shù)概述
電力電子技術(shù)，又稱功率電子技術(shù)，學(xué)術(shù)上稱電力電子學(xué)，是指應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的電子技術(shù)。電力電子技術(shù)包括電力電子器件、電力電子設(shè)備和系統(tǒng)及其控制三個(gè)方面，涉及電力電子器件（上游）、電力電子設(shè)備和系統(tǒng)（中游）、電力電子技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用（下游）三個(gè)領(lǐng)域。
電力電子技術(shù)將各種能源高效率地變換成為高質(zhì)量的電能，是采用電子信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的有效技術(shù)途徑。電力電子技術(shù)具有高效、節(jié)能、省材的特點(diǎn)，對(duì)于我國乃至世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極為重要的作用，是現(xiàn)代科學(xué)、工業(yè)和國防的重要支撐技術(shù)。
二、電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用研究
電力電子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和提高人民生活質(zhì)量的重要技術(shù)手段，在執(zhí)行當(dāng)前國家“發(fā)展新能源”和“節(jié)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(fā)利用為例，對(duì)電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行研究
1、水力發(fā)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(huì)有生命的存在。有聰明才智的人抓住水在流動(dòng)過程中產(chǎn)生的動(dòng)能可以充當(dāng)天然的推動(dòng)力這一有利條件，再加上一些物理知識(shí)和電路原理，以著名的三峽水電站為標(biāo)志的一大批水電站挺立起來了。這一創(chuàng)新，不僅僅降低了對(duì)媒體等不可再生能源的消耗，更創(chuàng)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(fā)電的基礎(chǔ)上，一系列電力電子技術(shù)在新能源的開發(fā)利用中得到了創(chuàng)新。
2、風(fēng)力發(fā)電
風(fēng)是大自然產(chǎn)生的一種自然現(xiàn)象，具有清潔、可再生、儲(chǔ)量大的特點(diǎn)，而風(fēng)能則順理成章的成為了一種能夠被高效利用的低碳能源。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)，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(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、減少資金成本帶來了突破性進(jìn)展。這項(xiàng)技術(shù)不但將取之不盡、用之不竭的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成源源不斷的電能，而且有利于緩解能源危機(jī)和供電壓力，隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，風(fēng)力發(fā)電組等產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量逐漸增多增強(qiáng)，在價(jià)格和效用上自然也會(huì)更具優(yōu)勢(shì)。在當(dāng)前形式下，除水電技術(shù)外，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)比其它可再生能源技術(shù)更為成熟、成本更低、對(duì)環(huán)境破壞更小，因此還有改善生態(tài)環(huán)境的重要作用。
3、太陽能發(fā)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(xù)維持生命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國2/3以上國土面積的年 日照時(shí)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(chuàng)造了豐富的資源和有利條件。目前太陽能在利用中，主要采用了三種技術(shù)：太陽能光電技術(shù)、太陽能光熱技術(shù)和太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。這些技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，對(duì)于新能源的開發(fā)利用起到了巨大的作用。太陽能電池是電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)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(fā)電發(fā)熱的原理?？梢哉f，太陽能發(fā)電技術(shù)，在未來生活中具有更廣泛、更有前途的發(fā)展前景。
4、潮汐能發(fā)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(fā)和利用帶來了契機(jī)，通過電力電子變換裝置，發(fā)電機(jī)將巨大的潮汐能轉(zhuǎn)換成電能，也就是能使這些波動(dòng)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(tǒng)提供電力，其提供的電能既能源源不斷輸出，又對(duì)克服能源危機(jī)（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(fā)現(xiàn)的眼睛，并采用先進(jìn)的各項(xiàng)技術(shù)加以不斷創(chuàng)新和完善，就可以在循環(huán)利用的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)造出各種新的 清潔、高效、可再生、無限利用的能源。
三、結(jié)束語
1.電力電子技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)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(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。
1.1整流器時(shí)代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。
1.2逆變器時(shí)代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
1.3變頻器時(shí)代
進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
2.電力電子技術(shù)的應(yīng)用
2.1一般工業(yè)
工業(yè)中大量應(yīng)用各種交直流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)有良好的調(diào)速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使得交流電機(jī)的調(diào)速性能可與直流電機(jī)相媲美，交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位。大至數(shù)千kW的各種軋鋼機(jī)，小到幾百W的數(shù)控機(jī)床的伺服電機(jī)，以及礦山牽引等場(chǎng)合都廣泛采用電力電子交直流調(diào)速技術(shù)。一些對(duì)調(diào)速性能要求不高的大型鼓風(fēng)機(jī)等近年來也采用了變頻裝置，以達(dá)到節(jié)能的目的。還有些不調(diào)速的電機(jī)為了避免起動(dòng)時(shí)的電流沖擊而采用了軟起動(dòng)裝置，這種軟起動(dòng)裝置也是電力電子裝置。電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術(shù)還大量用于冶金工業(yè)中的高頻、中頻感應(yīng)加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場(chǎng)合。
2.2交通運(yùn)輸
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術(shù)。電氣機(jī)車中的直流機(jī)車中采用整流裝置，交流機(jī)車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術(shù)更是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。除牽引電機(jī)傳動(dòng)外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術(shù)。電動(dòng)汽車的電機(jī)靠電力電子裝置進(jìn)行電力變換和驅(qū)動(dòng)控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺(tái)高級(jí)汽車中需要許多控制電機(jī)，它們也要靠變頻器和斬波器驅(qū)動(dòng)并控制。飛機(jī)、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術(shù)。如果把電梯也算做交通運(yùn)輸，那么它也需要電力電子技術(shù)。以前的電梯大都采用直流調(diào)速系統(tǒng)，而近年來交流變頻調(diào)速已成為主流。
2.3電子裝置用電源
各種電子裝置一般都需要不同電壓等級(jí)的直流電源供電。通信設(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現(xiàn)在已改為采用全控型器件的高頻開關(guān)電源。大型計(jì)算機(jī)所需的工作電源、微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開關(guān)電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩(wěn)壓電源供電，由于高頻開關(guān)電源體積小、重量輕、效率高，現(xiàn)在已逐漸取代了線性電源。因?yàn)楦鞣N信息技術(shù)裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息電子技術(shù)離不開電力電子技術(shù)。
2.4家用電器
【關(guān)鍵詞】電力電子電路；電力電子；電子元件
電力電子技術(shù)誕生近半個(gè)世紀(jì)以來，使電氣工程、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)生了深刻的變化，同時(shí)也給人們的生活帶來了巨大的影響。目前，電力電子技術(shù)仍以迅猛的速度發(fā)展著，新的電力電子器件層出不窮，新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)展。不論在全世界還是在我國，電力電子慢慢的被人所熟知，下面我們就電力電子電路和其應(yīng)用、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。
1.電力電子電路
1.1 電子電路的概念
電子電路時(shí)利用電力電子器件對(duì)工業(yè)電能進(jìn)行變換和控制的大功率電子電路。因?yàn)殡娐分袩o旋轉(zhuǎn)元、部件，故又稱靜止式變流電路，以區(qū)別于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式變流電路（由電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)組成的變流電路）。電力電子電路始見于20世紀(jì)30年代，包括由氣體閘流管和汞弧整流管組成的低頻變流電路和由高頻電子管組成的變流電路。它們構(gòu)成了第一代電力電子電路。60年代由晶閘管組成了第二代電路，泛稱半導(dǎo)體電力電子電路（又稱半導(dǎo)體變流電路）。80年代，由于可關(guān)斷晶閘管（GTO）和雙極型功率晶體管（GTR）等新型器件的實(shí)用化，又逐漸在不同領(lǐng)域中取代了普通晶閘管并形成第三代電路。由于它們具有控制極關(guān)斷和工作頻帶較寬的優(yōu)點(diǎn)，使電力電子電路具有更佳的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能，獲得了更為廣泛的應(yīng)用。
1.2 電力電子電路的特征
電力電子器件一般都工作在開關(guān)狀態(tài)導(dǎo)通時(shí)（通態(tài)）阻抗很小，接近于短路，電壓降接近于零，而電流由外電路決定阻斷時(shí)（斷態(tài)）阻抗很大，接近于斷路，電流幾乎為零，而管子兩端電壓由外電路決定電力電子器件的動(dòng)態(tài)特性（也就是開關(guān)特性）和參數(shù)，也是電力電子器件特性很重要的方面，有些時(shí)候甚至上升為第一位的重要問題。作電路分析時(shí)，為簡(jiǎn)單起見往往用理想開關(guān)來代替
1.3 典型電力電子電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
電力電子電路的系統(tǒng)包括以下三種：
（1）電力電子器件：如功率二極管、晶閘管、功率MOSFET、IGBT、MCT等，分為不控型、半控型、全控型三種類型。
（2）電力電子電路：包括整流（AC/DC變換）、逆變（DC/AC變換）、直流變換（DC/DC變換）、交流變換（AC/AC變換）四大基本類型的變換電路。
（3）電力電子電路的輔助電路：包括控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、緩沖電路、保護(hù)電路等幾大類電路。
1.4 電力電子電路的分類
按實(shí)現(xiàn)電能變換時(shí)電路功能分類，可分為4種。
①整流電路（AC/DC變換電路）：具有整流功能的電路。凡將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的過程泛稱為整流。
②逆變電路（DC/AC變換電路）：具有逆變功能的電路。凡將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的過程稱為逆變。
③交流變換電路（AC/AC變換電路）：能將交流電能的大小和頻率加以改變的電路。前者稱交流調(diào)壓電路；后者稱變頻電路。
④直流變換電路（DC/DC變換電路）：能將直流電能的大小和方向加以改變的電路。由于采用斬波控制方式，故又稱直流斬波電路。
2.電力電子技術(shù)的應(yīng)用
自20世紀(jì)80年代，柔流輸電（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。
2.1 在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行特性。配電系統(tǒng)迫切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)量控制既要滿足對(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，即用戶電力（Custom Power）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)備的縮小版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場(chǎng)介入相對(duì)容易，開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對(duì)較低，隨著電力電子器件價(jià)格的不斷降低，可以預(yù)期DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。
2.2 在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用
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)備破壞，功率因數(shù)下降，嚴(yán)懲時(shí)會(huì)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)增裝無功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)。
2.3 優(yōu)化電能的使用
通過電力電子技術(shù)對(duì)電能的處理，使電能的使用達(dá)到合理、高效和節(jié)約，實(shí)現(xiàn)了電能使用最佳化。例如，在節(jié)電方面，針對(duì)風(fēng)機(jī)水泵、電力牽引、軋機(jī)冶煉、輕工造紙、工業(yè)窯爐、感應(yīng)加熱、電焊、化工、電解等14個(gè)方面的調(diào)查，潛在節(jié)電總量相當(dāng)于1990年全國發(fā)電量的16%，所以推廣應(yīng)用電力電子技術(shù)是節(jié)能的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施，一般節(jié)能效果可達(dá)10%-40%。
3.電力電子技術(shù)目前在我國存在的主要問題
雖然我國電力電子的開發(fā)研究已有50年歷史，過去已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是與超大規(guī)模集成電路的發(fā)展一樣，該領(lǐng)域科技發(fā)展速度太快，加之我國財(cái)力和原有基礎(chǔ)薄弱等因素的限制，特別是當(dāng)前面臨國外高科技沖擊等原因，我國電力電子有種被“邊緣化”的趨勢(shì)：即各行各業(yè)都迫切需要它，但是，各應(yīng)用領(lǐng)域均沒將其作為研究重點(diǎn)，國內(nèi)解決不了的就依靠進(jìn)口！
當(dāng)前存在的主要問題是：目前我國生產(chǎn)的大多數(shù)電力電子產(chǎn)品和裝置還主要基于晶閘管；雖然也能制造一些高技術(shù)的電力電子產(chǎn)品和裝置，但是它們均是采用國外生產(chǎn)的電力電子器件和組件多以組裝集成的方式制造的；特別是先進(jìn)的全控型電力電子器件則全部依賴進(jìn)口，而許多關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)命脈和國家安全的若干關(guān)鍵領(lǐng)域中的核心技術(shù)、軟、硬件和關(guān)鍵設(shè)備，國外均是對(duì)我國進(jìn)行控制和封鎖的。特別是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)命脈和國家安全的若干關(guān)鍵領(lǐng)域中的核心技術(shù)與國外先進(jìn)水平的差距更大，迅速改變這一現(xiàn)狀是我們面臨的挑戰(zhàn)和義不容辭的任務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1]陳章潮，唐德光.城市電網(wǎng)規(guī)劃與改造[M].北京：中國電力出版社，1985.
關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；電力系統(tǒng)；未來展望
前言：電力電子起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代，并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。據(jù)估計(jì)，發(fā)達(dá)國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進(jìn)程中，電力電子技術(shù)是關(guān)鍵點(diǎn)技術(shù)之一?？梢院敛豢鋸埖卣f，如果離開了電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化就是不可想象的。
電力系統(tǒng)中電力電子新技術(shù)有很多類，靜止勵(lì)磁控制、風(fēng)力、太陽能發(fā)電、柔流輸電、智能電網(wǎng)、超高壓交、直流輸電等。我國比較出色的是超高壓交、直流輸電技術(shù)。以下就電力電子新技術(shù)在發(fā)電、輸電、配電及未來其他方面的應(yīng)用做簡(jiǎn)要分析。
一、發(fā)電系統(tǒng)方面
1、靜止勵(lì)磁控制的應(yīng)用
隨著發(fā)電機(jī)容量的不斷增大，對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的要求越來越高。傳統(tǒng)的直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁因大電流下的火花問題無法使用，三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)則因系統(tǒng)復(fù)雜、機(jī)組軸系穩(wěn)定性等問題而受到越來越多的限制；自并激靜止勵(lì)磁系統(tǒng)以其接線簡(jiǎn)單、可靠性高、工程造價(jià)低、調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快、滅磁效果好的特點(diǎn)而得到越來越廣泛的應(yīng)用。特別是隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和大容量可控硅制造水平的逐步成熟，大型汽輪發(fā)電機(jī)采用自并激勵(lì)磁方式已成為一種趨勢(shì)。國外某些公司甚至把這種方式列為大型機(jī)組的定型勵(lì)磁方式。自上世紀(jì)90年代后期以來，新建國產(chǎn)300MW機(jī)組已幾乎全部采用自并激靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。
2、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用
風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步很快，風(fēng)電機(jī)組高科技含量大，機(jī)組可靠性提高，單機(jī)容量2500KW以下的技術(shù)已經(jīng)成熟，風(fēng)電的突出優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境效益好，不影響農(nóng)田和牧場(chǎng)的正常生產(chǎn)，但由于風(fēng)速是隨時(shí)變化的，風(fēng)電的不穩(wěn)定性會(huì)給電網(wǎng)帶來一定影響，目前許多電網(wǎng)內(nèi)都建設(shè)有調(diào)峰用的抽水蓄能電站，結(jié)合變頻電源技術(shù)可使機(jī)組變速運(yùn)行，調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子輸出頻率恒定，從而克服了風(fēng)電的這個(gè)缺點(diǎn)。
3、太陽能發(fā)電控制體系
太陽能是一種干凈的可再生的新能源，太陽能發(fā)電就是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，要使太陽能發(fā)電真正達(dá)到實(shí)用水平，一是要提高太陽能光電變換效率并降低其成本，二是要實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電同現(xiàn)在的電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。大功率太陽能發(fā)電，無論是獨(dú)立系統(tǒng)還是并網(wǎng)系統(tǒng)，通常需要將太陽能電池陣列發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，所以要具有最大功率跟蹤功能的逆變器成為系統(tǒng)的核心
二、輸電系統(tǒng)方面
1、高壓直流輸電（HVDC）
直流輸電在技術(shù)方面有許多優(yōu)點(diǎn)：(1)不存在系統(tǒng)穩(wěn)定問題，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的非同期互聯(lián)；(2)可以限制短路電流；(3)沒有電容充電電流；(4)線路有功損耗?。?5)輸送相同功率時(shí)，線路造價(jià)低；(6)調(diào)節(jié)速度快，運(yùn)行可靠；(7)適宜于海下輸電。1970年世界上第一項(xiàng)晶閘管換流器，標(biāo)志著電力電子技術(shù)正式應(yīng)用于直流輸電?？申P(guān)斷器件組成的換流器，由于采用了可關(guān)斷的電力電子器件，可避免換相失敗，對(duì)受端系統(tǒng)的容量沒有要求，故可用于向孤立小系統(tǒng)（海上石油平臺(tái)、海島） 供電，今后還可用于城市配電系統(tǒng)，并用于接入燃料電池、光伏發(fā)電等分布式電源。
高壓直流輸電原理圖如下：
隨著大功率電子器件(如：可關(guān)斷的晶閘管、MOS控制的晶閘管、絕緣門極雙極性三極管等)開斷能力不斷提高，新的大功率電力電子器件的出現(xiàn)和投入應(yīng)用，高壓直流輸電設(shè)備的性能必將進(jìn)一步得以改善，設(shè)備結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，從而減少換流站的占地面積、降低工程造價(jià)。
2、靜止無功補(bǔ)償（SVC）
靜止無功補(bǔ)償器（SVC）于20上世紀(jì)70年代興起，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展的很成熟的FACTS裝置，其被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的負(fù)荷補(bǔ)償和輸電線路補(bǔ)償（電壓和無功補(bǔ)償）。為了穩(wěn)定電壓，提高功率因數(shù)以降低能耗，必須對(duì)具有時(shí)變沖擊性的無功負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償。采用無觸頭晶閘管開關(guān)的靜止無功補(bǔ)償裝置，能自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)無功的變化波動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)，具有響應(yīng)速度快，工作可靠的特點(diǎn)。在大功率電網(wǎng)中，SVC被用于電壓控制或用于獲得其它效益，如提高系統(tǒng)的阻尼和穩(wěn)定性等。
3、可控串聯(lián)補(bǔ)償（TCSC）
可控串補(bǔ)的正式名稱是晶閘管控串聯(lián)補(bǔ)償，可以在很多方面改善電力系統(tǒng)的性能。它能增加系統(tǒng)容量，提高已有線路和新建線路的輸電能力，從而用更少的線路輸送更多電力，節(jié)省資金，對(duì)環(huán)境保護(hù)也有一定好處，此外，它還能消除次同步震蕩。次同步震蕩是輸電線路在一定運(yùn)行條件下和串聯(lián)補(bǔ)償相關(guān)的一種諧振現(xiàn)象，消除次同步諧振的危險(xiǎn)意味著擴(kuò)補(bǔ)償?shù)氖褂梅秶?。可控串補(bǔ)原理如下圖。
其中，C是串聯(lián)電容，L是電感線圈，V是反并聯(lián)的晶閘管閥，B是旁路斷路器。晶閘的導(dǎo)通角受到控制器的控制，由于導(dǎo)通角的變化使電感電感L上的電流IL發(fā)生變化，IL和電容電流ICO組成新的電容電流IC，他在C上產(chǎn)生的電壓VC與ICO所產(chǎn)生的電壓VCO不同，這樣就從IL的變化引起了VC的變化，相應(yīng)的容抗XC與沒有IL時(shí)的XCO也不相同，使串聯(lián)電容等值容抗根據(jù)控制器在動(dòng)態(tài)情況下連續(xù)調(diào)節(jié)
4、柔流輸電（FACTS）技術(shù)
電網(wǎng)發(fā)展的需求促進(jìn)了柔流輸電這項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。柔性的交流輸電技術(shù)是上世紀(jì)八十年代后期出現(xiàn)的新技術(shù)，近年來在世界上發(fā)展迅速。柔流輸電技術(shù)是指電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)電壓、參數(shù)（如線路阻抗）、相位角、功率潮流的連續(xù)調(diào)節(jié)控制，從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，降低輸電損耗。到目前，F(xiàn)ACTS控制器已有數(shù)十種，按其安裝位置可分為發(fā)電型、輸電型和供電型3大類，但共同的功能都是通過快速、精確、有效地控制電力系統(tǒng)中一個(gè)或幾個(gè)變量（如電壓、功率、阻抗、短路電流、勵(lì)磁電流等），從而增強(qiáng)交流輸電或電網(wǎng)的運(yùn)行性能。
三、配電系統(tǒng)方面
配電系統(tǒng)迫切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)量控制既要滿足對(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，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)備的縮小版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場(chǎng)介入相對(duì)容易，開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對(duì)較低，隨著電力電子器件價(jià)格的不斷降低，可以預(yù)期DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。
四、電力電子技術(shù)新應(yīng)用領(lǐng)域展望
電力電子技術(shù)的應(yīng)用將成為新世紀(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、發(fā)電及配電領(lǐng)域
我國在21世紀(jì)開始10年的電力建設(shè)發(fā)展速度約為7.4～8.0％，若按7.5％的速度安排電力建設(shè)，并考慮技術(shù)進(jìn)步和加強(qiáng)節(jié)電及需求側(cè)負(fù)荷管理，電力彈性系數(shù)按0.80～0.85來考慮，到2010年全國電力裝機(jī)仍要求達(dá)到5.4～5.5億kW以上，也就是說要求10年內(nèi)平均每年要新增電力裝機(jī)容量達(dá)2400～2500萬kW，這一建設(shè)規(guī)模是十分巨大的。即使這樣仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了我國國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的需要，為此我國電力部已明確指出“我國在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)必須采用開發(fā)與節(jié)約并重的總方針，在大規(guī)模進(jìn)行電力建設(shè)的同時(shí)，還要大力推進(jìn)以科技進(jìn)步為中心的節(jié)能、節(jié)電、提高效益的電力技術(shù)改造工作。”從用電角度來說，利用電力電子技術(shù)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，提高用電效率;從發(fā)、配電角度來說，必須利用電力電子技術(shù)提高發(fā)電效率和提高輸配電質(zhì)量。現(xiàn)代電力系統(tǒng)的控制必須包括下列兩個(gè)方面的要求：（1）維持電源電壓和頻率的穩(wěn)定，滿足負(fù)荷的要求。特別要求系統(tǒng)具有良好的高峰/低谷調(diào)節(jié)能力，并能滿足對(duì)電能質(zhì)量的要求，即穩(wěn)定的電壓、頻率，三相對(duì)稱，低的諧波分量等。（2）在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)防止故障擴(kuò)大和消除故障的能力，以保護(hù)系統(tǒng)免于崩潰。近十幾年來，隨著電力電子器件和變流技術(shù)的飛速發(fā)展，高壓大功率電力電子裝置的諸多優(yōu)良特性決定了它在電力系統(tǒng)應(yīng)用中具有強(qiáng)大的生命力。
2、電能儲(chǔ)存裝置
作為一種特殊商品，交流電是無法儲(chǔ)存的。這使用電量的變化無法實(shí)現(xiàn)峰谷調(diào)劑，即不能用晚上富余的發(fā)電來補(bǔ)充白天用電超容量的需要。發(fā)電裝機(jī)能力必須按最大負(fù)荷準(zhǔn)備，但所裝發(fā)電機(jī)的實(shí)際平均利用率卻比較低。
儲(chǔ)能發(fā)電站的構(gòu)思是不錯(cuò)的：白天水庫放水發(fā)電，支援用電高峰；晚上到用電谷期用富余的網(wǎng)電把該發(fā)電機(jī)作水泵電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，把落到下游的水抽上去，增加水庫的庫容，以增加第二天白天的發(fā)電量。但這種系統(tǒng)的效率很低。利用電力電子技術(shù)，把晚間的交流電整流為直流電，儲(chǔ)存到蓄電池和大電容器的并聯(lián)組合中。當(dāng)白天需要用電時(shí)，再利用電力電子技術(shù)，把夜里儲(chǔ)存起來的直流電再逆變?yōu)榭捎玫慕涣麟?，甚至同電網(wǎng)并聯(lián)使用。這樣的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率比較高。
在21世紀(jì)能源緊缺的世界上，這種以谷補(bǔ)峰的合理用電措施必將普及推廣。但所有這些辦法只有在政策上采取用電峰谷差異電價(jià)才可能實(shí)行。而且峰谷電價(jià)應(yīng)相差4倍以上才能使用戶有積極性使用，以彌補(bǔ)購置儲(chǔ)能設(shè)備的費(fèi)用。要推廣這種儲(chǔ)能設(shè)備，給電力電子又打開了一個(gè)應(yīng)用空間。
3、中壓直流輸電
20世紀(jì)的后二十年，電力系統(tǒng)中采用高壓直流遠(yuǎn)距離輸電顯示了很大的優(yōu)越性。采用直流輸配電系統(tǒng)具有功率因數(shù)高（沒有無功問題）、電網(wǎng)污染小、節(jié)電等優(yōu)點(diǎn)。這種技術(shù)有可能在今后十年推廣到中電壓（1kV左右）直流輸電范圍來。在石油、礦山、電力等部門企業(yè)中，用電負(fù)載散布在相距幾十、上百公里的范圍，不可能也不值得在各應(yīng)用點(diǎn)設(shè)大量降壓變電站，從總發(fā)電站或總變電站送出的工頻三相380V標(biāo)準(zhǔn)電力有很大線損，而且沿輸電線的偷電現(xiàn)象十分嚴(yán)重。如果在變電站里設(shè)置一臺(tái)容量較大的整流器，送出1kV直流電；在負(fù)載側(cè)首先安裝斬波器，把輸入電壓靈活地穩(wěn)定到與三相380V交流系統(tǒng)適應(yīng)的直流值；然后接逆變器，把該穩(wěn)壓直流電逆變成工頻標(biāo)準(zhǔn)電壓，以交流三相380V供給抽油機(jī)等需要調(diào)速的正常負(fù)載節(jié)能運(yùn)行。這樣，把大量的“交－直－交”變頻調(diào)速器展開了：把“交－直”整流部分集中到主變電站，而把“直－交”逆變部分分布在各用電點(diǎn)。既節(jié)約了電能，又防止了偷電。如果逐步采用直流供電，充分發(fā)揮逆變器和斬波器的作用，來高效率地供給各種交、直流負(fù)載。這樣的社會(huì)供電系統(tǒng)，也許會(huì)帶來更安全、更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。在未來十年中，這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)在某些行業(yè)中先行，再逐步推廣。
4、照明方面
照明是電力電子技術(shù)應(yīng)用的另一個(gè)重要方面。隨著社會(huì)的發(fā)展，照明用電占總發(fā)電量的比率與日俱增。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，1992年我國照明用電量為700億kW-h，而到了1995年為1000億kW-h，占總發(fā)電量的10％，2000年照明用電達(dá)1500億kW-h。照明用電的迅速增加不但要增加大量的電力投資，而且還會(huì)產(chǎn)生大量污染，照明在能源及其環(huán)境污染上的嚴(yán)重問題引起了人們的共識(shí)，我國在1996年正式啟動(dòng)了綠色照明工程，其目的就是制定一系列經(jīng)濟(jì)與政策措施，扶持重點(diǎn)企業(yè)發(fā)展節(jié)能光源、電子節(jié)能電器和節(jié)能燈具，實(shí)施節(jié)能照明。
結(jié)束語：電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的大量運(yùn)用，其技術(shù)不斷成熟，電力電子技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。且其遠(yuǎn)大的發(fā)展前途，使人們將看到今后十年有關(guān)電力電子的新思想、新理論、新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品、新應(yīng)用將在各界的共同努力下，不斷涌現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：直流輸電；電力電子；發(fā)電機(jī)
一、前言
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，它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設(shè)備發(fā)行、電能質(zhì)量控制、新能源開發(fā)和民用產(chǎn)品等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用。最成功地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)是直流輸電(HVDC)。自20世紀(jì)80年代，柔流輸電(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)。本文介紹了電力電子技術(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。
二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用
自20世紀(jì)80年代，柔流輸電(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。
(一)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。
1大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制
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(jiǎn)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。
2水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁
水力發(fā)電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當(dāng)水頭的變化幅度較大時(shí)(尤其是抽水蓄能機(jī)組)，機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速便隨之發(fā)生變化。風(fēng)力發(fā)電的有效功率與風(fēng)速的三次方成正比，風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機(jī)組變速運(yùn)行，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。
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為8％，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)外有眾多的生產(chǎn)廠家，并不完整的系列產(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)不多，國內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開發(fā)。
(二)在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行特性。
1直流輸電(HVDC)和輕型直流輸電(HVDCLight)技術(shù)
直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1970年世界上第一項(xiàng)晶閘管換流器，標(biāo)志著電力電子技術(shù)正式應(yīng)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(shù)
FACTS技術(shù)的概念問世干20世紀(jì)80年代后期，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，大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。
20世紀(jì)90年代以來，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。其輸出無功的大小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，成本較低，所以較早得到應(yīng)用。
(三)在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
配電系統(tǒng)迫切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)量控制既要滿足對(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，即用戶電力(customPower)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)備的縮小版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場(chǎng)介入相對(duì)容易，開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對(duì)較低，隨著電力電子器件價(jià)格的不斷降低，可以預(yù)期DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。
(四)在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用
1變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行
電動(dòng)機(jī)本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個(gè)方面，通過變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個(gè)方面，只有將二者結(jié)合起來，電動(dòng)機(jī)節(jié)電方較完善。目前，交流調(diào)速在冶金、礦山等部門及社會(huì)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。首先是風(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。
變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級(jí)調(diào)速。在調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，節(jié)電率一般可達(dá)30％左右。其缺點(diǎn)主要為：成本高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。
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)備破壞，功率因數(shù)下降，嚴(yán)懲時(shí)會(huì)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)增裝無功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)。