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电力电子技术应用范文1
引言:现代电力电子技术是以高新技术知识为基础的一种知识密集型技术综合,是强弱电相结合的新学科,一方面它是电子学在高电压、大电流等强电或电工领域的一个分支,另一方面它也是电工学在低电压、大电流等电流弱电或电子领域的一个分支。当前,电力电子技术与微电子技术的结合已成为当今技术发展的主流电力电子技术的应用,贯穿在电能的获取、传输、变换和利用的几乎每个环节,使用电效率、节能效益、供电质量大大提高。电力电子技术的应用在电气自动化中发挥越来越重要的作用,为电能的产生和利用搭起了桥梁,为电能的输出、应用提供了更好的方式和平台,从根本上提高了电能的应用效率。
一、电力电子技术的特点
电力电子技术是以功率和变换为主要对象的现代工业电子技术,当代工、农业等各个领域都离不开电能,离不开表征电能的电压、电流、频率、波形和相位等基本参 数的控制和转换,而电力电子技术可以对这些参数进行精确的控制和高效的处理,所以电子技术是实现电气工程现代化的重要基础。电力电子技术应用范围十分广泛,国防、工业、交通运输、能源、通信系统、电力系统、计算机系统、新能源系统以及家用电器等无不渗透着电力电子技术的成果。因而,电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心,并伴随着变换技术和控制技术的发展而发展的。
二、电力电子技术的发展
现代电力应用电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。
1、整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。
2、逆变器时代
变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
3、变频器时代
当前,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率 M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
三、电力电子技术的应用
1、电力电子技术在电力系统中的应用
将电力电子技术引人电力系统并获得广泛应用的领域,首推应是同步发电机励磁系统,这种励磁系统由于动作迅速,容易设计出高顶值电压,并且控制功率小,另一领域是交流电动机的变频调速,它的应用,节约了可观的电能 近年来,国外还研究将电力电子技术引入抽水蓄能电站,以提高水泵水轮机的效率。并已取得成果在电力系统的发电、输电和配电环节中都离不开电力电子器件和电力电子技术。电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用极大地改善这些设备的运行特性。
2、电力电子技术在工业中的应用
在工业中大量应用交直流电动机进行电力拖动,直流电动机有良好的调速性能,给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来电力电子变频技术的迅速发展,使交流电机的调速性能可与直流电机媲美,交流调速技术大量应用并占据主导地位。电化学工业大量使用直流电源,电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
3、在交通运输上的应用
电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置,交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中,电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外,车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制,其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机,它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源,因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输,那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统,而近年来交流变频调速已成为主流。
4、电力电子技术在家用电器中的应用
照明在家用电器中有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源,通常被称为“节能灯”,正逐步取代传统的白炽灯和日光灯变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子之一。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外,有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。
5、电子装置用电源
各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源,现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中,以前大量采用线性稳压电源供电,由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高,现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源,所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。
结语
电力电子技术正在不断发展,新材料、新结构器件的陆续诞生,计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持,在各行各业中的应用越来越广泛,从人类对宇宙和大自然的探索,到同民经济的各个领域,再到我们的衣食住行,到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。
电力电子技术应用范文2
摘要:随着经济的快速发展和社会的全面进步,我国的能源供应和环境污染越来越突出。一般估计,地球上的石油还可供人类开采40年~50年 ,煤炭约200年。我国的石油剩余开采量仅有全球人均的1/10,煤炭仅有1/2。火力发电,燃烧大量煤炭,排放SO2和CO2,汽车尾气也是城市空气污染的首要因素。新能源的开发与利用迫在眉睫,而在新能源的利用中,电力电子技术扮演者重要的角色。
关键词:电力电子技术;新能源;开发;利用
一、风力发电
风能是洁净的,可再生的,储量很大的低碳能源,为了缓解能源危机和供电压力,改善生存环境,在20世纪70年代中叶以后受到重视和开发利用。风力发电是可再生能源领域中除水能外,技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。目前我国主要的能源是火力发电、水力发电、核能,风力发电的成本比核电要低。风力发电相对于太阳能、生物质能等其它可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小。在过去20多年里, 风力发电技术不断取得突破, 规模经济性日益明显。随着风力发电技术的改进, 风力发电机组将越来越便宜和高效。增大风力发电机组的单机容量就减少基础设施的投入费用, 而且同样的装机容量需要更少数目的机组, 这也节约了成本。随着融成本的降低和开发商的经验丰富, 项目开发的成本也相应得到降低。风力发电机组可靠性的改进也减少了运行维护的平均成本。
国际能源专家预言: 21世纪是风力发电的世纪。可以说,绿色能源———风力发电将为人类最终解决能源问题带来新的希望。目前风力发电通常有三种运行方式:1.独立运行2.联合供电方式3.并网型风力发电运行方式,这是风力发电的主要运行方式。
风力发电系统示意图
大部分可再生能源和其他分布式发电系统产生的电能通常都是不稳定的,如果不加控制和调节,就会对电网造成严重的冲击,同时为了保证将尽可能多的有功能量送人电网,风力发电系统还必须有储能环节,并需解决存储能量再次转化的问题。上述这些过程都需要利用电力电子技术对其进行控制。
风能取之不竭,耗之不尽。合理利用风能,既可减少环境污染,又可减轻越来越大的能源短缺所造成的压力。发展风电有利于调整能源结构:电源结构中75%是燃煤火电,增加风电等洁电源。尤其在减少C02等温室气体排放,缓解全球气候变暖方面,风电是有效措施之一。发展风电是解决我国能源供应不足的有效途径之一。就社会效益来讲,开展风力发电技术的研究有助于解决我国乃至全世界范围内的能源短缺的问题。
二、太阳能发电
太阳能是取之不尽,用之不竭的能源。太阳能作为清洁的可再生能源,越来越受到人们的重视,应用领域也越来越广泛。中国的太阳能资源至少是风能资源的100倍,每年接收的太阳能是总消耗一次能源的600倍,据统计,我国2/3以上国土面积的年日照时间在2200h以上,年辐射总量在502万kJ/m2以上,为太阳能的利用创造了丰富的资源和有利条件。
目前太阳能在利用中,主要采用了三种技术:太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术。
太阳能光电技术是指利用太阳能电池将白天的太阳能转化为电能由蓄电池储存上在放电控制器的控制下释放出来,供室内照明和其他需要。目前占主流的太阳电池是硅太阳电池,它又分单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池(总称晶体硅太阳电池)和非晶硅太阳电池。整个光伏系统由太阳能电池、蓄电池、负载和控制器组成。
太阳能热发电技术就是利用光学系统聚集太阳辐射能,用以加热工质,生产高温蒸汽。驱动汽轮机组发电,简称光热发电技术。他与光伏发电相比,具有效率高、结构紧凑、运行成本低等优点。目前技术比较成熟且应用比较广泛的是蔬菜温室大棚、中药材和果脯干燥及太阳能热水器等。
将光能直接转换成电能的过程确切地说应叫光伏效应。不需要借助其它任何机械部件,光线中的能量被半导体器件的电子获得,于是就产生了电能。这种把光能转换成为电能的能量转换器,就是太阳能电池。太阳能电池也同晶体管一样,是由半导体组成的。它的主要材料是硅,也有一些其他合金。光伏发电系统分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。完全依靠太阳电池供电的光伏系统,系统中太阳电池方阵受光照时发出的电力是唯一的能量来源。首先最简单的独立光伏系统是直联系统,发出的直流电力直接供给负载使用,中间没有储能设备,负载只在有光照时才能工作。这种系统有太阳能水泵、太阳能风帽、太阳能路灯等。并网光伏发电系统:太阳电池方阵发出的直流电力经过逆变器变换成交流电,且与电网并联并向电网输送电力的光伏发电系统。这类光伏系统发展很快,在20世纪末,并网光伏系统的用量就超过了独立光伏系统。并网光伏发电系统可分为两大类:光伏电站和户用并网光伏系统。
在光伏系统中太阳能电池、蓄电池、控制器,都离不开电力电子技术,在太阳能到电能的转换中,电力电子技术发挥着重要的作用。
电力电子技术应用范文3
[关键词] 电力电子技术 电力系统 应用
0.引言
电力电子技术经历了半个世纪的发展历程,目前已在众多领域得到广泛地运用,诸如民用产品、传统产业设备发行以及新能源开发等行业。它将现代控制技术、功率半导体器件、计算机技术和电路技术作为支撑依据已经在国民经济中发挥出不可替代的重要作用,其直接影响着未来输电系统的性能。HVDC――直流输电――是在电力系统中最为成功的电力电子技术。继上世纪八十年,提出了FACTS――柔流输电――的概念,从而电力系统中应用电力电子技术引起了众多学者的研究与关注,众多的阐述以及总结有关设备的基本原理层见迭出,相继又产生了各种设备。电力系统是电力电子技术得以充分应用的一个重要领域,因此,探讨电力电子技术在电力系统中的应用具有现实的意义。
1.电力电子技术在发电环节中的应用
在电力系统的发电环节中,将牵涉到众多种类的发电机组的设备,怎样提高和加强此些设备的运行特性是我们所要达到的目的,而电力电子技术在发电环节中的应用就能够很好的实现这种目的。
1.1 大型发电机的静止励磁控制
静止励磁的优点是具有较为简单的结构、较高的可靠性,并且造价也不高,其通过晶闸管整流自并励方式已在各大电力系统中普遍的使用。因为对中间惯性环节即励磁机的省去,使得它具备了特有的快速性调节,这样一来,为先进的控制规律提供提供了充分发挥作用,同时控制效果更加良好。
1.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁
水力发电的有效功率主要取决于以下两点:水头压力以及流量。在具有相对大的水头变化幅度的情况下,抽水蓄能机组最佳转速也会随着水头的变化幅度而产生变化。风速的三次方同风力发电的有效功率呈正比,风车捕捉最大风能的转速会随着风速的变化产生变化。因此,机组变速运行,易言之,对转子励磁电流的频率进行调整,让它同转子转速叠加后具有相对恒定的定子频率,进而取得最大的有效功率,电力电子技术在在水力、风力发电机的运用当中,变频电源是技术核心。
1.3 发电厂风机水泵的变频调速
发电厂的厂用电率平均是8%,在火电设备总耗电量中,风机水泵耗电量大约占到65%,不但具有较大的耗电量,而且运行效率也不高,为了实现节能的目的,在使用高压(低压)变频器的时候能够使风机水泵变频调速,进而降低耗电量。从当前的状况而言,低压变频器技术的成熟性毋庸置疑,在国内乃至国外都有很多的生产厂家,仅是系列产品在一定程度上还不具有完整性。然而能够设计并生产高压大容量变频器的厂家还没有几个,这就需要通过校企合作的方式,进行联合开发,从而达到满足生产需求的目的。
2.电力电子技术在在输电环节中的应用
2.1高压直流输电技术。 20世纪70年代,在瑞典建成世界上第一项晶闸管换流阀实验工程,从而替代了以前的汞弧阀换流器,这是电力电子技术在直流输电中获得应用的一个里程碑时段。从此之后,在直流输电工程,都以使用晶闸管换流阀为主。近年来,随着科学技术的不断发展,新的直流输电技术通过使用诸如GTO等可关断器和脉宽调制技术,不必采用换流变压器,从而能够让整个换流站搬迁,在较短的输送距离中,这就加强了中型直流输电工程的竞争力。另外,由于使用了可关断的电力电子器件,避免了换流器换相的不成功,加之不存在要求受端系统的容量,所以,能够应用于海上石油平台等这些小系统的供电。将来还能够用于城市配电系统。这些年来,直流输电技术获得了进一步发展,IGBT等可关断电力电子器件组成的换流器被应用在轻型的直流输电器件上,通过脉宽调制技术进行无源逆变,使得直流输电向无交流电源的负荷点送电的难题得到解决,不仅在极大地简化了设备,而且减少了造价成本。
2.2柔流输电(FACTS)技术。柔性的交流输电技术产生于上世纪八十年代的后期,这些年取得迅速的发展。FACTS是指现代控制技术同电力电子技术相结合,达到连续调节、控制相位角、电压等的目的,进而在很大程度上加强输电线路的输送能力,提升电力系统的可靠性,减少输电过程的损耗量。因为传统的调节电力潮流的手段仅能达到调节局部稳态潮流的作用,加之机械开关的动作时间较长,没有较快的响应,根本不可以适应在暂态过程中快速柔性连续调节和阻尼系统振荡的需求,所以,电网发展的要求使得柔流输电(FACTS)技术获得良好的应用与发展,截止目前,柔流输电控制器有许多种,且均能对电力系统中变量,例如励磁电流、电压、阻抗以及功率等等进行控制,继而提高交流输电的运行性能。
3.电力电子技术在在配电环节中的应用
在配电环节,我们亟待解决的问题是加强供电的稳定性以及提高电能质量。应用用户电力技术(Custom Power)亦称DFACTS技术是配电环节应用电力电子技术的最为普遍的技术,它是现代控制技术同电力电子技术的有效结合,配电环节应用用户电力技术的主要手段是通过交流输出电系统,加强供电的稳定性,提高配电的输出能力,并且提升电能质量。此外,在配电环节被普遍运用的电力电子技术还有柔流输电即FACTS技术,而用户电力技术可以看做是FACTS设备的缩小版或者姊妹型新技术,其功能原理在前文已进行分析,在此不作赘述。当前,DFACTS技术和FACTS技术已经发展到融合为一体。
4.电力电子技术在节能环节的应用
4.1变负荷电动机调速运行
为了使电力电子技术在在节能环节有所作为,我们就需着手于以下两方面:①电动机自身方面的应用;②变负荷电动机的调速技术的应用。倘若能将两者有机的结合在一起,势必会使电动机的节能获得显著的效果。近年来,风机和水泵在国外大多数采用调速控制,鉴于在国内对其的应用还不够成熟,以及由于变负荷的风机和泵类等采用交流调速替代节流阀(或者挡风板)对水流量、风流量进行控制都能取得良好的效果,并且具有较高的效率和精度,以及较广的调速范围,加之能够连续无级调速,同时在调速过程中具有相对小的转差损耗,节电率能够达到百分之三十,然而采用调速控制虽然有上述优点,却也存在较高的成本以及产生高次谐波的缺点,但这并不会影响其在矿山和冶金等部门的推广。因此,我国对其应加强研究,并需要进一步推广,
4.2减少无功损耗,提高功率因数
交流异步电动机以及变压器在电气设备中均属于感性负载,其在运行的过程中对无功功率、有功功率都要消耗,所以,同有功电源一样,无功电源是确保电能质量的不可或缺的部分,要在电力系统中维持无功平衡,不然,将导致功率因数的降低,系统电压的下降以及设备的损坏,甚至致使大规模的停电事故的出现,为了杜绝此类事件的产生,我们要在电力网或电气设备无功容量不足时,增装无功补偿设备,提高设备功率因数。
5.结束语
综上所述,电力电子技术能够在电力系统的众多领域得到广泛地运用,随着现代计算机技术的不断发展,我们应加大电力电子技术的研究力度,使其应用性更加的完善,对电力系统的控制以及节能起到更大的作用,以及最大幅度地提高电力系统的稳定性,从而获得巨大效益。
电力电子技术应用范文4
关键词:电力;电子技术;电气控制
电力电子技术的高速发展,在给人们的生活工作带来更大便利的同时,也得到了电气控制领域的高度关注。作为电气控制的重要组成部分,电气自动化控制系统能有效保障电气设备运行的安全性和稳定性。随着科技的进步,更多先进的电力电子器件应用其中,对于提高整个电力控制系统的可靠性具有重要意义。
1电力电子技术的概念以发展历程
1.1概念
所谓的电力电子技术,就是指应用于电力领域的技术手段,其主要功能就是对电力系统中的原件配件实施有效的控制,以此来实现提升整个系统工作效率的目标。现阶段,电力电子技术主要分为两大类型,分别是器件研制技术以及变流技术。在电气控制领域,电力电子技术起着至关重要的作用,其通过结合电子学、电工学以及控制技术三大专业学科,对处于运行状态的电气设备实施有效地控制,同时也可实现对系统内部线路的信息监测、数据记录以及故障警报等功能,并对不同性质的电气设备实施实时监控。在实际应用过程中,电力电子技术表现出了极大的优势,其中包括有操作的便捷性以及强大的适应性,不仅能够进一步简化操作流程,方便工作人员的操作,提高人员的工作效率,进而提高电力系统的运行效率,更能适用于各种类型的工作环境,从而在根本上保障了电力系统的安全运行。
1.2发展历程
电力电子技术这一概念于20世纪60年代产生,一般认为1957年美国所研发的第一个晶闸管为第一个电力电子器件。1974年,美国学者将其描述为由电力学、电子学以及控制学三门学科所组成的全新科学领域。70年代后期相继出现了以GTO、BJT以及Power-MOSFET为代表的全控型器件,80年代后期又研发了以IGBT为代表的复合型器件。现阶段,为了减小电力电子设备的体积,将控制、功率、驱动以及保护电路等器件一体化形成了PIC,虽然目前PIC应用效果较差,但这是电力电子技术的未来重要发展方向。此外,在这一领域,计算机模拟和仿真技术也在持续发展中。
2电力电子技术在电气控制中的应用探究
2.1PWM控制技术的应用
PulseWidthModulation技术,即PWM控制技术,指的是通过调整对脉冲宽度的设置,以获取相对应波形的技术手段。这一控制技术的应用理论基础就是面积等效原理,简单来说就是,面积相同但形状不同的窄脉冲作用于拥有惯性的环节之上时能保证所导出的响应波保持一致性。现阶段,随着MOSFET以及IGBT技术的发展,PWM技术已广泛应用于各类变流电路之中,其中逆变电路在PWM技术应用上效果最佳,目前,除了特大功率的逆变设备之外,基本上所有的逆变电路都应用了PWM技术。
2.2软开关控制装置的应用
随着科学技术的不断前进,电力电子设备的发展趋势也越来越倾向于小型化和便捷化,因此,其对于电力系统的电磁兼容度和运作效率也提出了更高的要求。在以往的电力系统之中,往往应用开关控制来压缩变压器、滤波电感以及电容器配件的所占空间,但应用这种方式会造成极大的设备损耗,进而影响电路的正常运作,严重时甚至还会出现额外的电磁干扰现象,而通过应用基于电力电子技术的软开关控制装置则可有效解决这一问题,其可在一定程度上避免设备损耗以及电磁干扰等情况的出现。当开关频率大于1Mhz时,基于电力电子技术的软开关控制装置能达到最佳的工作状态,能将系统内的各类简单电路进行并联,以形成工作质量和效率更佳的组合电路,进而进一步提升整个电力系统的工作性能。现阶段,软开关控制技术的主要发展趋势如下:(1)这一技术将更为广泛地应用于IT行业,拓扑数量将不断增大;(2)谐振电路在开关频率大于1Mhz的工作环境中效果十分明显,因此,其必将得到更多的关注;(3)将更多地应用各种电路组合方式,如串联、并联等,以此来满足不同工作环境的需求。
2.3过电流保护装置的应用
在电力电子电力运行过程中,若出现故障便会引发过电流现象。针对这一现象,传统的解决方式往往是及时中断熔断器、电流继电器以及直流快速断路器等设备的手段来最大限度地维护电力电子系统中的重要电路。但目前,随着电力电子器件的小型化,再加上功率要求的不断提高,以往的电路保护装置已难以适应当下的保护需求。因此,驱动控制信号去除自动化技术开始进入人们的实现,具体来说就是通过安装专门的过电流保护装置,对过电流进行实时监控并及时对电路进行调整和驱动。例如,桥臂互锁保护法。当出现信号反复或开关延时过长等问题时,桥式逆变短路就会产生桥臂短路现象,通过应用桥臂互锁保护法,使其能在故障发生使迅速进行驱动信号的切除处理,应用联锁手段,通过连接桥臂上的部件来避免短路现象的出现。
2.4静止无功补偿装置的应用
社会经济的腾飞,使得人们的生活水平也稳步提高,与此同时,人们对于电力的需求量也越来越大,因此对于电网功率也提出了更高的要求。若电网中的运作功率出现较为频繁的变动或内部遭受部分负荷的强烈冲击等情况,这在很大程度上会影响到电网运行的安全性与稳定性,同时也会使得电网线路难以实现对低频振荡的有效控制。而基于电力电力技术的静止无功补偿装置则可有效提升电力系统的承载力以及相关性能,同时也能规避电力系统中的功率损耗现象,从而进一步增强电力系统性能的稳定性,以满足当今社会对于电量的需求。
2.5有源电力滤波器的应用
基于电力电子技术的有源电力滤波器的应用原理是通过分析和检测电力系统补偿元件的运行状态,进而从中获取相对应的等分量谱波电流,其后利用补偿装置生成与谱波电流的相反等分量电流,从而实现谱波电流与生成电流的相互抵消作用。通过应用该种方法,可以在根本上规避电网系统中谱波电流的产生,取而代之的是基波电流。基于电力电子技术的有源电力滤波器具有应答速度快、抗干扰性强等诸多优势,这一设备主要由补偿装置以及具有指令功能的运算电流电路两部分构成。通过应用有源电力滤波器,可以及时对电力系统中的补偿电流进行检测和分析,进而实时获取电网系统中的谱波电流以及无功电流的数量,从而在根本上保障了电力系统运行的安全性和可靠性。
2.6高压直流输电技术的应用
现阶段,我国的大部分发电厂所传输的基本上都是交流电压,但在交流电压的传输过程中往往会出现能源的大量损耗情况,同时工作人员也难以有效把控所消耗的能源,并且管控消耗能源所要投入的资金成本也较高。针对该种情况,目前已有众多发电厂开始改用直流电输电方式,通过应用基于电力电子技术的高压直流输电技术能够有效完成交流电与直流电的转换工作。一般情况下,直流输电方式应用于电压容量较大且所隔距离较远的输电装置之上,利用高压直流输电技术将交流电压无损耗地转变为直流电压,其后在经过直流电逆变过程转变为直流电,以此来为人们提供更为优质的用电服务。
3结论
总而言之,随着电力电子技术的持续进步,其在电气控制领域所发挥的作用也越发重要。为了更好地应用电力电子技术,发挥其真正的作用,相关科研人员必须基于目前的发展现状以及应用需求,对这一领域进行深入地研究,找出其存在的不足之处并加以调整和优化,从而进一步提升电力电子技术的应用效果。
参考文献
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电力电子技术应用范文5
【关键词】电力电子技术 微电网 应用 转换 控制
在未来世界的能源技术发展当中,分布式发电技术必然在其中占据一个重要的地位。分布式发电技术拥有最高的能源利用率,对环境的破坏最小,在供应能源的时候最可靠,所产生的经济效益也是最好的,可以说是最适合资源有限且人口很多的国家来的发电技术。这种电技术的产生对于能源的可持续发展做出了十分重要的贡献。虽然,分布式发电技术有许多的优点,有十分巨大的未来市场,可是却不能够让电力部门接受,究其原因是因为在进行分布式发电的时候所需要的电源数量非常多,在将这些众多的电源接入到配电网后,以往辐射形状的无源配电网络会转变成为一个需要中小型电源作为其重要组成部分的,并且需要进行负荷的有源网络,在这个电网中电流的方向变成了从母线向各个负荷之间进行流动。配电网从根本上被改变了,电网的各种组成要素都需要改变,分布式电源的并网运行已经不再安全,会对电网电压产生威胁,会造成电压波动、闪变等各种问题,这些问题的存非常不利于电网的安全运行。
1 微电网的基本内容
为了能够在不改变现有的配电网结构的基础上削弱分布式电源对配电网所可能造成的不良影响,微电网这一概念应运而成,并且将在微电网组成部分之一的分布式电源称作是微型电源,也就是微源。微电网被定义是将微型电源和一组负荷进行组合从而形成的小型集合或者是小系统,这种系统是通过唯一的一个公共耦合点与配电网进行连接的,因此其可以像孤岛似的单独运行,也可以和配电网一起联合运行。大部分微电网中的微型电源都是采用电子电力交换器与配电网之间形成连接的,使其能够被灵活的控制。微电网的内部有三条馈线:A馈线、B馈线以及C馈线。其中A、B馈线上连接着敏感负荷,这种敏感负荷是以各种用电负荷不同的需要作为基础,在馈线的不同地方安装微型电源,而不是将微型电源集中安置在公共馈线的周围,这种安置方式使得线路的损耗被减少到最小之外,还能够提供一定的支撑给馈线的末端电压。而C馈线上接入的是普通负荷,也就没有安置微型电源。在每个微型电源的出口都有各自的断路器,同时还有电压控制器等,可以通过能源管理系统对馈线潮流进行控制。在配电网中出现电压扰动方面的问题的时候对其进行短供操作,将开关分离,微电网转入到孤岛应用模式,使得不断的供电给微电网中重要的敏感负荷,同时通过电压控制器对各个微型电源进行有效控制,保证输出电压的有效控制,使得它们之间所能够产生的无用环流尽可能少的形成。
2 电力电子技术在电能转换过程中的重要作用
电力电子技术的出现,对分布式电源中电能进行变换、传递与存储有着十分重要的意义。根据一次能源的使用情况不同能够将分布式电源分为直流源型的分布式电源和需要整流的高频交流源型的分布式电源,前者包括太阳能、蓄电池和燃料电池等等,后者包括微型燃气轮机和风力发电机等等。这两种分布式电源在使用过程的最后阶段都要转换成标准的工频交流电对并网或者负荷进行供电。因此,在这个电能转换的过程中所使用的电力电子技术包括了AC-DC、DC-DC以及DC-AC这三种变流技术。
第一,AC-DC变流技术。风力发电机和微型燃气轮机等都是不稳定的交流电源,在使用之前需要将其先转变成为稳定的直流电才行,之后再通过逆变技术将直流电转变成稳定的交流电。
第二,DC-DC变流技术。太阳能和蓄电池等都是直流电源,因为这些直流电源的电压等级都是比较低的,在使用之前必须对其进行DC-DC变流技术使之升压到合适的等级,然后再对其进行逆变。
第三,DC-AC变流技术。在使用了AC-DC变流技术或者是DC-DC变流技术将分布式电源转变成为合适的直流电之后,再使用DC-AC变流技术对直流电进行转换,使之成为标准的交流电以供使用。
3 微电网对分布式电源在控制方面的要求
通常微电网在并网运行之后对其给予支撑的是大电网所提供的刚性电压等,在本地控制或者是能量管理系统进行控制的情况下,对各个输出功率进行调整。一旦大电网出现了电压方面的问题或者是需要对其进行计划性的检修的时候,就要将微电网的运行模式从并网运行模式转变成为孤岛运行模式,同时通过内部的MS对微电网的电压以及频率进行控制调节。当微电网中的故障排除消失之后,再将其投入到正常使用。
微电网除了需要能够单独的进行孤岛运行模式的运行和并网模式的运行之外,还需要能够在两种模式之间进行必要的转换。在进行模式转换的时候并不是将微电网的电源进行重新启动,而是要实现无缝转换,从而保证电网内的重要敏感负荷在转换的时候供电不会受到任何的影响。在进行模式转换过程的时候,这个过渡的过程也就是模式转换的桥梁之所在,过渡过程中中电能质量的好坏对于电网内重要负荷的安全运行有着十分重要的作用,是微电网是否能够灵活运行的关键之所在。其中将微电网重新并入电网要相对简单,而将并入电网的微电网转入孤岛运行模式进行运行的无缝转换过渡过程相对是比较困难的。
4 结束语
总之,现在人们对环境保护问题越来越关注,对可再生能源给予了十分的重视,电力电子技术的出现对于将可再生能源作为其基础而发展的分布式发电技术而言有着十分重要的作用,对于微电网技术的发展也有着十分重要的意义,可以说,电力电技术未来的的发展将伴随着可再生能源的推广应用。
参考文献
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电力电子技术应用范文6
1.1电子镇流器对电网的危害
电子镇流器最大的缺陷是所具有的谐波成分较大,大量的电子镇流器同时工作容易造成相互干扰的电子现象,还可能引起火灾,造成经济损失。因此,必须在实践操作中,控制加定量电感的混合式镇流器,推出高功率的混合式镇流器,利用有效的校正补偿装置,适当降低谐波成分,采用这种方法是比较实用的选择。
1.2软开关技术的应用问题
软开关技术通过在原有的开关电路基础上,增加很小的电容就可构建辅助换流网络。但是在电力电子的使用中,由于开关前先将电压先降为零,就无法解决开关过程中电压、电流的重叠问题,由于变化率快,导致对电网的冲击力大。
1.3开发有源滤波器技术问题
采用PWM技术,可以降低谐波成分,已得到广泛应用,但是由于其成本高、结构复杂,不适合我国现有的经济现状。
1.4控制照明亮度问题
根据自然照明程度,利用计算机摇控系统来对整个照明系统的进行参数设置,利用总线技术来对照明系统进行群控和点控,尽量保障效果明显,控制方式要灵活、使用起来方便等优点。
2电力电子技术在绿色照明电路中的应用
2.1高频交流电子镇流技术与应用
电子镇流器会打破电网的三相平衡,需要设计有效的校正补偿装置,推出高功率因数低谐波成分的混合式镇流器,开发有源滤波器,才能有效地降低谐波成分。高频交流电子镇流器可以实现启动和限流等基本功能,整流电路通过负载谐振电路向荧光灯供电,输出的高频交流功率输送给灯管,完成电流检测反馈以及整个电子镇流器系统的辅助供电源等功能。通常情况下,有单级半桥谐振式,由于半桥谐振式对开关管耐压要求较低,所以采用半桥谐振式逆变电路为灯负载供电的功率变换电路使用最为广泛。由于这种电路采用元件少,易造成灯管一端发黑的现象,容易产生高次谐波,影响其它用电设备的正常工作;占空比调光法,这种调光控制法利用脉冲占空比,可以确保两个开关管共态导通时不会被损坏。
2.2软开关技术的应用
软开关技术主要是根据在原有的基础上增加电感或电容等谐振电子元件,通过辅助换流网络形成谐振现象。开关开通前或闭合前电流先降为零,起到消除电流的重叠问题,减低其变化率的作用。软开关技术可以控制电磁干扰状况,不断强化产品安全性能和减小电子镇流器的体积和重量等,从而极大程度上降低甚至消除损耗和开关噪声。
2.3智能照明控制系统的应用
随着人们物质文化和精神生活水平迅速的提高,智能化采用楼宇自控(BA)系统来监控,但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能,并且在智能建筑中的应用越来越广泛。绿色照明控制系统不仅可以满足和实现不同的灯光效果要求,而且还可以改善工作环境,不断地提高工作效率。高频交流电子镇流器的设计是一个涉及电路拓扑和电子元器件选择的问题、要求在电路尽可能简单的条件下。控制采用自动开关,实现合理的能源管理自动化,不断降低用户的运行维护费用,降低电网电压以及浪涌电压对灯具的冲击,从而延长灯具使用寿命。系统将自动将按先设定调暗各区域的灯光,同时将无人区域的灯自动关闭,并通过编程随意改变各区域的光照度,以适应各种场合,现有的智能照明控制系统已成为智能办公楼的一个重要设计内容,它不仅,提高大楼管理水准,还可以考虑利用窗外入射的大量自然光,还可以通过调光对整个大楼的照明实现合理的能源管理自动。
3绿色照明电路的发展前景
绿色照明电路的发展促使绿色照明电路的功能更加趋于完善。根据自然照明程度,以及整个照明系统的参数设置,电子镇流器设计趋向于标准通用化、控制智能化遥控和声控等发展方向。随着以电子镇流器为代表的照明灯具电子化技术发展,计算机控制系统将有很大的改善。
4结语