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电力电子行业分析范文1
关键词:融资租赁;增值税;结构性减税
JEL分类号:H2 中图分类号:F832.2 文献标识码:A 文章编号:1006-1428(2012)07-0097-03
2011年11月16日,财政部、国家税务总局了《关于印发的通知》(财税[2011]110号),正式启动了“营改增”这一重大税制改革。同时又了《关于上海市开展交通运输业和部分现代服务业营业税改征增值税试点的通知》(财税[2011]111号),明确规定上海市交通运输业及包括“有形动产租赁”在内的六大现代服务业先行先试“营改增”。税收作为与法律、会计和监管并列的影响融资租赁行业发展的四大支柱之一,直接影响着租赁公司的运营成本,关系到融资租赁行业的长远发展。
一、上海市“营改增”试点融资租赁行业税收政策分析
现行营业税税目中,融资租赁划归金融保险业,适用5%的税率。根据《财政部、国家税务总局关于营业税若干政策问题的通知》(财税[2003]16号)规定:经人民银行、银监会、商务部审批的融资租赁企业从事融资租赁业务。按照出租人向承租人收取的全部价款和价外费用(包括残值)减除出租方承担的出租货物的实际成本后的余额计征营业税。出租货物的实际成本,包括由出租方承担的货物的购入价、关税、增值税、消费税、运杂费、安装费、保险费和贷款的利息f包括外汇借款和人民币借款利息)。因此,融资租赁应纳税额=(租赁收入-利息支出)*5%。由此可见,融资租赁业一直以来实施的是差额营业税,体现了国家对融资租赁的税收优惠政策,这也是租赁业一些人士顾虑实施增值税是否影响融资租赁业务税收比较优势的原因。
根据财税[2011]111号通知规定,上海地区的融资租赁公司自2012年1月1日起将被纳入增值税征收试点范围。主要内容体现于以下方面:
(一)应税服务包括有形动产租赁服务
有形动产租赁又分为有形动产融资租赁和有形动产经营性租赁。有形动产融资租赁,是指具有融资性质和所有权转移特点的有形动产租赁业务活动,即出租人根据承租人所要求的规格、型号、性能等条件购入有形动产租赁给承租人,合同期内设备所有权属于出租人,承租人只拥有使用权,合同期满付清租金后,承租人有权按照残值购入有形动产,以拥有其所有权。不论出租人是否将有形动产残值销售给承租人,均属于融资租赁。有形动产经营性租赁,是指在约定时间内将物品、设备等有形动产转让他人使用且租赁物所有权不变更的业务活动,包括远洋运输的光租业务、航空运输的干租业务,但不包括远洋运输的程租、期租业务(归属于水路运输服务),以及航空运输的湿租业务(归属于航空运输服务)。
(二)提供有形动产租赁服务,适用税率17%,同时规定“经人民银行、银监会、商务部批准经营融资租赁业务的试点纳税人中的一般纳税人提供有形动产融资租赁服务,对其增值税实际税负超过3%的部分实行增值税即征即退政策”
现代服务业中,有形动产租赁的名义税率是最高的(其他现代服务业适用6%税率),税率选择17%的优点是可以保持下一环节抵扣的连续性,但同时实施即征即退政策后,租赁公司的税负将控制在一定水平。
(三)兼顾了营业税优惠政策与增值税的衔接
财税[2011]111号文规定:“试点纳税人提供应税服务,按照国家有关营业税政策规定差额征收营业税的,允许其以取得的全部价款和价外费用,扣除支付给非试点纳税人(指试点地区不按照《试点实施办法》缴纳增值税的纳税人和非试点地区的纳税人)价款后的余额为销售额”;“允许扣除价款的项目,应当符合国家有关营业税差额征税政策规定”。对于融资租赁行业,在营业税改征增值税后,仍旧延用之前差额征收营业税的方法,即租息收入扣除借款利息支出及其他价外费用作为应纳税销售额,计算缴纳增值税。
(四)纳税义务时间的特别规定
除了收讫销售款项或者取得索取销售款项凭据的当天以外,纳税人提供有形动产租赁服务采取预收款方式的。其纳税义务发生时间为收到预收款的当天。这一规定谨慎考虑了实务中比如船舶租赁业务一般建造期较长、常常采取向承租人收取预付款方式的情况。
(五)跨年度租赁项目的处理
财税[2011]111号文规定,试点纳税人在2011年12月31日(含)前签订的尚未执行完毕的租赁合同,在合同到期日之前继续按照现行营业税政策规定缴纳营业税。实务操作时。新老合同的划断以合同签署日期为准,新、老合同项目必须分别核算收入,新、老合同项目中可减除项目的实际成本,未分别核算的,不得从销售额中减除上述成本支出。但对于确属难以准确划分的利息支出等项目,要在新合同和老合同项目之间采用合理的方式进行拆分,如可按照新老合同的收入比例划分。老合同项目须上报主管税务机关备案。
二、上海市试点营改增对融资租赁行业的影响
理论上,增值税征收范围越广,即尽可能覆盖农业、工业、批发、零售、服务各个交易环节,则越有利于消除重复征税,越有利于税源的控制,这也被绝大部分发达国家采用。因此,我国实施“营改增”是大势所趋。具体到融资租赁行业,由于历史税制沿革等因素,对其影响有利有弊,但整体利大于弊。
(一)有利的方面主要体现在以下两点
1、实现融资租赁业与消费型增值税改革顺利衔接。
融资租赁的特点是以融物实现融资,以固定资产为载体,投资于实体经济,因此是与制造业联系最为紧密的金融服务业。2009年增值税逐渐由生产型向消费型转变,允许企业抵扣购进固定资产的进项税额,减少企业购进固定资产中的重复征税。但由于融资租赁公司是营业税纳税主体,无法将购置缴纳的增值税传递给承租企业用以下一环节的抵扣,一定程度影响了融资租赁行业发展。
营改增后,将融资租赁公司纳入增值税主体,租赁业务形成完整的增值税抵扣链条,这一方面有利于鼓励企业采用租赁方式进行融资,促进金融更好服务于实体经济;另一方面,使租赁业务的资金流、实物流和发票流统一起来,有利于保护融资租赁公司对租赁物的法律所有权。
2、降低了承租人实际税负,实现结构性减税。
营改增消除了现代服务业及物流业中存在的重复征税现象,实现整个社会经济主体的结构性减税。承租人原来只能就设备原值部分获得增值税进项税额;营改增后,若采用租赁方式,其获得的增值税进项税额不但包括设备原值部分。还将包括融资租赁公司收取的租金、服务费等部分。如在承租人支付的租息中,14.5%(1.17*17%)的金额将确认为增值税进项税额。因此,对于属于一般纳税人的承租人,可抵进项税增加,实际税负减少,收入和利润也相应增加。
租赁业务的增值服务增值税可以被承租人抵扣,短期看,试点地区的租赁公司相对于非试点地区租赁公司具有比较优势;长期看,按照财税[2011]110号文规定:“金融保险业原则上适用增值税简易计税方法”,如果贷款等融资工具的利息收入缴纳增值税不能被企业所进项税额抵扣,则租赁产品在金融资产业务上具有比较优势,这将对租赁业产生长远影响。
(二)不利影响主要体现在融资租赁公司流转税税负略有增加
融资租赁行业原来营业税税率为5%。由于适用营业税差额纳税政策,即在计算营业税应税销售额时,可以扣除租赁业务相关的借款利息支出等,因此实际税负要低一些。实际税负=应纳税额÷租赁收入。其中,融资租赁营业税应纳税额=(租赁收入-借款利息支出)*5%;融资租赁增值税应纳税额=(租赁收入-利息支出)*17%。
经测算,租赁行业营业税政策下实际税负约为3%,但在不同年度、不同企业可能有所不同,特别是资金成本较高、利息支出较多的租赁公司其实际税负将一般低于3%。根据《营改增试点方案》,增值税实际税负超过3%的部分将予以即征即退,因此实际税负超过3%的融资租赁公司在营改增后税负将有所上升。另一方面,增值税附加并不属于即征即退范围,上海市附加为13%,附加税增加额=(含税租赁收入-借款利息支出)/(1+17%)*17*13%-(含税租赁收入-借款利息支出)*5%*13%,营改增后,附加税将增加至执行营业税时的1.91倍。因此,国家在全面推广营改增时,需要在广泛调研租赁公司实际税负基础上,能适当增加即征即退的力度,如实际税负超2%部分实行即征即退。这样,租赁公司能够与现行营业税差额征税情况下的税负基本保持不变。此外,目前融资租赁增值税即征即退政策属于营改增试点过渡政策,为保持租赁行业健康发展,建议将这一政策固化并长期执行。
三、融资租赁行业试点营改增的几个问题的思考
(一)融资租赁业务纳税义务时间问题
根据财税[2011]111号文规定,增值税纳税义务发生时间为纳税人提供应税服务并收讫销售款项或者取得索取销售款项凭据的当天;先开具发票的。为开具发票的当天;如果纳税人提供有形动产租赁服务采取预收款方式的,其纳税义务发生时间为收到预收款的当天。租赁交易模式的特点是一次性购进设备,出租给承租人后分期收取租金,如果租赁公司在收到租金时分次开具发票给承租人,将存在两个问题:一是使大量进项税额滞留在租赁公司,造成税负长时间不平衡,税务部门将无法取得稳定税源;二是承租人无法一次性获得进项税抵扣,不如贷款方式购买设备,影响租赁设备的积极性。笔者认为,抵扣税款不能简单以款项收付时间划分,而应体现销项税与进项税配比抵扣的原则。因此,在融资租赁业务发生时,租赁物实质上已转移给承租人使用,固定资产也已反映在承租人财务报表上,租赁公司可将购买设备的原值部分一次性开给承租人,后续收到的租息再次分开。这样,整个抵扣链条、环节更加顺畅合理,税负结构也比较均衡。
(二)售后回租业务的增值税计征问题
售后回租业务,是指承租人将自有物件出卖给出租人,同时与出租人签定融资租赁合同,再将该物件从出租人处租回的融资租赁形式。根据国家税务总局2010年第13号公告,企业在与租赁公司开展融资性售后回租业务时向租赁公司出售固定资产的行为不属于销售行为,不征收增值税和营业税。财税[2011]111号文并未对售后回租增值税的计征作出相应规定,也未明确国家税务总局2010年第13号公告是否继续有效或如何衔接。一般情况下,增值税应税销售额为纳税人提供应税服务取得的全部价款和价外费用,但是如果企业向租赁公司出售固定资产时不作为应税销售额缴纳增值税,而租赁公司反过来出租固定资产给企业时(包括固定资产原值和租息等增值部分),就会存在重复抵税问题,即固定资产进项税在企业购进时抵扣一次,售后租回时又抵扣了一次。笔者认为,按照增值税基本原理,承租人不应获得重复的进项税抵扣。租赁公司是否向承租人开具租赁设备本金部分增值税发票,应取决于承租人是否向租赁公司开具设备本金增值税发票。如果国家税务总局2010年第13号公告继续有效,租赁公司回租业务只能向承租人开具租息部分增值税发票。否则,应将售后回租拆分成两个交易,在出售和租回两个环节分别计征固定资产原值增值税。
电力电子行业分析范文2
关键词:计算机仿真技术;电力电子电路;电力电子系统
中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 20-0000-01
就现阶段而言,计算机技术已经渗入到各行业及领域当中。计算机仿真技术在电路与系统分析中的应用对电力电子技术领域相关产品的生产及技术的开发有着十分关键的作用,这是因为该技术的应用能提高电力电子领域技术人员的专业知识、提高电路设计的完善性以及改进相关产品的性能等。因此,文章将对计算机仿真技术的概念和应用进行介绍,并对该技术相关优化提出建议。
一、计算机仿真技术的简介
计算机仿真技术是在现代信息技术的基础上发展起来的一类综合性技术,该技术综合了原理相近的不同专业领域的多项技术,包括了信息技术、网络技术、图形及图像处理技术、多媒体技术、软件技术、数据分析处理技术、自动化技术以及系统工程技术等,其目的是对系统的设计方案和运行进行了解。计算机仿真技术具有涵盖量广、应用范围大、自动集成化高等特点,目前常用的计算机仿真软件有matlab、pspice、saber等[1]。
二、计算机仿真技术在电力电子电路与系统分析中的应用
(一)电力电子电路及系统的简介
电力电子电路系统主要由电力电子主线路、控制电路以及异步电动机等几部分组成。其中,主线路包括了理想供电电源、受控供电电源、电力电子部件、电阻、互感电感器以及电容,控制电路包括了信号源、代数运算、快递函数以及输出等几大模块,异步电动机主要包括直流电动机及交流电动机。
(二)计算机仿真技术软件的应用
单相boost功率因数矫正电路是电力电子领域的典型电路工作原理图,现就pspice及Power System Blocksets两种计算机仿真软件在该电路中的应用做出阐述。
1.Pspice仿真软件的应用
根据电路原理图在Pspice软件中建立仿真电路图,并采用开放电压环控制,对仿真电路波形进行绘制并分析,并根据分析结果对电流与电压的跟踪输入情况进行判断,最后对电路的功率因数进行校对。
2.Power System Blocksets仿真软件的应用
在仿真软件中建立电路系统模型,包括功率电路以及控制电路的模拟图,使用双闭环电路控制系统、内外环电压环对电路进行调节与控制,得出仿真电路波形图并绘制出来。根据所得出的仿真结果,对输入电流量、输入电压量进行跟踪分析,从而对功率因数进行矫正。
(三)几种计算机仿真技术软件的对比
就现阶段而言,在电力电子相关领域中应用频率较高、应用范围较广的计算机仿真软件之一是Pspice,该仿真软件实现了仿真电路与原电路理论设计图紧密连接,基本上实现了电力电子电路的动态仿真和系统分析。由于该仿真软件中的电路原件的建模特点与实际电路原件的特点相似程度较高,且该软件的仿真电路波形与实际电路测量所得的结果误差率较低,因此该仿真软件在电力电子电路及系统分析中的应用对于电路的设计起到了指导性的作用。另一方面,由于该软件的数据处理规模大并复杂,因此在实际应用过程中,该软件的运行速度不高,对系统分析的效率造成了影响,从而阻碍了该软件的进一步推广。
除了Pspice之外,Power System Blocksets是一款在Matlab的Simulink图形图像处理基础上建立起来的大规模计算机仿真软件,该软件使用方便,且基本上满足了目前电力电子电路仿真的要求[2]。该软件具有操作方便、数据分析效率高、处理精准、兼容性高等特点,现已经在电子电力领域得到广泛应用,并逐渐代替Pspice软件。
三、计算机仿真技术在电力电子电路与系统分析中应用的优化建议
在使用计算机仿真软件建立电力电子电路及系统模型时,由于各类仿真软件的智能性和自动化程度高,因此在建模时只需要在建模窗口中加入所需要的板块、调整好相关参数并接好线路即可。然而,在操作过程中应当注意以下几方面问题,以提高仿真的准确程度。
首先,在电力电子线路连接过程中要注意线路连接的完整性。在线路连接完成后要注意各个连接部位箭头的变化情况,当单箭头转变为加粗加黑的箭头时,即为连接完成。
第二,避免供电电源以及变压器短路。在供电电源与变压器之间设置隔离装置,注意各个部分的公共连接部位,防止短路,必要时可以采用接地模块或总线模块。
第三,关闭后台窗口。在建立电子电力系统模型的过程中,要注意仿真软件中是否有暂不使用的后台窗口,包括输入端子以及输出端子,此时需要采用接地模块及终止模块分别对其进行关闭,以免仿真软件发出警告提示或故障。
第四,对相关参数进行调节。由于电力电子系统的模型建立与实际电路存在的差距,因此在应用仿真软件进行建模时要调节好相关参数,包括仿真的初始时间、仿真结束时间、仿真计算方式、仿真过程中误差范围、步长参数等。在对这些参数进行设定与调节时,要根据所需创建的电力电子系统模型而改变,以提高仿真结果的准确性。
四、结束语
综上所述,计算机仿真技术是新时代科学技术发展的产物,将其应用于电力电子技术领域中能显著提高电力电子电路的运行效率,并简化电力电子系统的分析过程。
参考文献:
[1]裴云庆,段雅莉,王兆安.电力电子系统的计算机仿真及参数优化算法[J].西安交通大学学报,2009,11(20):221-223.
电力电子行业分析范文3
关键词:电力电子器件;应用现状;发展趋势
随着科学技术的不断进步,电力电子器件装置当今得到了广泛的应用,主要涉及到交通运输业、先进装备制造业、航天航空和坦克飞机等现代化装备中。得益于电子技术的应用优势,全球电子产品产业得到了快速的发展,给全球的经济、文化、军事等各领域带来了实质性的影响。电子技术可以划分为两类:一种是电子信息技术,电力电子元件在电子信息技术上的应用可以实现信息的传送、储存和控制等目的;第二种就是保证电能正常安全的进行传输,同时将能源和信息有效的结合起来。在社会的不断发展中,各行各业对于优质优量的电能都是迫切需要的,而随着一次次电力电子技术的改革,电力电子器件的应用范围也更加广泛,成为了工业生产中不可或缺的重要元件。电力电子技术的发展为人类的环保和生活都做出了重要的贡献,成为了将弱电与强电、信息与电子、传统产业与现代产业完美结合的媒介。所以电力电子器件的研究成为了电力电子行业的重要课题。
1.电力电子器件的应用与发展历程
上世纪50年代开始,全球第一支晶闸管诞生,这就标志着现代电气传动中的电力电子技术登上历史的舞台,基于晶闸管研发的可控硅整流装置成为了电气传动行业的一次变革,开启了以电力电子技术控制和变换电能的变流器时代,至此电力电子技术产生。到70年代时晶闸管已经研发出来可以承受高压大电流的产品,这一代的半控型器材被称之为第一代电力电子器件。但是晶闸管的缺点就是不能自关断,随着电力电子理论和工艺的不断进步,随后研发出了GTR.GTO和MOSFET等自关断的全控型,这一类产品被称之为第二代电力电子器件。之后出现了第三代电力电子器件,主要以绝缘栅双极晶体管为代表,第三代电力电子器件具有频率快、反映速度快和能耗较低的特点。在近些年的研究中,人们开始将微电子技术与电力电子技术进行融合,从而制造出了具有多功能、智能化、高效率的全控性能集成器件。电力电子器件中使用最多,构造简单的就是整流管,当前整流管可以分为普通型、快恢复型和肖特基型三种。在改善电力电子性能、减少电路能源损耗和提升电流效率等方面,电力整流管发挥着重要的作用。美国通用电气公司于1958年研发出了第一个用于工业的普通晶闸管,为今后的工艺调整和新器件的研发打下了基础,随后的十年中各式各样的晶闸管面世,例如双向、逆向逆导和非对称等,到现如今这些晶闸管还一直在被使用。为了解决晶闸管的不可自关断问题,美国于1964年研发了0.5kV/0.01kA的可关断晶闸管,到今天发展成为9kV/2.5kA/0.8kHZ和6kV/6kA/1kHZ。可关断晶闸管具有容量大和低频率的特点,在大功率牵引驱动中发挥着极大的作用。随后到70年代,GTR产品成功面世,其额定值已经达到了1.8kV/0.8kA/2kHZ和0.6kV/0.003kA/100kHZ,GTR产品具有极大的灵活性,有着开关能源消耗低和时间短的优点,在中等容量和频率电路中发挥着主要作用。而第三代的绝缘栅型双极性晶体管,对电压能够进行控制,有着输入阻率抗性大和驱动功率小等特点,有着巨大的发展潜力。
2电力电子器件的应用
2.1晶闸管
从1960年开始到1980年,这二十年间使用最多的就是晶闸管,相比由电动发电机和水银整流器组合而成的传统晶闸管,有着功率大、高效率和体积小等优势,在变流技术中占据着重要的地位。其中直流斩波器广泛的应用于国内外的城市电车中。但是这类晶闸管存在着不可关断和低工作频率的缺点,为了解决这一问题,门极可关断晶闸管被研制出来,在日本和欧洲等国家人们开始研制以高电压和高功率的可关断晶闸管为基础的用于城市轨道交通电动车组的变频器。
2.2绝缘栅双级晶体管
随着可关断晶闸管的广泛应用,人们发现可关断晶闸管的关断增益还是比较低,并且在进行关断时所消耗的能源比较多,关于可关断晶闸管的应用出现广泛的争议。随着绝缘栅双级晶体管的研发成功,人们发现相比可关断晶闸管,绝缘栅双级晶体管具有更多的优点,于是开始将绝缘栅双级晶体管广泛用于电动车的开发上。
2.3智能功率模块
智能功率模块是在绝缘栅双级晶体管基础上结合了故障检测保护电路所研制成的电力电子模块,在近年来在很多国家得到了推广。相比以前的功率器件,智能功率模块有着以下特点:首先具备电流传感功能,能够持续监测功率器件电流;具有温度传感功能;此外还具备高电压和电流,能有效的降低通态和开关的能源损耗,无需另外设计驱动电路,应用起来了更加便捷。
3结语
在电力电子器件的初期发展阶段,人们将之称之为功率半导体器件,其功率远远大于传统的控制用半导体器件和通信用半导体器件,随着科技水平的发展,电力电子器件逐步的更新换代。除了传统的双向晶闸管、快速晶闸管、逆导晶闸管之外,大量新型电力电子器件出现,开始朝着纵深的发展趋势发展,给电力电子器件产业的发展带带了新的生机。
作者:易跃镕 单位:湖南省长沙市广益实验中学
参考文献:
[1]盛况,郭清.碳化硅电力电子器件在电网中的应用展望[J].南方电网技术.2016(03)
[2]赵争鸣,袁立强,鲁挺,贺凡波.我国大容量电力电子技术与应用发展综述[J].电气工程学报.2015(04)
电力电子行业分析范文4
关键词:电力电子技术;实践教学;教案
作者简介:屈克庆(1970-),男,河南洛阳人,上海电力学院电气工程学院,副教授。(上海 200090)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)09-0077-02
“电力电子分析与设计”课程是上海电力学院(以下简称“我院”)本科生教育中为电力电子与风力发电专业方向开设的一门专业选修课,也是必选课程。这门课程着重教授现代电力电子技术内容,要求理论课程与实践紧密结合,以激发学生的学习兴趣,培养学生的理论知识和实践能力为目的,能为本科毕业设计和今后工作奠定良好的基础,以期满足当今社会急剧增长的对电力电子技术的知识和人才需求。
一、教学现状和分析
电力电子技术是一门关于电能变换与利用的学科,涉及到发电、输电、配用电、传动等各个环节。随着当今社会迅速发展,广泛应用于工业企业、交通运输、生活医疗、新能源发电等各个方面,这些都与实践内容密切相关。
电力电子技术是在时展要求下产生的节能与发电技术,是高校电气专业的一门重要课程,其理论性和工程实践性都很强,是学生既感兴趣,又普遍感觉较难的一门课程。结合多年的教学实践总结,探讨了这其中的主要原因,大概可分为以下三个方面:
1.电力电子技术内容繁多,并且知识点分布广泛
根据应用的场合和要求不同,电力电子电路形式和内容纷繁多样。
从应用场合上划分主要有基本四种变换形式:直流-直流、直流-交流、交流-直流、交流-交流;每种变换形式从电源种类上看包括有单相、三相、多重化、多电平电路,从负载方面上看包括有电阻负载、阻感负载、阻容负载;从电力电子元件上看主要包括有二极管、晶体管、晶闸管、门极可关断晶闸管GTO、场效应管MOSFET、绝缘栅型场晶体管IGBT;采用不同的元件、电路和负载都会产生不同的效果。
从应用目的上包括有幅值的变化(如电压的升高与降低)、频率的改变(如变频调速)、相位的移动(如无功补偿)、相数的改变(如三相到多相)、功率或转矩的变化(如电机传动)、谐波的治理(如电力滤波)。
从不同形式的电力电子电路和不同的负载特性上,都可以得到不同的工作波形,对于波形的把握与理解,也是电力电子技术区别于其他学科的显著特点之一。这需要在理解电力电子器件的特性上掌握电路的功能和结构特点,建立电路的数学模型,并进行多种电路的对比总结,才能具备分析主电路功能的基本能力。
2.电力电子技术涵盖涉及学科众多,并且理论内容广泛
既涵盖到电气基础的课程有:电路、电子技术、电机学、电磁场,又涉及到电气专业的课程有:控制理论、微机原理、电力系统分析、运动控制系统等。
电力电子技术是一门弱电控制强电的技术,也是所谓将“粗电”变换为“精电”过程,学科跨度和综合性非常广。实际的电力电子装置既包括由电力电子器件等构成的主电路,又包括由DSP等微处理器构成的控制电路。
首先在主电路设计中,根据以电路、电机和电力系统为主的应用对象,进行原理分析和推证,实施具体的功能要求和性能指标。
其次在控制电路设计中,要根据装置要求和特点,不仅要实现各种功能要求,而且考虑谐波及电磁干扰问题,很多装置也需要DSP等微处理器来进行算法实现。最后还要进行整体结构设计和测试EMI影响。
大学三年级本科生已具备了电路、电机的基础知识,讲授电力电子技术课程是以主电路作为内容。由于在初步学习各专业课阶段,尚未形成多学科知识交叉汇总的全面思维模式。虽然能掌握主电路基本原理,对于涉及控制电路和应用对象,常感到困惑并难以理解。如何培养学生形成对电学各学科的整体意识,而不能“只见树木,不见森林”,是这项教学课程所要探讨的主要内容和目的之一。
3.电力电子技术的理论内容发展迅速,并且实践应用范围广泛多样
电力电子技术自身的理论体系处于迅速发展阶段。其中:电力电子器件的发展起决定性作用,从二极管、三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT、IGCT等的发展,推动了主电路结构的本质变化;根据本质不同的器件形成纷繁多样的主电路拓扑形式,又因不同的实际要求而形成众多独立不同的控制方式,其中形成了具有突破性的控制理论,比如PWM技术、软开关技术、空间矢量等。
如何将电力电子器件、主电路结构、控制方法和理论相结合,培养学生从电力电子技术的发展来全面理解和掌握知识,懂得从发展历史上进行思考和总结,也是需要探讨的内容之一。
电力电子技术的实践性非常强,这种实践性体现在对电力电子装置的设计、调试和操作等诸多方面。在实践中,需要对电路功能和各项指标进行综合验证,不仅要求懂得硬件设计和调试,涉及到主电路、元器件、印刷电路板、布线和布局;也要求懂得软件设计和配合,包括有汇编、C语言、DSP、FPGA等。电力电子器件对环境和用法要求较高,在使用之前需要对电路非常熟悉,即便是工作经验丰富的人员,也还有预料不到的情况发生,导致器件和电路损坏。
对于大三学生而言,仅仅具备了有限的初步认识,实践能力欠缺,体现在实验教学当中,电力电子器件的损坏现象最为普遍。这当中自然有主观的因素,但是如何降低损耗,增强学生实践意识,提高学生动手能力,也是教学改革面临的难点和重点之一。
二、教学目的和特点
从本科教学计划上看,大学本科生在第三学年学习了“电力电子技术”,这门课程内容丰富,但因2~3学分课时有限,主要是讲授以晶闸管为主的整流和逆变电路,让学生掌握传统的相控式电路及应用。此外,也着重讲授直流变换电路中的升压及降压基本工作原理,初步介绍MOSFET和IGBT为主的斩控式逆变和整流电路。通过对这门课程的教授,使学生掌握四种基本变换的主电路拓扑结构和特点,对电力电子技术有了基本认识,奠定了学生的基本电力电子知识体系。
结合前述情况的分析可知,现有的课程内容不完全适应我院新开辟的“电力电子与风力发电”专业方向的教学需要,除此之外,近十多年间电力电子技术在节能、传动、新能源、电力系统等行业迅猛发展,因此有必要在课程内容中增加这方面知识的比重,以及通过增设“电力电子分析与设计”专业选修课的方式拓展学生的知识面。
这门课程介绍由IGBT和MOSFET为主要电力电子器件所构成的现代电力电子电路,重点要求掌握直流-直流斩波器、直流-交流逆变器这两种应用最普遍系统的分析与设计方法。内容包括主电路的选择、功率器件的选择、控制电路的设计、驱动和保护电路的设计、变压器设计及元件参数的技术、仿真实践等。该课程注重将理论分析和实际应用相结合,使学生掌握新型电力电子电路的分析方法,具备初步的设计能力。
三、课程内容
现代电力电子技术主要是围绕PWM技术展开的,其中DC/DC和DC/AC变换是基本的两种电源变换方式,也是实践生产中最为普遍的应用方式,不仅涉及到基本的变换电路及参数,而且涵盖了基本的变换理论和技术。
课程内容结合了多年的实践和教学总结,是从电力电子装置的角度来传授相关理论、知识和经验,培养学生对电力电子的系统知识,树立整体观念。教学形式以理论教学和仿真实践相结合,各占一半课时。这两部分内容交叉进行,如单周进行理论教学,双周进行实践教学。其中:第一部分理论教学内容安排如下表1所示。在理论教学的同时,配合进行以MATLAB的实践教学,仿真实践内容安排如下列表2所示。
四、教学效果总结
经过2学期的教学工作,笔者总结了一下教学效果。同学们普遍认为在学习这门课程以后,能够全面理解和掌握以DC/DC斩波变换,以及DC/AC逆变的基本原理和基本控制方法,学会了应用Matlab仿真软件对电力电子电路进行分析方法,设计控制电路参数和调试控制参数。在后期的本科毕业设计中,学生能够轻松上手,对复杂的毕业设计如新能源发电,领悟和掌握较快,较多同学的毕业论文被评为优秀本科毕业设计论文。不足之处在于,由于受制于课时和实践条件有限,只是通过仿真实践来掌握学习。如果能进一步联系实验教学,更能提高学生的感性认识,提高动手实践能力。
在今后的教学实践中,仍然面临提高本科学习兴趣、全面提高学生理论知识水平和动手实践能力等问题,这些都是值得深入分析和探讨,不断改进完善的重要课题。
参考文献:
[1]钟炎平.电力电子电路设计[M].武汉:华中科技大学出版社,
2010.
电力电子行业分析范文5
随着电力电子技术的迅猛发展以及石油石化行业电气自动化水平的不断提高,教学内容越来越丰富,教学要求也越来越高。但是受到教学学时的限制,课程无法对一些具有石油特色的重要研究热点进行深入介绍,限制了课程在特色专业建设中的作用,迫切需要解决以下几个问题:
1.体现精品课程示范作用,解决“电力电子技术”在特色专业建设中促进各课程之间协调发展的问题目前,电气工程专业各课程的内容较为松散,缺乏一个系统性的提纲,这与“建设国内著名、石油学科国际一流的高水平研究型大学”的目标还存在较大的差距。在山东省电气专业特色建设的大背景下,如何解决专业课程之间衔接难题、整合各方向的研究领域、切实落实具有“油味”特色的专业建设是当前的一个重要研究课题。而“电力电子技术”由于其自身跨学科、宽领域的特点,恰恰可以作为这样一个接口和桥梁。因此,作为一门立项建设的校级精品课程如何发挥模范示范作用,在促进各专业课程协调健康发展的同时,如何突出作为石油院校的课程特色,是本教学改革项目的一个挑战,但更是一个机遇,也是一个创新性的研究内容。
2.改革现有教学手段和内容,解决有限学时与传统教学方法不匹配的问题“电力电子技术”课程的教学内容以各种变流电路为主线,对电路的波形分析与相位分析的方法贯穿始终。必须更新教学观念、教学方法和教学内容,使学生在有限的课时尽可能多地掌握和了解本学科的知识,提高课程的教学质量。
3.改革“电力电子技术”的实践教学环节,解决学生主观能动性不足问题在“电力电子技术”的实践教学方面,该课程的教学均采用课堂教学结合课后验证性实验的教学模式。目前,学校仅采用挂件结构的实验台或实验箱来完成实验,学生始终处于被动状态,不会积极去思考和创新,也找不到探索的目标和方向。这样一来,如果设备在实验过程中出现问题使得实验结果与理论分析不符甚至出现异常现象,学生就会第一时间找老师要答案,不会独立分析和解决问题。总之,为切实落实省级特色专业的建设目标,“电力电子技术”课程必须提升自身的学科定位,利用课程优势强化作为特色专业课程之间的桥梁作用,因此对本课程的教学内容、教学方法和教学手段等进行全面的改革势在必行。
二、课程改革的具体研究方案
1.打破课程壁垒,强化作为特色专业的桥梁作用电气工程专业各学科的发展已经进入知识相互交叉、共同发展的时期,传统孤立授课的方法已经不能适应新时期的要求。而“电力电子技术”是一门理论性、综合性和实践性都很强的重要专业课程,涉及到多个电气工程学科课程的知识。利用这个优势,将其建设成为一个承上启下、沟通各课程的桥梁是非常合适的。以“电力电子技术”变流技术作为切合点,将“电力拖动自动控制系统”、“交流调速系统”的调速理论、“电力工程”的柔性输电、智能电网等学科理论紧密结合,消除课程之间的壁垒,实现“弱电控制强电”思想的共通,从而将电气工程特色专业建设形成一个有机的整体。
2.更新教学内容,突出“油味”特色石油院校所培养出来的人才不仅是电气工程领域的专业人才,还必须了解石油工业生产对电气技术的需求,能够将电气技术与石油技术很好地结合,为石油工业生产服务。目前,“电力电子技术”中与石油石化科研实践的结合程度还不够深入,如何更好地为行业服务,培养合格的电气化人才,需要在课程内容安排上下功夫。例如,可以增加电驱动钻机、潜油电泵变流电流拓扑的分析和简单故障诊断,使课程更贴近现场,突出“油味”特色。
3.改革现有的教学模式,突出设计与创新采用“感知、学习、应用、总结、提高”五层次教学模式,在“感知”模块中,通过多媒体课件演示与教学内容有关的案例;在“学习”模块中,通过启发式、讨论式等教学方法,结合现代化的教学手段,使学生掌握“电力电子技术”的理论知识;在“应用”模块中,通过实际电路的搭建和实验调试,使学生将所学的课堂理论知识,有效地应用于实践;在“总结”模块中,将零碎的知识进行归纳,把对理论的片面认识变成全面掌握,培养学生举一反三的能力;在“提高”模块中,将任务驱动式的实践经验与理论完全融合,使学生明确岗位对电力电子技术能力的要求,并具备对整个系统的安装调试能力。
4.培养学生独立思考问题和解决问题的能力,鼓励学生撰写科研报告或者调研报告在本课程教学的前期,向学生介绍科技论文的写作格式及方法,指导学生撰写有关电力电子技术方面的调研报告,要求学生按照科技论文的规范进行撰写。同时介绍一些相关的优秀网络资源给学生,指导学生通过这些网络资源去查阅相关的中英文资料,使学生更主动地去了解电力电子发展的动态前沿,因而充分认识到学习本课程的重要性,借此提高学生自主学习的积极性。
5.充分利用当前流行的现代化多媒体教学手段,做到互动教学“电力电子技术”课程涉及到很多电路图和波形图,可以采用多媒体教学与传统的黑板授课方式相结合来进行授课。各种电路图和波形图可用多媒体制作,利用多媒体可以把全部波形展现到学生面前,增强课堂学习效果。如果教师讲课的方式生动活泼,那么学生就更容易接受,从而实现教师和学生在课堂上的良好互动,大大提高学生的听课效率。
三、结束语
电力电子行业分析范文6
关键词:电力电子技术;新能源领域;应用;研究
引言
随着社会经济的快速发展,各种能源消耗速度极大,能源短缺已成为社会生产发展过程中亟待解决的问题。近年来,新能源的开发和利用,为解决能源短缺问题提供了一条新的道路,而电力电子技术在新能源的开发利用中扮演着重要的角色。本文通过对电力电子技术的概述、电力电子技术在新能源领域的应用、在电力电子技术运用过程中应注意的问题等方面的着重介绍,让人们充分认识和了解电子电力技术并加强对其合理有效充分的利用。
1电力电子技术概述
电力电子技术,又称功率电子技术,学术上称电力电子学,是指应用于电力领域的电子技术,使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面,涉及电力电子器件(上游)、电力电子设备和系统(中游)、电力电子技术在各个行业的应用(下游)三个领域。电力电子技术将各种能源高效率地变换成为高质量的电能,是采用电子信息技术改造传统产业的有效技术途径。电力电子技术具有高效、节能、省材的特点,对于我国乃至世界范围内的经济发展具有极为重要的作用,是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。
2电力电子技术在新能源领域的应用研究
电力电子技术是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段,在执行当前国家“发展新能源”和“节能减排”基本国策的过程中起着重要的作用。下面以一些能源的开发利用为例,对电力电子技术在新能源领域的应用进行研究。
2.1水力发电
没有水就没有生命。这句话充分说明了水的重要性:水是生命的源泉,地球上没有水,也就不会有生命的存在。有聪明才智的人抓住水在流动过程中产生的动能可以充当天然的推动力这一有利条件,再加上一些物理知识和电路原理,以著名的三峡水电站为标志的一大批水电站挺立起来了。这一创新,不仅仅降低了对媒体等不可再生能源的消耗,更创造性的为人类寻找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利发电的基础上,一系列电力电子技术在新能源的开发利用中得到了创新。
2.2风力发电
风是大自然产生的一种自然现象,具有清洁、可再生、储量大的特点,而风能则顺理成章的成为了一种能够被高效利用的低碳能源。L力发电技术的出现,可以有效的减少二氧化碳的排放量、减缓全球气候变暖,为我们保护环境、节约能源、减少资金成本带来了突破性进展。这项技术不但将取之不尽、用之不竭的风能转换成源源不断的电能,而且有利于缓解能源危机和供电压力,随着风电技术的不断发展和完善,风力发电组等产品的数量和质量逐渐增多增强,在价格和效用上自然也会更具优势。在当前形式下,除水电技术外,风力发电技术比其它可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小,因此还有改善生态环境的重要作用。
2.3太阳能发电
在大自然赐予地球的能源中,太阳能也是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源之一,阳光是人类赖以生存的因素之一,世间万物离开了太阳就难以继续维持生命。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,主郭建要采用了三种技术:太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术。这些技术的产生和发展,对于新能源的开发利用起到了巨大的作用。太阳能电池是电力电子技术在新能源领域的应用中的典型案例。太阳能热水器、蔬菜大棚的照明、药材和果脯的干燥、太阳能路灯等,都是利用了太阳能发电发热的原理。可以说,太阳能发电技术,在未来生活中具有更广泛、更有前途的发展前景。
2.4潮汐能发电
在波涛汹涌的大海上,潮汐狂妄的拍打着海面,巨大的潮汐能为新能源的开发和利用带来了契机,通过电力电子变换装置,发电机将巨大的潮汐能转换成电能,也就是能使这些波动能(潮汐能)的电能以恒压恒频方式输出,再通过其他的电力装置,为电力系统提供电力,其提供的电能既能源源不断输出,又对克服能源危机(煤、石油、天然气等化石类能源匮乏)提供了重要的解决措施,可以说,自然界的可再生资源也是无穷无尽的,只要我们拥有一双善于发现的眼睛,并采用先进的各项技术加以不断创新和完善,就可以在循环利用的基础上不断创造出各种新的清洁、高效、可再生、无限利用的能源。
2.5在其他系能源中的应用
上述新能源将会在未来的发展中占到能源结构的绝大部分。电力电子技术的应用不仅局限于以上所述的几种领域,还可以将其应用到新能源中的很多其他领域,这些领域包括抽水蓄能发电、超导储能、超级电容储能、低谷电储能。
结束语
由上述诸多例子中可以看出,新能源的开发和利用已成为一种优势更大的发展趋势,而电力电子技术在这项伟大的工程中发挥着难以想象的重要作用。目前,电力电子技术对我国来说,在大气污染治理、节能环保、电力系统及国民生活等等中的应用非常广泛,而从大方面来讲,电力电子技术在国民经济与人民日常生活中正发挥越来越重要的作用。由此我们可见,电力电子技术不仅是国民经济支柱产业的重要组成部分,也是未来技术的发展趋势之一。我国政府相关职能部门已经采取了一系列有力措施,将发展电力电子技术作为在相当长的一段时间里的重点发展的关键技术。新能源发电系统给电力电子技术提供了新的方向,也为从事可再生发电能源系统的研究提供了新的思路。在国家政策强有力的推动下,电力电子技术正迎来其发展的大好时机。