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电力电子技术的发展史范文1
关键词：电力电子技术；应用
中图分类号：F407文献标识码： A
一、电力电子技术的基本概述
（一）电力电子技术的基本涵义
在当前的社会发展过程中，各领域都在进一步的创新科技，在电力电子技术领域的发展尤为显著。电子电子技术也被称为是功率电子技术，这一技术主要就是研究各种的电力电子器件，和与之所构成的能够高效完成对电能转换以及控制的电路以及装置，这一技术不仅是电子学在高电压以及大电流或者是电工领域的分支，同时也是电工学在弱电或者是电子领域当中的分支，总而言之是强弱电结合的新学科。
（二）电力电子技术的作用分析
首先它能够对电能的使用进行优化，在电力电子技术的处理之下，电能的使用能够达到合理以及高效和节约，从而有效的实现电能使用的最佳化。例如对于电力牵引以及工业窑炉等，应用电力电子技术能够达到有效的节能效果。其次是对于我国的传统产业以及发展机电一体化这些新兴的产业有着改造的作用。再者是电力电子技术的高频化和变频技术的发展能够使得机电设备对于工频传统能够突破，从而向着高频的方向进行发展。最后就是电力电子智能化的进展从很大程度上能够把信息处理以及功率处理得到统一，从而使得微电子技术和电力电子技术得到有效的结合这能够对电子技术的改革起到推动性作用。
二、电力电子技术的发展
（一）整流器时代
60 年代到 70 年代，大功率硅整流管和晶闸管占主导地位，这个时期被称为电力电子技术的整流时代，大功率硅整流管和晶闸管也被称为第一代电力电子器件，它们属于半控型器件。利用大功率硅整流器高效地把工频交流电变为直流电，大功率的工业用电由工频交流发电机提供。
（二）逆变器时代
在 70 年代到 80 年代期间，电力电子技术实现了逆变，这个期间称为逆变器时代。世界能源危机爆发，变频调速装置因为节能在工业领域大受欢迎。巨型功率晶体管（GTR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）、电力场效应管（Power-MOSFET）成为电力电子的主导器件，它们属于全控型器件，通过对门极的控制可使其开通也可使其关断。在开关速度性能上，全控型器件普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。它们属于第二代电力电子器件。
（三）变频器时代
80 年代，功率半导体复合型器件绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）的横空出世，推动了电力电子技术向高频化发展。功率半导体复合型器件集合了驱动功率小、开关速度快、通态压降小、载流能力大的优点，正在向高压、高频和大电流的大规模集成电路技术飞速发展，新型器件的性能也越来越完善，具有了以前难以实现的功能，它们属于第三代电力电子器件，成为电力电子技术发展的里程碑，现代电力电子技术发展的垫基石。
（四）现代电力电子时代
随着工业制造水平的逐步提高，也为了满足人们更高的使用需求，智能功率模块应运而生了。将功率开关器件和驱动电路集成在一起，形成一个整体体积小，重量轻，转化效率高的状态。克服了原来体积庞大的缺点，解决了转化效率低适应负载能力差的难题，提高了供电的灵活性和可控性，而且内部还具有电压、电流和温度保护功能，即使发生负载事故或使用不当，也不会导致智能模块自身受损坏。它们属于第四代电力电子器件。
三、电力电子技术的应用
（一） 一般工业
工业生产中，一般都会使用到各种交流电动机，这些动力设备性能比较好，在，可以提供直流斩波电源，或者提供可控整流电源。但是提供的主体是电力电子装备。众所周知，交流电机变频调速技术是整个电气节能最关键的技术，相对于传统的大型机器而言，使用的是电力电子交流节能技术，将其作为电力驱动电源，可以节能电能达到30%。近年来，随着电力电子技术得以发展，使得交流电性能得以发挥出来，随着社会不断发展，交流调速技术得到广泛应用，逐渐占据市场。
（二）在电力系统中的应用
当电力系统离开了电力电子技术之后，电力现代化建设将很难实现。电力系统建设发展中，得到了电力电子技术支撑，现代化建设目的得以实现。高压输电是基于发电厂借助变压器，将发电机发出的电压将其升压之后再输出的一种全新方式。高压直流输电端位置以及受电端位置，一般都是使用晶闸管变流装置，这可以避免了大容量以及长距离输送导致电力系统出现损耗问题出现，为输电系统使用奠定技术基础，从而为良好输电提供保障。在配电网系统中，电力电子装置还可以被使用于电能质量控制，例如，使用于闪变、瞬间停电以及电压跌落等等电能质量控制中，更好的保障供电质量。
（三）交通运输
电子电力技术交通中被广泛使用，DC ／DC 变换技术被大量使用于地铁、动车以及无轨电车中。在使用中，可以更好的控制无极变速，提升控制质量。在使用中，最常表现在于电气机车中的直流机车选择了整流装置将其作为供电设备。但是，交流机车如果采用了变频装置进行供电，那么需要借助电力电子装置做好电力驱动和和电力控制。例如：直流斩波器被广泛使用于轨道车辆中，常见的磁悬浮列车中电力电子技术使用，这是一项技术要求较好，关键之技术使用案例。其中借助电动汽车将其作为蓄电池，提供能源，需要做好电力驱动控制工作。那么使用蓄电池进行充电，不能离开电源。因此，航海、航空也离不开电子技术。
四、电力电子技术未来的发展
观看技术发展进程中看出，半导体器件使用推动了电子技术得以快速发展。当前晶闸管等电力半导体器件有着重要的角色，尤其是在电力电子技术使用过程中。进入的到79 年代之后，半控型晶闸管使用开始有新的改变。之前从低压的小电流逐渐向高压大电流方向发展，而且还研究出大量的电子产品。这些产品被成为电子器件，随着电子技术不断发展，这些产品被广泛使用。因此，被称为第一代电力电子器件，随着电力电子技术不断发展，该技术使用范围不断扩大，将其使用于电子技术理论研究和半导体制造使用，使得工艺水平逐渐提高。我国随后研究出了GTR、GTO、功率MOSFE 等等电子器件，这些器件都是全控制型的电子器件，被成为第二代电力电子器件。近年来，随着技术水平不断发展，研究出了绝缘栅双极晶体管(IGBT) 为代表的第三代电力电子器件，逐渐向响应快、高频率方向发展，这是一个质的飞跃，在我国国民经济发展中具有重要作用，它推动了我国经济不断发展，使得我国电子自动化进程迈进一部。进入90 年代之后，电子电力器件发展更快速，逐渐朝复杂化、模块化、智能化、功率集成的方向发展，以此形成了电力电子技术的理论研究、器件开发研制、应用的高新技术领域等，在国际上形成了新的技术热门。目前世界上许多大公司已开发出IPM 智能化功率模块，日本三菱、东芝及美国的国际整流器公司已有成熟的产品推出。我国国产的电力半导体器件研究水平相对于西方国家，我国的电力电子技术水平相对较低，我国应该不断创新技术，不断进行研究，提升科研水平，更好的保障经济建设。我国电力半导体器件如果没有跟上社会发展步伐，将会影响我国经济发展水平。因此，我国的电力半导体产业发展任务艰巨。在未来发展中，应该进一步研究使用新材料，提升器件功率以及温度范围，之间降低器件价格，使得器件被使用的范围更广。系统实现集成化，当获得更好的集成化之后，才更好保障系统可靠性和安全性。
五、结语
电力电子技术作为经济发展的重要基础，在各个行业中被广泛的应用，对经济的发展有着不可忽视的作用。随着科学技术的不断进步相信电力电子技术会取得更大的突破，从而为国家的建设与发展提供有力的保障。
参考文献：
[1]田瑾. 电力电子技术的发展趋势及应用[J]. 电脑知识与技术,2013,05:1190-1191+1197.
电力电子技术的发展史范文2
关键词：电力自动化；电力系统；自动化技术；发展趋势
中图分类号： TM7 文献标识码： A
引言
电能作为一种具有易控制、输送便利、转换速度快、环境污染小等诸多优点的能源，在上个世纪八十年代成功取代蒸汽动力，成为社会经济发展的能源基础。与此同时，为适应现代化生产的节奏，具有对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理的电力自动化技术应运而生。电力系统是一个地域分布广泛、网络结构复杂的综合性系统，主要由变电站、发电厂、输配电系统网络以及终端用户群组成，实行统一调度和运行，电力自动化技术的出现，很好的解决了电能在输送过程中的各种问题，极大的推动了电力工程的发展。
一、电力自动化技术的内容和工作原理
电力自动化技术的工作原理就是利用现代化的计算机、通信技术，借助发达的网络系统，联系发电厂和变电站，通过自动化的计算机系统进行信息数据的传输、共享、整理和管理，对整个电力系统的运行过程进行检测和控制。电力的自动化主要体现在以下三个方面，即配电的自动化、变电站的自动化和电网调度的自动化。
1、配电的自动化
配电自动化是利用计算机技术，借助现代网络进行数据传输，通过系统自动实现运行过程中的监视和控制，这样工作人员仅仅通过计算机就可以实时的掌握电力系统运行的具体情况，了解运行参数，从理论到实际上实现人机合一，从而减少操作人员的工作量，节约运行的费用，提高生产的效率和电力运行的经济效能；另一方面借助先进的计算机系统可以更明确、有针对性地找出故障发生的位置和产生的原因，并及时对事故进行控制，从而实现配电网的智能化监控管理，大力改进电力自动化系统的管理效率和经济效益，使配电网始终处于更优、更安全、更经济的运行状态。
2、变电站的自动化
变电站自动化即利用先进的计算机技术、网络技术和通信技术，并结合变电站的功能特点对这些技术进行进一步的开发和研究，经过技术创新和优势整合，使之转变成适合电力系统运行的技术，进而实现变电站原有功能的改进和优化，实现运行数据的无纸化、系统检测的针对化、层次结构的明确化和人工使用的低耗化。通过变电站自动化系统使信息和数据的收集更全面和便捷，变电站内各设备的运营也更加可控和易于操作。目前，我国的变电站自动化技术已日臻成熟，在各规模层次的变电站中广泛使用，使变电站的运行效率和可靠性得到了极大的提高，使电力系统的操作和运行具备了更好的可控性。变电站系统也慢慢由自动化向全数字化、集成化迈进，最终实现变电站无人值守的目标，做到真正的全自动化。
3、电网调度自动化
电网自动化是指通过计算机和网络等现代化技术对电网进行自动的调控。即电网调度的工作人员可以通过计算机系统，利用先进的操作软件，详细的了解电网运行时的电压、周波浮动频率等情况，全面监控电网运行的状态，实现数据信息的有效管理，避免意外事故的发生，同时做好事故发生时的应急准备，保证整个电网始终处于良好的运行状态，尽快实现电网调度的数字化、集成化和智能化。
二、电力自动化技术的发展趋势
如今电力系统自动化技术的发展趋势主要表现在以下的几个方面，开环监测为主转化到是以闭环控制为主；技术功能单一向着多功能全方位的方向发展；由单个元件发展向全系统方向发展；由高电压等级向着低电压等级发展；让装置的性能更加的灵活，具有创新力和技术性。并且逐渐向着数字化的方向进行转变。有效的确保高效的，经济的，方便的供电；很好的结合电力系统的高效性和安全性。做到经济和管理的自动化和高效化。保证在输电过程中能够顺畅。
电力自动化技术能够提高电力企业的工作效率，还可以减少很多方面的资金投入和减少劳动力的资金投入，更可以提升电力企业当中重要线路数值的检测，保证系统稳定供电等，针对电力自动化技术发展趋势做出简要分析。
1、无线通讯技术
无线通讯技术的使用有效的避免了过去的现场布线环节，节约了时间和成本，通过计算机进行远程链接就可以实现维修检测人员与控制管理中心的信息共享，实现设备的可视化、远程调控等功能，具有高度灵活性和实用性，是电力自动化技术发展的必然趋势。
2、信息化技术
信息化技术是指电力生产的自动化和管理的信息化。其中电力生产的自动化实现了无人值班或少人值班，完全借助于自动化的监控系统来完成各项任务，不但节省了人力成本，而且推动了生产过程自动化水平的提高。另一方面我国电力调度的自动化已经达到了世界领先水平，建成了多项高效、可操作的自动化系统，为电力生产的自动化和管理的信息化提供了有力保证。通过管理的信息化更有力的促进了信息的及时获取、传递和共享，有效提高了管理的效率，降低了管理的成本。信息化技术的发展是电力自动化技术不可或缺的重要部分。
3、安全技术
电力自动化运行的安全性是整个电力系统的重要前提和保障，仅依靠以前的以人工操作为主的系统运行存在很大的安全隐患，因此催生了众多先进的计算机控制系统。如安全联锁系统，通过计算机进行设备的自动控制，操作人员只需要完成一个简单的操作就可以完成一系列调整和调度，且万无一失，大大提高了电力运行的安全性。安全技术是电力自动化技术发展中最基本也是最重要的要求。
4、传动技术
主要是指变频器和风电变流器在电力系统运行过程中的的使用。通过变频器可以进行变频调速，实现电力的节能减耗，具有安全、可靠、高效、节能的特点，广泛应用于电力行业。风电变流器可以将风电产生的电能输送到电网上，这种变流器具有安全性、可靠性、耐久性，并且在恶劣的环境中也同样适合。传动技术的发展对于提高电力自动化技术水平具有重要意义。
5、人机界面
人机界面简称为HMI，主要是人与计算机进行信息传递的媒介，所谓的人机界面就是人机结合，主要是人在与机器间互不冲突下进行人与机器的软硬接触，人机界面是自动化系统中的中心环节，机器对回收的数据进行分析后，转换成人类可以接受的语言，进行反馈，人类接到机器的反馈采取相应的措施，通过人机界面把要传达的命令进行输入，机器接到指令后开始执行。
直流电源屏是电力行业非常重要的设备，承担着为直流控制保护电器、高压开关及断路器提供操作电源的作用，它的可靠性直接关系到发电站的安全性。通过人机界面技术可以减少很多人工操作过程中的失误，操作人员只需要打开计算机，通过鼠标、键盘、显示器等操作工具就可以进行数据信息的反馈和系统运行的控制。人机界面技术的发展把我国的电力自动化技术推上了一个新的台阶。
三、结束语
随着中国经济的稳健发展，城市人口在不断地增加，各个省市地区的企业如雨后春笋般迅速发展成长，所以居民用电量和工厂企业用电量大幅攀升，这就给我国的电力系统带来了巨大的压力和挑战，国家电网不仅要满足广大民众需求，而且要保持供电系统的稳定性以及整个系统的安全性，原有的电力系统已经不能满足市场需求，在互联网信息技术快速发展的今天，自动化技术已经进入了电力系统之中，并在其中起到了关键的作用。电力自动化技术的发展前进不仅仅只是为了方便和有效地进行电网线路的管理，而且还适用于整个电网大面积的排查、检测和预警的作用，同时，对于抗外界因素对于自身电网的干扰还具有一定的作用，因此，电力自动化技术的发展和革新具备很高的价值，其发展趋势和前景不用质疑。
参考文献
［1］胡瑞华.浅析电力自动化技术发展现状[J].科教导刊，2010（33）.
［2］薛帅斌.电力自动化技术在电力系统中的应用[J].城市建设理论研，2012.
［3］刘中飞.电力自动化发展现状及展望[J].北京电力高等专科学校学报，2011.
电力电子技术的发展史范文3
【关键词】电力系统；发展趋势；新技术发展
0 前言
电力系统是我国国名经济的基石。电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。现代社会需要的是安全可靠经济的电能。电力系统主要由发电输电变电配电及用电等5部分组成。电力系统是一个具有复杂的大系统由于用户的不断增加的需求，电网对于技术的要求水平也提出了越来越高的要求。
1 电力系统自动化的发展趋势总的发展趋势的特点研究
1.1 电力系统自动化的图形化特点
因为电力系统联网工程的正式启动，电力系统的调度管理、数据计算分析呈现出传输路径的交叉性，信息更新越来越高速这样的几种特点。在计算机技术和通信技术的快速发展下，电力系统技术整合也在蓬勃发展着。电力系统信息数据处理上已经不再使用传统的处理方式，而是使用图形化处理这样的新技术，这样看到图形，电力系统管理者就能了解电力系统的变化发展趋势，也就能对未来电力系统软件开发带来丝丝先机。
1.2 电力系统自动化的远程化特点
过去电力系统的硬件平台大部分是计算机，外加使用扩展测控法对接口电路工作开展监测。此类的设计有很多的优势，这种类型的设计的周期很长，扩展性也很好。但是这样的设计方式也具有着高成本、大体积、大功耗以及灵动性差的多种缺点。现在，正是有着网络技术的不断更新和电子技术的不断进步，远动终端设备已经变为越来越接近最优化、智能化和小型化、协调化。因此，建立在此基础之上的电力系统也具备了远程化的特点，使电力系统自动化在控制系统方面的发展更加贴近智能化。
1.3 电力系统自动化的分布化特点
发电率范围在几十兆瓦至几千瓦之间并且模型较小的发电单元，它的地点处于用户周围还有有高效和可靠特点的称为电力系统自动化技术分布化。分布式发电主要包括以液体或气体为燃料的内燃机、太阳能发电、微型燃气轮机和风力发电等等的其他一些发电方式。这种发电技术具有很好的灵活性，能够给与用户各不相同的感受。还能为边远商业区域提供可靠的电力资源，让他们使用具有再生特点的资源进行多次发电，这样的电能还具有稳定度高的特点，是具有分度化的特色。极端及技术、新材料技术和电力电子技术都要作为支柱技术被在其中使用。
2 电力系统与新技术的结合
2.1 与智能计算机的结合
计算机视觉技术就是与智能计算机的结合之一。使用计算机视觉技术能够方便的获得多种图像信息。在电力系统中应用计算机视觉技术。目前，计算机视觉技术使用在电力系统中的作用是修改遥控系统在此同时提高它的性能。这主要表现在使用在线监测和开展无人操作或者环境监视，红外图像监测是电力设备在线监测常用方法中效果最好的。它既有这使用方便，又有着精准度较高的特点。红外图像识别方面主要就是使用计算机视觉技术，这样能取得较好的效果。计算机视觉技术的工作原理是在科学获取电力设备实时红外图像和电力设备正常工作时图像后，将两者开展对比。如果出现不正常。也就因此能够证明电力设备出现问题。第开展无人操作或者环境监视是使用微波双鉴探测器进行协助，将差分图像以及流光法一起使用对移动物体开展监测。如果出现不正常现象，那么系统就可以识别出来，并且警告我们。因为计算机视觉技术还处于起步阶段，其存在一定的不足之处。虽然计算机视觉技术发展迅速，但计算机视觉技术发展的并不完善，因为图像识别自身的复杂性的原因，所以现阶段还不能实现完全的无人操作。正是因为有着这些原因，在大多数情况下，计算机视觉技术只能够作为一种辅助技术。
2.2 与微机保护系统的结合
在电力系统自动化技术发展速度过快并且伴随着相关微机设备应用范围越来越普遍的情况下。人们越来越严格的要求微机保护系统。更简单的说，也就是原有的电力系统自动化技术当中的微机保护系统已经无法满足社会发展的需要。人们需要的微机保护系统应该具备更加牢靠与稳定的可以对通信进行保护的能力。这样才能够达到人们希望人机互动的效果。这样的系统在对硬件提高出高要求的同时也对软件业产生了更加具体的要求。例如，我国在上世纪末将第一套微机线路保护设备投入使用，并且该设备因为性能占据极大的优势从而获得世界各国用户的普遍认可。
在继电保护设备中，我们更加需要完善的问题就是设备的实时性。设备的实时性直接关乎电网的安全稳定，它直接受到其影响。假如设备实时性出现缺陷，会给电力系统带来难以补救损失的可能性。现阶段在我国电力系统中应用的嵌入式系统通常来说主要为C/C++语言。这是因为该系统不仅灵活性高并且可移植性也很强。同时该系统还使用了能够随时改变的模块化，目的在于处理好各种存在可能性会产生的问题但是却又不能够进行更换的难题。在提供便利的同时也能够尽最大的努力满足用户各种要求。
2.3 与GPS安全监控系统的结合
GPS的全称是全球定位系统。这是一个卫星系统。它能具有导航、定位、授时等功能的原因是它可以保证在地球上任意一点都可以同时被观测到。高精度、高效率和低成本都是GPS定位技术具有的优点。正是在这些优点的帮助下，它才能在各类大地测量控制网获得加强改造，也因此具有了较为普及的应用。目前，GPS技术出现了一个不断进步的境地，而将GPS技术使用到电力系统当中的条件也越来越松。电力系统使用GPS动态安全监控系统后取得效果很好。不仅能够对系统开展实时且有效的监控，同时还能够将GPS定位技术的精准度高并且效率快以及成本低的优势完全体现出来。可以对管辖区内的大地测量控制电网进行合理的监测。电力系统使用GPS动态安全监控技术后。基于GPS的动态安全监控系统指的是电力系统采用GPS所实现的光纤通信技术和同步测量技术。电力系统的动态安全监测管理主要包括动态相量测量系统、定时系统、中央信号处理系统和通信系统四个部分的内容。使用GPS和EMS监控系统能够做到对数据的动态、集中处理、定时等，为相量的控制提供条件。实现动态检测是我们必须做的，同时也是是电力系统发展的要求。
动态安全监控系统是基于GPS统一时钟的新一代EMS。各种各样的电磁暂态故障记录器和集中在稳态运行监控和数据采集（SCADA）系统是电力系统目前主是在录音的过程中使用的监控工具。前面具有记录数据冗余，记录时间短，缺乏沟通不同的录音机，让困难分析系统作为一个整体的动态特性：后者记录数据刷新间隔时间，但是用于系统的稳态特性。很难分析整个系统的动态行为的原因是都有一个共同的、缺乏精确的时间戳之间的联合不同位置即记录数据只是部分有效。新一代的基于GPS动态安全监控系统，是一个相结合的新的和现有的SCADA的动态安全监控系统。在这样的新技术下，GPS同步相量测量技术和光纤通讯技术和实施总量控制提供了条件。
在大型电力系统的稳定性和振动监测中常用的GPS系统的研究获得了一定的成果。在现实生活中已投入运行，例如GPS同步相量测量装置监控系统在南方电网投运。中国南方电网功率角振荡天骨干接触线己广泛应用在网格中的500千伏线路可以在实时调度中心观察。
3 结语
电力系统自动化技术无疑具有着很大的潜力在计算机技术、信息技术、控制技术的发展下，也将有更多的技术出现。随着它们的出现，电力系统将更加自动化，为人们提供更好的电能。
【参考文献】
电力电子技术的发展史范文4
电力系统是我国国名经济的基石。电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。现代社会需要的是安全可靠经济的电能。电力系统主要由发电输电变电配电及用电等5部分组成。电力系统是一个具有复杂的大系统由于用户的不断增加的需求,电网对于技术的要求水平也提出了越来越高的要求。
1 电力系统自动化的发展趋势总的发展趋势的特点研究
1.1 电力系统自动化的图形化特点
因为电力系统联网工程的正式启动,电力系统的调度管理、数据计算分析呈现出传输路径的交叉性,信息更新越来越高速这样的几种特点。在计算机技术和通信技术的快速发展下,电力系统技术整合也在蓬勃发展着。电力系统信息数据处理上已经不再使用传统的处理方式,而是使用图形化处理这样的新技术,这样看到图形,电力系统管理者就能了解电力系统的变化发展趋势,也就能对未来电力系统软件开发带来丝丝先机。
1.2 电力系统自动化的远程化特点
过去电力系统的硬件平台大部分是计算机,外加使用扩展测控法对接口电路工作开展监测。此类的设计有很多的优势,这种类型的设计的周期很长,扩展性也很好。但是这样的设计方式也具有着高成本、大体积、大功耗以及灵动性差的多种缺点。现在,正是有着网络技术的不断更新和电子技术的不断进步,远动终端设备已经变为越来越接近最优化、智能化和小型化、协调化。因此,建立在此基础之上的电力系统也具备了远程化的特点,使电力系统自动化在控制系统方面的发展更加贴近智能化。
1.3 电力系统自动化的分布化特点
发电率范围在几十兆瓦至几千瓦之间并且模型较小的发电单元,它的地点处于用户周围还有有高效和可靠特点的称为电力系统自动化技术分布化。分布式发电主要包括以液体或气体为燃料的内燃机、太阳能发电、微型燃气轮机和风力发电等等的其他一些发电方式。这种发电技术具有很好的灵活性,能够给与用户各不相同的感受。还能为边远商业区域提供可靠的电力资源,让他们使用具有再生特点的资源进行多次发电,这样的电能还具有稳定度高的特点,是具有分度化的特色。极端及技术、新材料技术和电力电子技术都要作为支柱技术被在其中使用。
2 电力系统与新技术的结合
2.1 与智能计算机的结合
计算机视觉技术就是与智能计算机的结合之一。使用计算机视觉技术能够方便的获得多种图像信息。在电力系统中应用计算机视觉技术。目前,计算/！/机视觉技术使用在电力系统中的作用是修改遥控系统在此同时提高它的性能。这主要表现在使用在线监测和开展无人操作或者环境监视,红外图像监测是电力设备在线监测常用方法中效果最好的。它既有这使用方便,又有着精准度较高的特点。红外图像识别方面主要就是使用计算机视觉技术,这样能取得较好的效果。计算机视觉技术的工作原理是在科学获取电力设备实时红外图像和电力设备正常工作时图像后,将两者开展对比。如果出现不正常。也就因此能够证明电力设备出现问题。第开展无人操作或者环境监视是使用微波双鉴探测器进行协助,将差分图像以及流光法一起使用对移动物体开展监测。如果出现不正常现象,那么系统就可以识别出来,并且警告我们。因为计算机视觉技术还处于起步阶段,其存在一定的不足之处。虽然计算机视觉技术发展迅速,但计算机视觉技术发展的并不完善,因为图像识别自身的复杂性的原因,所以现阶段还不能实现完全的无人操作。正是因为有着这些原因,在大多数情况下,计算机视觉技术只能够作为一种辅助技术。
2.2 与微机保护系统的结合
在电力系统自动化技术发展速度过快并且伴随着相关微机设备应用范围越来越普遍的情况下。人们越来越严格的要求微机保护系统。更简单的说,也就是原有的电力系统自动化技术当中的微机保护系统已经无法满足社会发展的需要。人们需要的微机保护系统应该具备更加牢靠与稳定的可以对通信进行保护的能力。这样才能够达到人们希望人机互动的效果。这样的系统在对硬件提高出高要求的同时也对软件业产生了更加具体的要求。例如,我国在上世纪末将第一套微机线路保护设备投入使用,并且该设备因为性能占据极大的优势从而获得世界各国用户的普遍认可。
在继电保护设备中,我们更加需要完善的问题就是设备的实时性。设备的实时性直接关乎电网的安全稳定,它直接受到其影响。假如设备实时性出现缺陷,会给电力系统带来难以补救损失的可能性。现阶段在我国电力系统中应用的嵌入式系统通常来说主要为C/C++语言。这是因为该系统不仅灵活性高并且可移植性也很强。同时该系统还使用了能够随时改变的模块化,目的在于处理好各种存在可能性会产生的问题但是却又不能够进行更换的难题。在提供便利的同时也能够尽最大的努力满足用户各种要求。
电力电子技术的发展史范文5
【关键词】工业电气自动化，现状，趋势
一、电能和电力输配
配电力技术是通向可持续发展的桥梁”，这个论断已经逐渐成为人们的共识。研究表明，为了实现可持续发展，应尽可能把一次能源转换为电能使用，提高电力在终端能源中的比例。电能是一个国家国计民生的主要能源。如今，人均消耗的电能已成为衡量一个国家实力的重要指标。而电气技术恰好涉足电能和电力输配问题。一个完整的电能生产与消费网络由发电、输电、配电及用电几部分组成。其中由发电厂、变电所和输电线路组成的电力网络称为电力系统。
电力系统十分复杂，对于电力系统来说，不但要求它每一时刻发出的总电量等于系统消耗的总电量，而且要求所有的中间传输环节都能畅通无阻。中间传输环节的任期任何阻滞，都会在发电与用电两端同时发生“过剩”与“不足”两种截然相反的不正常状态，严重时系统可能因此而崩溃，造成大面积恶性停电，使国民经济遭受重大损失。对电能和电力输配来说，除了设计好发电站，使其保证电力的充足供应发电质量（减少谐波、）提高功率因素等外，还要注意电能传输的调度和管理，从而保证电力系统可靠、安全地连续供电。将自动化技术应用于电能传输的调度和管理中构成了现代电力输配系统。
二、功率器件和电力电子技术
自从50年代硅晶闸管问世以来，功率半导体器件取得了长足的发展。新型的功率器件如：GTO、高功率晶体管和功率MOSDFET、IGBT等的出现大大提高了功率器件的开关频率和可关断性能。由于工艺技术的成熟和成本的降低，电力电子学的应用正在推广，例如，开关电源（SMPS），UPS电源、电化学作业、加热和照明、静态无功（VAR）补偿；有源滤波、高压直流系统、光电系统和变频电机拖动。
目前，GTO的最高研究水平为6英尺、6000V/6000A以及9000V/10000A。现在硅材料功率器件已发展相当成熟。为了进一步实现人们对理想功率器件特性的追求，越来越多的功率器件中，最有希望有是碳化硅（SiC）功率器件。但是，SiC材料和功率器件的机理、制造工艺还存在大量的问题，要真正给电气技术领域带来又一次革命，还需要众多有志之士的努力。一代新型电力电子器件的出现，总是带来一场电力电子技术的革命。随着各种功率器件的不断研制和开发，电力电子技术也得到了飞速的发展。
在电力电子技术中，功率变换是最重要的，也是最基本的共性技术。功率变换技术研究的目标主要有：节约能源、提高效率，同时应减小变换器的体积和重量，降低谐波失真的成本，高精度、快响应、宽的输出电压、电流和频率调节范围等。功率变换器可实现AC-DC、DC-AC、AC-AC、DC-DC的转换。功率变换技术的发展大致可分为：强近换流技术；PWM控制技术；以软开关、功率因素校正、消除谐波，考虑电磁兼容为特征的技术三个阶段。经过三十多年，特别是发展动向主要集中的软开关、高压、大功率和低电压、大电流变换技术方面。
三、电机与电力拖动
电机是电气技术所涉及的重要对象之一。电能的生产是由发电机完成的；电动机则可拖动生产机械和各种负载运转，从而实现生产的自动化和家用电器及办公设备的智能化。电动机分为直流电机和交流电机两种。在电机的发展史上，直流电机发明较早，它的电源是电池。后来才出现了交流电机。直流电动机具有调速范围广、易于平滑调速；起动、制动和过载转矩大；易于控制，可靠性较高等优点。但直流电机有一个突出的缺点――换流问题。它限制了直流电机的极限容量，又增加了维护的工作量。人们研究了交流电机的调速，并取得了良好的效果，使这在某些调速场合代替了直流电动机。除了普通的直流电机和交流电机外，还有各种微控电机。微控电机广泛用于各种家电、办公设备和伺服控制系统中。微控电机的发展和应用，也是电机发展和应用的一个重要方面。
电力拖动系统又称为电力传动系统或电机调速系统。电机调速传动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精密、特种调速传动四大类。工艺调速传动指生产工艺要求必须调速的传动，主要用于轧机、造纸、化工等场合。节能调速传动是指一般采用风机、泵、压缩机等调节流量和压力的场合。电力牵引调速传动则指用地电气铁道、地铁，各种电动车，工矿牵引、矿井卷扬及电梯等场合实现运输、牵引的传动。精密、特种调速传动是指用于现代数控机床、机器人、雷达等场合对伺服、运动控制要求特别高的传动。正是因为电力传动系统具有如此广泛的应用背景，再加上电力电子技术的飞速发民，近十年来全球工业应用的电机调速装Z增长了25%，远远超过了前30年的增长率。随着微电子技术和自动控制技术的发展，使全数字微机控制的电力拖动系统得以问世并迅速发展起来。微机控制技术在电力拖动系统中的应用给这一领域注入了新的活力，使之呈现现出蓬勃发展的新景象。
四、电气测量与检测技术
电气测量又称为电磁测量，电磁测量分为电测量和磁测量。电气测量与检测技术是研究各种电气被测量的测量方法、相应测量仪器仪表的原理与结构、测量时的操作技术和如何根据测出数据进行数据处理以求得测量结果和测量误差的技术。电气测量与检测技术对一个从事电气技术工作的人员来说是十分必要的。因为，不论是电气设备的安装、调度、实验、运行、维修；不是对电气产品进行检验、测试、鉴定都会遇到电气测量技术方面的问题。随着控制理论和计算机技术的发展，电气测量与检测技术也向自动测试方向发展。各种计算机辅助测试技术、自动测试系统应运而生。自动测试技术是现代电气测量与检测技术的发展方向。
五、电器元件及电器控制
电器元件是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电气设备。
电力电子技术的发展史范文6
关键词 电气自动化 发展现状 趋势
中图分类号：TM7 文献标识码：A
Development Prospects of Electrical Automation
XIA Shiyu, SHEN Xi
(Jianshe Branch of Chongqing Electric Power Company, Chongqing 401120)
Abstract This paper describes the status of domestic electrical automation, and combined with the new developments abroad, prospect its development status.
Key words electrical automation; development status; trend
1 电气自动化概述
电气自动化运用电力电子技术、微机控制技术和计算机网络技术来实现电气自动控制，以计算机技术实现程序控制，并且通过系统集成实现自动控制电力系统和运行维护功能。其明显特征是集成化、智能化和综合化、故障反映迅速自动化。
电气自动化范围较广，包括配电自动化、变电站自动化、馈线自动化。配电自动化包括配电系统所有硬件设施和控制流程，通过输电、配电和用电实现配电自动化流程。变电站自动化通过馈电自动化实现系统监控和管理。而馈电自动化方面，则是高度集成化，除了常规的遥测、遥信和遥控，包括自动重合闸、馈线故障监测、电能质量等监测，还集成了断路器监视功能，逐步发展成为智能化开关。
2 电气自动化发展史
伴随着电子技术和信息技术的飞速发展，电气自动化已经走出了工厂，并且在办公、交通等多个领域得到了广泛的应用。
（1）全控型电力电子开关时期。在上个世纪五十年代晶闸管出现，标志了运动控制新纪元的开始。继后出现了交流变频技术和全控制式器件GTR等，即电力电子器件第二代。第三代器件包括IGBT和MGT这类复合型电力电子器件。而第四代器件则由功率集成电路PIC构成。
（2）电路低频向高频发展。随着电力电子器件的更新，变换器电路也随之改变。在普通晶闸管时期，整流控制主要由直流传动变换器完成。交流变频传动由交-直-交变频器完成。在第二代时期，PWM变换器得到广泛的应用。PWM技术可以提高工作效率，并且减少高次谐波对电网的影响，可以改善电动机低频转矩脉动问题。
（3）交流调速理论发展。德国学者F・Blasche提出了交流电机磁场定向远离市，并得到德国大学教授Depenbrock的继承和发展。教授D继F・Blasche提出了直接转矩控制思想，并将它推广到了弱磁调速范围。这一控制思想具有结构简单、思想新颖、信号处理物理概念明确的特点，属于高静动态性能的新型交流调速方法。
（4）通用变频时期。通用变频器是一种系列化、批量化和占市场量最大的中小功率变频器，经历了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高动态性能适量控制型的发展过程。
（5）单片机发展。由于占主导地位的MCS-51单片机的8位机功能简单，指令短小，后来就有了适合大批量生产的PIC系列单片机的推广和使用，其可靠性和保密性都非常高。
3 国内电气自动化现状
3.1 平台开放式发展
OPC技术的出现，Microsoft Windows平台的广泛应用和IEC61131的颁布，为电气技术的发展奠定了良好基础。基于PC技术的人机界面已经成为主流趋势，而基于PC技术的控制系统具有灵活和易于集成特点也正在被广泛的采纳和应用。
3.2 现场总线和分布式控制技术
现场总线是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输分支结构的通讯总线。包括位于中央控制室内的计算机、监视控制软件和PLC的CPU以及位于现场的远程的I/O站、智能仪表、低压断路器和变频器等构成，中央控制室和现场通过一根串行电缆连接，并且将这些现场设备的大量信息采集传输到中央控制室。而信息化技术的发展必将导致基于网络集成自动化系统的基础信息系统的发展。
3.3 IT技术与电气自动化
市场需求的发展促进了电气自动化和IT技术平台的融合，信息技术对工业的影响主要分两个方面：一是纵向渗透管理层；二是横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。其中，信息技术纵向渗透能够帮助企业对当前生产数据进行实时的存取，提高管理数据处理系统工作效率。横向，信息技术已经渗透到了产品的所有层面，包含传感器和执行器，也包含控制器和仪表。
4 国外电气自动化发展新方向
法国ICC技术又称用户通信接口试验，能够实现实时读表、停电控制和远程管理功能，并且能够帮助广大用户群众实时了解电价，为用户实现用电优化管理提供了条件。优化用电是指用户根据实时电价制度，合理选着自己的用电设备和用电时间段，或者是在不同时间段用部分设备。
意大利开发了家庭用电智能助理，借助用户的电视机实现供电信息实时显示和控制，便于供电服务信息随时查询。这不仅便利了居民的生活，同时便于供、用双方互动，供方可以记住此平台向用户各类通知，并且帮助用方进行节能降耗方案建议，用方不仅可以得到实时的电价信息和供电服务，还可以从中节约用电，减少经济消耗。这种功能的实现还可以节能减耗，保护环境。
西班牙和法国共同研发的系统，可以帮助家庭优化电能应用和管理，它借助部分咨询配置机和用电能量管理系统实现对用户提供最优配置建议和削峰填谷功能。它可以根据不同用户的生活习惯和要求，为不同用户提供既优化经济又舒适满意的用电建议。
国外这些先进、人性化的设备代表了现代电气自动化实时性、自动化和管理功能发展的方向，这可以改进供电可靠性和电能质量，还可以对用户的供电服务质量，在未来高科技社会中将有优越的经济性和良好的社会综合效益。
5 电气自动化发展趋势
未来电气自动化的发展趋势具有分布式、开放式和信息化三大特点。分布式是指能够确保网络中每个智能的模块都能够独立工作的网络结构，能够完成系统危险分散的功能；开放化是指系统具有与外界联通的接口，能够实现系统与外界网络系统的连接功能；信息化则是指系统信息具有综合处理能力，实现与网络技术相结合的网络自动化和管理控制一体化。
（1）系统监控综合化。现代电气设备逐步向通用化、模块化及系列化发展，能够实现组态灵活特点。由于计算机技术的所有功能都能够通过屏幕软件按钮直接完成，系统监控的综合化得到很大提高。采用综合化监控，能够完成双重或者多重的冗余，可以为系统改善和可靠性提高做出贡献。
（2）系统网络化。为了提高系统的可靠性，控制网络大多采用冗余结构，能够完成数字化和高效自动化代替繁琐复杂的人工操作，大大提高了工作效率，减轻了工作人员的工作量，改善了工作人员的工作环境。同时，高度自动化还能够减少频繁操作，减少误操作率，进一步提高系统可靠性。
（3）系统人性化。伴随交互式网络发展，供用双方信息互动更为方便。通过人性化、自动化的电气自动装置，供方能够实时了解用方信息，为用方提供更加实用、经济、安全的用电建议，也可以更多的掌握用户用电信息，为系统的稳定可靠运行提供数据。用方可以借助高科技的技术，更加详细的了解自己的用电情况，结合供方信息，改善个人生活舒适度，提高生活经济性。
6 结语
电气自动化技术虽然已经广泛应用，并深入到国民经济各个领域，但它仍然在不断革新和发展。在市场竞争越来越激烈的形势下，为了在经济上取得利益，我们必须积极吸取先进的经验和技术，为实现自主研发创造条件。
参考文献
[1] 严世平.浅谈电气自动化的现状及发展.科技风,2011(5).
[2] 毕克伟.工业电气自动化的应用与发展.中小企业管理与科技,2010(36).
