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电力电子技术概念总结范文1
关键词：直流输电；电力电子；发电机
一、前言
电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代，柔流输电(FACTS)概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。
二、电力电子技术的应用
自20世纪80年代，柔流输电(FACTS)概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节，列举电力电子技术的应用研究和现状。
(一)在发电环节中的应用
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以改善这些设备的运行特性为主要目的。
1大型发电机的静止励磁控制
静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。
2水力、风力发电机的变速恒频励磁
水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组)，机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。
3发电厂风机水泵的变频调速
发电厂的厂用电率平均为8％，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65％，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并不完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。
(二)在输电环节中的应用
电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第”，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。
1直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDCLight)技术
直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点，对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网，高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器，标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。
2柔流输电(FACTS)技术
FACTS技术的概念问世干20世纪80年代后期，是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，大幅度提高电力系统的稳定水平。
20世纪90年代以来，国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小，设备结构简单，控制方便，成本较低，所以较早得到应用。
(三)在配电环节中的应用
配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即用户电力(customPower)技术或称DFACTS技术，是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版，其原理、结构均相同，功能也相似。由于潜在需求巨大，市场介入相对容易，开发投入和生产成本相对较低，随着电力电子器件价格的不断降低，可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。
(四)在节能环节的运用
1变负荷电动机调速运行
电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面，通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面，只有将二者结合起来，电动机节电方较完善。目前，交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速，我国正在推广应用中。
变频调速的优点是调速范围广，精度高，效率高，能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小，定子、转子的铜耗也不大，节电率一般可达30％左右。其缺点主要为：成本高，产生高次谐波污染电网。
2减少无功损耗，提高功率因数
在电气设备中，变压器和交流异步电动机等都属于感性负载，这些设备在运行时不仅消耗有功功率，而且还消耗无功功率。因此，无功电源与有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低，设备破坏，功率因数下降，严惩时会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故。所以，当电力网或电气设备无功容量不足时，应增装无功补偿设备，提高设备功率因数。
电力电子技术概念总结范文2
[关键词]电力电子技术；CDIO模式；教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）03-0077-02
电力电子技术课程是一门理论和实践紧密联系的课程，包括电力学、电子学和控制理论，这是课程的三大支柱。电力电子技术课程是自动化专业、电气通信专业的核心技术课程，在工业技术领域有极其广泛的应用。学生通过学习电力电子技术课程，掌握扎实的基础理论知识，具备极强的实际操作能力，熟悉构思、设计、实现、运行的产品研发过程，并具有相应的沟通协作能力和人际交往能力。在我国社会经济迅猛发展的背景下，电力电子专业学生就业态势良好，主要从事各大机关单位配电、配电设备生产及销售、建筑电气、电路开发工程师、PLC及控制、中国石化及相关企业、地铁公司等领域的技术工作。因此，如何教好电力电子技术课程，让学生有所学、有所用，成为大学生人才培养的重点问题。
CDIO模式是一种在全球各国广泛推行的工程教育模式，以产品或项目“构思-设计-实现-运行”为载体，为大学生创建企业模拟环境，帮助大学生掌握课程理论知识，培养大学生产品过程能力。CDIO模式以产品、项目的全生命周期为系统教育背景，制订CDIO课程教学标准和体系，让学生主动参与学习，在理论中学习，在学习中实践，通过CDIO模式提高工程能力。
因此，如何结合我国高校教育改革与创新趋势，把握高校电力电子技术课程应用型人才培养定位，融合CDIO模式理念，构建电力电子技术课程体系和培养方案，探索CDIO模式下电力电子技术课程教学方法成为广大教师需要思考的问题。电力电子课程是自动化专业、电气通信专业的核心技术课程，符合CDIO模式教学支撑的课程特点，对电力电子技术课程展开CDIO模式课堂教学和实验教学的改革与探索，能为电力电子技术课程教学改革提供支撑和助推作用。
一、CDIO模式下电力电子技术课程教学改革
CDIO模式理念涵括了产品、项目全生命周期，注重理论和实践的联系，体现了“基于项目的教学”理念，和电力电子技术课程相结合，整合课程传统教学模式，形成电力电子技术课程CDIO教学模式。本文以“CDIO模式”为主线，构建贯穿电力电子技术课堂理论教学和实验教学的新型教学模式，并对此进行有益尝试。
（一）基于CDIO模式的电力电子技术课堂教学
1.教学课程规划
在电力电子技术课程理论教学中，为了更好地开展理论教学，笔者建议有计划地将实践教学融入课堂教学全过程。在电力电子技术课堂教学中，教师向学生讲解理论基础知识，提出重难点，抛出问题，让学生进行仿真分析和总结。学生按照小组划分组建项目团队，对课堂理论知识进行讨论学习，从总体设计理论知识和项目任务，深入理解项目目标，主动发现问题。教师针对学生存在的学习问题进行引导，动态掌握学生理论知识学习情况，及时纠正学生理解中的错误。同时，教师还应全面开放电力电子技术实验室，开放电力电子技术项目实施环节，为学生项目团队设计项目任务。
笔者以“三相桥式全控整流电路”为例，为学生设计全控桥整流项目任务，结合三相交流变压、晶闸管工作特性、阻感式电路、纯阻性电路、触发电路等内容进行电力电子技术课程教学规划。
2.课堂教学方法
教师引а生查找相关资料，对项目任务进行工作分解，以“自上而下”为项目设计导向，构思项目整体概念，从整体到局部，从宏观到微观，整合涉及的所有课程基础知识，结合“三项全控桥”设计、“触发电路”设计的工作结构和原理，构建模型，分析模型，计算参数，评估设计，模拟故障等，让学生实践“原理思考-分解任务-小组探讨-模型构建-课程讲解”，在教师的启发下主动学习，带着问题学习理论基础知识，带着目的和方向学习，绘制出电路原理图和集成出发电路图，能收获较好的课堂教学效果。
在电力电子技术课堂教学中，教师要将课堂教学和模型仿真并行，为学生创设“学习-构思-设计-仿真”的一体化电力电子技术课堂教学模式，培养学生电路设计思维和能力。
（二）基于CDIO模式的电力电子技术实验教学
1.基础实验验证
电力电子技术课程在理论知识课堂讲解结束后，需要结合课堂教学内容，设计理论知识基础实验验证，帮助学生巩固基础理论知识，并结合实验过程中遇到的问题进行讨论学习，提高学生问题解决能力，让学生能够在实验构思、设计、实现、运行中巩固理论知识，操练电路设计实践能力。
笔者以“反激变换器”为例，在给学生讲解介绍了反激变换器设计内容和实施步骤后，要求学生应用“电流型脉宽调制器芯片（UC3842）”设计反激变换器，在设计中正弘交流输入是给定的110V/50Hz，经过降压、整流后，输出功率实际为Pout=60W，开关频率为fs=64kHz，输出电压为Vo=15V，要求学生结合电路设计中的各元件参数，确定各参数的选取原则与计算公式，设计仿真方案，制作版图和电路板调试电路，撰写项目设计结果分析报告。
2.创新实验设计
在电力电子技术课程内容教学结束后，教师应梳理电力电子技术发展前沿，紧随时代步伐，更新课程教学内容，制订创新实验设计，让学生结合时代要求调整实验设计方案，遵循“理论学习-实验设计-仿真验证-实验”的流程，按照“基础-实践-综合-创新”的教学主线，创新设计电力电子技术综合实验。
“反激变换器”实验设计中的变换器电路设计包括主电路参数设计、控制电路参数设计。第一，主电路参数设计包括整流桥、变压器、滤波器、开关管等参数的选取，钳位电路、启动电路、供电电路等设计。其中，电感和变压器等磁性元件设计是反激变换器设计中最复杂的难点。在可变的电磁变换环境下，高频变压器工作发挥着变压器和电感双重作用，变换器性能受原副边匝数比、线圈电感、磁芯参数等参数关键影响，学生需要计算这些参数，然后结合计算结果绕制变压器。第二，控制电路参数设计包括振荡电路参数设计、光耦隔离部分参数设计、反馈采样电阻设计、驱动电路设计。通过设计控制系统，学生有机结合自动控制理论和电力电子技术，深入理解PID控制理论，这样可培养学生电力电子技术知识运用能力和问题解决能力。
二、CDIO模式下电力电子技术课程教学考核评价
CDIO模式下电力电子技术课程教学考核评价包括过程考核和结果考核。
电力电子技术课程过程考核应构建“自评+互评+师评”的评价指标。其中，自评指标需要学生在正确认识自我基础上，对自己学习态度、操作能力、创新能力进行客观评价；互评指标是在项目小组分工下，由小组成员对学生的学习态度、操作能力、团队参与、项目报告等能力进行客观评价；师评是教师结合学生在学期内的课堂和实验表现，对学生学习态度、操作能力、团队参与、实验设计等能力进行评价，全面提高学生专业素养。
电力电子技术课程结果考核是试卷考核，教师为学生创新课程试卷，设计“理论知识+实验设计”的新型试卷，以“理论+实验”的试卷模式取代“理论+计算”的试卷模式，全面考核学生知识应用和创新能力。
教师应该结合学校专业人才培养方案，在过程考核和结果考核之间设定科学权重，制订课程教学考核标准，以计算最终课程成绩。
三、结论
本文提出CDIO模式下的电力电子技术课程教学改革模式和实施“构思-设计-实现-运行”的流程，帮助学生应用理论知识实施实验，掌握电力电子技术课程知识，掌握课程实验操作方法，使课程理论和实践融会贯通。笔者在电力电子技术课程内容和就业去向分析的基础上，结合CDIO模式理念，指明力电子技术课程教学改革趋势，提出“基于项目教学”的电力电子技术课程CDIO教学模式。本文从教学课程规划和课堂教学方法，论述了基于CDIO模式的电力电子技术课堂教学改革，从基础实验验证和创新实验设计，论述了基于CDIO模式的电力电子技术实验教学。最后，笔者给出CDIO模式下电力电子技术课程教学考核的新办法，包括“自评+互评+师评”的电力电子技术课程过程考核和“理论知识+实验设计”的电力电子技术课程结果考核，形成“CDIO”模式下电力电子技术课程新型教学模式，培养应用型专业化人才。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 胡静波. “电力电子技术”课程的CDIO教学改革[J].高教学刊，2015（6）：34-35.
电力电子技术概念总结范文3
[关键词] 电力电子技术 电力系统 开发利用 应用
1.电力电子技术电力系统开发方面的应用
自上世纪八十年代以来，柔流输送电力能源的概念被提出之后，电力电子技术在我国电力系统中的应用研究被广泛提升到了一定高度，各种极具电力电子技术特色的电力设备相继被研发出来。目前，已经有不少关于这方面设备基本原理及应用现状的研究资料，极大地推广了电力系统开发方面的应用范围。以下就谈及此方面的一些内容：
1.1 在电力系统发电环节中的应用
电力系统发电环节一般涉及各种发电机组设备，而电力电子技术的应用主要以改善这些电力设备的运行状况为目的。根据实践表明，大型发电机、水力或风力发电机在应用方面极其出色。①大型发电机的静止励磁控制可采用晶闸管整流自并励的方式达到这一目的，其明显的优势在于结构简单、可靠性高及造价低等，因此已被世界各国广泛应用且效果良好。究其原理可以看出由于大型发电机在发电过程中省掉了励磁机这个中间惯性环节，促使发电机运行具有了自身特有的快速性调节功能，这样一来大型发电机能够充分发挥其发电功能，并且在控制规律上也产生了良好的效果。②水力和风力发电机可通过电力电子技术控制器变速恒频励磁，水利发电机的有效功率主要由水头压力和流量大小决定，水头压力变化越大，水利发电机组的最佳转速也随之变化。而风力发电的有效功率则于风速的三次方成正比例关系，风力发电机组在捕捉到最大风能时的转速随风速大小变化，为了能够使得风力发电机组的有效功率成最优化的正比例关系，采用以变频电源为核心技术的电力电子控制系统对机组转子的励磁电流频率进行适宜调整，使其与转子转速叠加后能够保持定子频率即可输出恒定频率。
1.2 在电力系统输电环节中的应用
通常，被称为“硅片引起的第”就是指将电力电子器件应用于高压输电系统中的改革过程，其主要的应用效果是大幅度地改善电力系统网的稳定运行状况。
（一）HVDC和HVDC Light两项技术的应用
HVDC（Light）技术，即（轻型）直流输电技术。直流输电技术具有电容量大、稳定性好和控制调节灵活等明显特点，尤其是对于我国远距离输电、海堤电缆输电及不同频率系统的联网功能具有划时代的意义。值得一提的是，此项技术是由1970年世界上第一项晶闸管换流器研发应用开启的，也标志着世界电力电子技术正式被应用于直流输电工程。自此以后世界各国都将采用晶闸管换流阀作为新建直流输电工程的主要办法。
（二）FACTS技术（柔流输电技术）则是于上世纪八十年代被提出最终概念的，它是将电力电子技术与现代控制技术对交流输电工程系统的阻抗、电压及相位加强调节输电技术，最终实现对交流输电功率的灵活控制，并大幅地提高电力系统的稳定运行水平。FACTS技术具有设备结构简单、控制方便和成本较低等优点，因此应用范围极广。
1.3 在电力系统配电环节中的应用
电力系统配电环境亟待解决的问题是怎样加强供、用电的安全可靠性和质量标准，电力能源的质量标准控制即是满足对电能电压、频率、谐波和不对称度的要求，同时减少各种瞬态波动和干扰。电力电子即是和现代控制技术的结合应用便是在电力系统配电环节中极力推广DFACTS 技术。DFACTS 技术是基于如FACTS 技术等各项基础技术发展起来的电力能源质量控制的新技术。狭义层面上讲，DFACTS 技术是FACTS 技术的精简版，其技术原理、电力设备和应用功能均相同，但是开发投入和生产成本相对较低的特点更切合于目前我国潜在需求巨大的市场。伴随着我国电力市场中电力电子器件的成本价格越来越来的状况，可以预见此项技术将很快进入到成熟期并继续高速发生。
1.4 在电力系统节能环节的应用
变负荷电动机的调速运行
电动机在其自身挖掘节能潜力过程中，可通过电力电子技术对负荷电动机调节速度达到节电效果。在目前，电动机交流调速在冶金、矿山等工业部门中还是得到了广泛的应用与发展。其通用的节能应用措施是在风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量，取得效果良好。此项技术的应用具有的有点在于调速范围广、精度高、效率高和能实现连续无级调速等，但是明显的缺点是成本高，产生高次谐波会污染电网系统。
1.5减少无功损耗，提高功率因数
在电力系统电气设备中，变压器和交流异步电动机等均属感性负载，设备在运行过程中会大量消耗有功功率和无功功率。因为无功电源与有功电源都是保证电能质量不可或缺的组成部分。因此，在电力系统中应尽量保持无功平衡，避免电力系统电压降低、设备损坏、功率因数下降等问题，严重者则容易引起电压崩溃和系统解裂导致大面积用户停电的事故。鉴于此，在电力系统或电气设备无功容量不足时，需增装无功补偿设备以提高电气设备的功率因素。
2.电力电子技术电力系统开发方面的发展趋势
近些年来，伴随着我国计算机技术、控制技术和通信技术的迅猛发展，现代的电力系统已经发展成为一种以计算机技术、控制技术、通信技术、电力装备和电力电子技术为主要组成部分的综合体，即“CCCP”。电力系统信息量逐日增大提高了对自动化处理信息能力的要求，电力电子电力系统的开发需要考虑的因素越来越多，内涵不断深入、外延不断拓展、可直接可观可测的范围也越来越广，也为我国在这一方面的的开发与发展迎来了绝好的契机。
当今，我国在电力电子技术在电力系统应用开发方面的发展正逐步趋向于在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展；在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题；在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论；在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用；在研究人员的构成上需要多“兵种”的联合作战等。
电力系统应用电力电子技术实现智能控制是基于过去四十多年来实践经验总结与研究，主要分为三个阶段来实现：第一阶段是基于传递函数的单输入和单输出；第二阶段是线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制；第三阶段则是智能控制。智能电力控制一般能够遇到的技术困难包括：
（1）具有强非线性的、变参数和全动态；
（2）具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求；
（3）不仅需要本地不同控制器之间的协调作用，也需要异地不同控制器之间间协调控制。
电力系统实现智能化控制是从稳态或准稳态控制向动态控制发展的必然趋势，实现智能动态控制即是我国电力系统实现完整控制时代来临的标志。
3.结束语
综上所述，在伴随我国计算机技术、控制技术及通信技术的发展过程中，电力系统亦需要进行更新换代。电力电子技术在电力系统中的应用将是逐步实现技术水平提高和推动社会经济发展迈出的重要一步。
参考文献:
[1]万鑫；电力电子技术在电力系统中的应用及发展；电子世界；2012，（03）.
[2]郑锦彪；浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与研究[J]；黑龙江科技信息；2007，（05）.
电力电子技术概念总结范文4
【关键词】高职院校 电力电子技术课程 教学改革
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2017）01C-0147-02
电力电子技术是学习电气自动化专业的学生必须掌握的一门课程。高职院校的学生想要学习好电气自动化，就必须重视电力电子技术的作用。但是在现在的许多高职院校中，对电力电子技术课程的设置出现诸多问题，导致学生在进入企业工作时，发现在学校学习的知识和技能运用不上，或者运用得非常少。出现这样的问题，需要学校、教师进行自我反省，在设置课程时，应充分重视学生以后的发展。
一、电力电子技术课程教学存在的问题
（一）课程内容设计滞后。一方面，电力电子技术发展日新月异，但是高职院校的教学内容相对滞后，无法适应社会以及企业的工程需要。另一方面，在实用性能方面，电力电子技术的要求很高。如何让学生成为一个高素质的应用人才，是当前高职院校需要解决的一个重大问题。在课程设计上，过多的理论公式推导、大量的电路图及波形分析使学生一定程度上感觉乏味。在教学内容组织上，高职院校教师没有按照科学的方法进行分类，只是将各种电力电子电路单纯地罗列出来，有关电力电子应用装置的具体介绍也只是一笔带过，内容组织在一定程度上不合理。
另一方面，课程内容没有职业教育特色。由于历史原因，电力电子技术课程内容过于偏向本科，课程内容对电子电力器械的内部结构以及运行原理介绍较多，而高职学生更多的是需要对元器件的运用能力，课程内容没有真正体现高职教育特色、反映教改新成果。
（二）课程教学方式单一。目前高职院校的教学方式大都采用讲授法，以教师的讲述、学生听课记笔记为主，再结合板书和多媒体视频、PPT等教学方式为辅。对于晶闸管整流电路、交流调压电路以及逆变电路，其电流和电压波形的分析较复杂，即使采用讲授以及展示PPT的方法，也很难引起学生的学习热情。此外，课程学习相对于学生来说难度系数大，学生较难理解理论知识，单一的讲授方式和PPT的展示不能很好地让学生将所学的课程内容有效运用到实际的电力电子产品中，对电力电子装置不理解、难理解，使得学生出现一定程度的厌学。
（三）实训环节薄弱。实训对学习电力电子技术来说是掌握知识的一个重要方法；高职院校的实训是培养学生成才必经的环节。但是目前大多高职电力电子技术课程还是用基本的演示性和验证性项目进行实训教学。在这种实训里，学生的自主学习能力没有充分体现，学生的实践兴趣几乎为零，同时学校的实验设备功能利用率非常低。另外，电子产品更新换代的周期短，校内实验室的实验实训设备不能跟上日益更新的电力电子技术。
二、解决电力电子技术课程教学存在问题的对策
（一）优化教学内容。随着现代社会科学技术的飞速发展，电力电子技术不断更新换代，它的应用范围不断扩大。因此，要对课程内容进行优化和合理安排，并在课程中适当添加电力电子技术飞速发展出现的新动态、新技术和新概念，尽量使课程内容贴近时代的变化。如在介绍电力电子元器件时要选用能够代表当前实际应用水平的电路进行讲述，这样才能贴近现今的需求，不至于让学生在毕业后感觉学校教学内容与社会断层。
在化的过程中查漏补缺，要以培养学生能力为本位，将提高学生技术应用能力作为重要目标，突出教学培养的核心内容，使教学内容详略得当，并且难易度适中，而对于比较复杂繁琐的数学公式推导过程，对高职学生没有什么现实的意义，对他们以后的工作没有什么作用。对电子电器元件的参数特性和使用方法要详细叙述，要让学生掌握电子电气元件的理论知识，明白如何使用这些元件，在头脑里生成一个印象。课程设计还要注意循序渐进，引导学生系统全面地掌握课程的核心内容和技术，并转化成为熟悉运用的能力，从而满足今后工作岗位所需的技术能力要求。
（二）促进教学方式多元化。在传授知识给学生时，应注重对学生的启发互动，让学生在教学活动过程中得到启发。启发互动式的教学，是在教师讲授理论知识的前提下，在教师的指导下运用理论与实践交融渐进式的教学方式。在这钟教学方式下产生的学习环境，可以使学生有自由发挥、勇于创新的空间。一方面，学生立足教材，自我阅读、自我探索、自我感悟并按照已有的知识动手操作、归纳总结、探索规律，从而掌握本专业的职业能力；另一方面，教师立足于任务的引导，由简单到复杂、逐步深入、环环紧扣、教授技巧方法、示范技能，培养学生良好的职业能力。
当然，除了启发互动式的教学方法之外，电力电子电路仿真―― MATLAB 软件是一种对高职院校很有帮助的教学辅助，能形象生动地演示电路的搭建和输出电压、电流变化的整个过程，这大大提高学生的学习积极性和学习兴趣。拥有成熟完善的电力电子工具包的MATLAB软件，在教学中使用简易，可模拟搭建课程中的各种复杂电路，电路的运行过程尽显在学生眼前。
（三）以学生为主体，优化实训环节。实训是电力电子技术课程的重中之重。高职院校尽量使现有的实验实训装置营造出一个真实的工作环境，让学生体验到类似真实工作环境的生产氛围，使学生在模拟环境中理解和掌握课程要求的操作能力，进而使学生培养专业的操作能力与理论素养。
此外，电力电子技术实训教学基地是高职院校培养学生实训能力的场所。伴随着新能源发电和节能环保理念的深入，许多新兴的行业发展起来，随之出现的全新电力电子装置也被广泛应用到现实生活中。高校要随时与时俱进，带领学生走向校外的实训教学基地，聘请有经验的技术人员在模拟环境中进行讲解，这种直观的实训教学环节能使学生在学习课本知识的同时接触到社会时代变迁带来的成果，运用自己所学知识结合参观学习的收获，使知识融会贯通。
在进行实训时，不应仅仅教授实训环节的内容，在讲解单元电路的过程中，应穿插理论课的知识要点在其中，使学生在实训实验中获得丰富的知识，在动手进行实训操作的同时，能逐渐加深对电力电子技术理论知识与实训知识的融合，进而牢固掌握理论知识和实训知识。
【参考文献】
[1]罗海霞，万烂军.“循环互辅”实践教学方法在高职电力电子技术课程中的研究与实践[J].电脑知识与技术，2014（35）
[2]曹海红.高职《电力电子技术》课程建设探索与实践[J].电子制作，2015（10）
[3]王璐.Matlab在高职院校电力电子技术教学中的应用[J].时代教育，2014（23）
电力电子技术概念总结范文5
关键词：柔流输电系统；模块化；工程案例；仿真工具
作者简介：王华昕（1975-），男，浙江绍兴人，上海电力学院电力与自动化工程学院，讲师；张美霞（1979-），女，江苏无锡人，上海电力学院电力与自动化工程学院，讲师。（上海 200090）
基金项目：本文系2011年上海电力学院教学改革基金项目的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）04-0047-02
柔流输电系统是电力电子技术在电力系统应用的一个重要方面，它已经出现在电能的生产、传输和使用的各个领域。[1]许多高校已经把它列为高年级本科生的专业选修课程或者电气传动专业的必修课程。该课程融合了电力系统、电力电子技术和自动控制原理多门课的基础知识，而且要求学生具有一定的电力工程背景知识。处在专业课程体系末端的课程不单单是科学知识的灌输，而是要求学生具备科学探知能力，如文献查找和综合问题的分析能力。同时这门课程自身更新换代速度比较快，传统的教学内容和教学方法不能很好地使学生掌握此课程内容，因此“柔流输电系统”课程教学改革势在必行。多元化教改的含义是教学内容模块化和教学方法的多样化。教改目的在于提高学生专业认知水平，培养分析和解决问题能力。[2-3]依据笔者多年的教学及科研实践经验，结合该课程特点，做了教改探索。
一、存在的问题
上海电力学院于2002年开设了柔性输电课程，2010年前教学学时数为32学时，2010年培养方案修改后，该门课程为16学时。在“柔流输电系统”的多年专业教学当中，有如下教学问题。
1.教学内容过于深奥
该技术属于前沿科学技术，科学专著较多，教材较少；现有如清华大学和机械出版社的教材面对的对象是研究生，理论阐述翔实，但在短学时内要把如此丰富的教学内容灌输给本科生，教材难度、梯度太大，理论抽象，没有联系当前工程实际。教学内容上有与电力电子技术重复之处，未能与专业的核心课程很好地衔接。因此现有教材并不适合本科生。
2.教学方法未与时俱进
多媒体课件是专业课程最直接的教学手段，但该课程教学一直停留在板书阶段；教学内容关注于理论，对工程介绍太少；课程教学没有与科研相结合，学生仅停留在学分获取阶段，未吸收优秀本科生参与科研项目；没有课程设计环节，学生工程实际能力缺乏锻炼。
二、教改内容
1.教学内容模块化
针对教学中理论与实际相脱离的情况，将教学内容梳理为基本概念、基本理论和工程范例等模块，突出工程范例教学作用。教学内容模块化示意图如图1所示。随着柔性直流输电概念的提出，柔性输电领域从以前的交流扩展至直流。为了在内容上统一，笔者把该课程名称改为“柔性输电技术概述”。柔性输电技术包含柔流输电和直流输电。以讲柔流输电为主，柔性直流只介绍基本概念、原理和示范工程。考虑到教学内容的承接性，在电力电子学方面介绍电压型变量器、基本脉宽调制方法和大容量变流器的拓扑结构。模块4和5介绍串并联补偿技术，这是目前应用最广泛的柔流输电装置。模块4和5设计思路是基础理论加示范工程，分别介绍晶闸管和可关断器件两种类型的补偿器。这样学生能对比这些补偿器，从而加深对基本概念的理解。模块6是总结和提高，介绍先进的综合补偿技术，该技术能完成串并联补偿功能，设计思路依旧是基础理论加示范工程。
在模块1中为了让学生直观地明白柔流输电装置的基本原理，用图2来体现。以功角公式为例，串联补偿相当于改变线路电抗，并联补偿相当于提高末端电压。综合补偿技术能改变功角。这样学生能从电力系统角度来考虑柔性输电装置基本工作原理。
2.教学方法多样化
教学内容模块化设计完成后，教学方法的改进体现在教学课件和仿真工具上。教学课件充分体现现代化多媒体的优势，在课件设计上以教学模块为依据，将最新的科研和工程成果充实到教学内容中。笔者查阅了大量柔性输电领域的资料，抽取了代表性示范工程，从系统设计、装置基本参数、控制方法和试验结果等方面一一展现柔性输电工程领域的进展。学生可以从具体工程实例中明白理论到现实有巨大的鸿沟，同时工程需求又不断提出新的课题。
仿真工具PSCAD是研究柔性输电的很好的仿真手段。PSCAD有友好的用户界面，使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端，可模拟任意大小的交直流系统。[4]笔者介绍装置基本理论后，用PSCAD搭建装置模型，设计控制策略，直接观察装置仿真波形。以可控串联补偿器为例，阐述了串补的原理，指出串补有感性补偿和容性补偿，其调节依靠调整触发角，并给出了阻抗随着触发角变化曲线。而实际中触发角调节策略并不好调整。笔者设计了电流过零锁相方法，从而可以很方便观察容性补偿和感性补偿效果，如图3所示。串补所有电气量都可以展示给学生，随意调整触发角角度，可以观察各个电气量的变化。
通过项目训练提高学生实践能力。限于学时限制，无法开展实验教学。为此笔者开始了综合式项目训练。让学生组成小团队，从串联和并联补偿各选择一个小题目，一名学生负责系统设计，一名学生建立仿真模型，一名学生设计控制策略，提交一份设计报告。这样学生从被动学习到主动学习，不断发现问题，教学效果比直接讲授要有效得多。
三、结束语
本次教改撰写了柔性输电技术新教材，设计了教学内容模块，引进了仿真工具作为教学辅助手段，开展了工程案例教学。在16学时内，学生对“柔流输电系统”得到了充分的感性和理性认识。从教学效果反馈看，学生对教材满意程度高，知识点密度大，课程外需要掌握的工具和方法较多。该课程教学改革将在日后的教学实践中不断完善和总结，为专业教学体系改革积累经验。
参考文献：
[1]张文亮,汤广福,查鲲鹏,等.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报,2010,30(4):1-6．
[2]徐颖秦,邵华杰,王小龙.工厂供电课程多元化教学设计与实践[J].电力系统及其自动化学报,2010(12):157-160.
电力电子技术概念总结范文6
关键词：电力电子；教学方法；教学改革；考核方式
作者简介：姚志垒（1981-），男，江苏溧阳人，盐城工学院电气工程学院，副教授。（江苏 盐城 224051）
基金项目：本文系盐城工学院2013年度校级教改研究项目（项目编号：32）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）23-0052-02
“电力电子装置及技术”是电类专业的一门专业选修课。[1]该课程是在“电力电子技术”课程的基础上，进一步介绍变流电路的结构、工作原理、功能指标，电力电子实用装置的构成、基本电量的计算方法和所有装置需解决的共同技术问题。[2-3]该课程涵盖知识的内容多、面广、难度大、实用性强，能培养学生将知识融会贯通，提高学生综合应用知识解决实际问题的能力。因此，如何从教学内容、教学方法和手段以及考核方式等方面进行改革值得探讨。
一、教学内容的改革
1.理论教学内容的改革
该课程的课时数为40学时。由于它是一门应用性课程，因此需要在书本内容的基础上，紧跟时代前沿，增加一些当今热门课题的内容，如：电力电子装置在新能源发电系统和节能环保中的应用等，以便为学生找工作或读研找课题提供参考。
选用杨荫福等编写的《电力电子装置及系统》作为本课程的教材。[3]由于该教材第1章中半导体电力电子开关器件和第2章高频开关电源的内容已分别在“电力电子技术”和“开关电源及技术”课程中详细讲述，因此该课程不再赘述。
所选教学内容具体如下：
（1）电力电子装置及系统概述（2学时）：电力电子装置及系统的概念；电力电子装置的主要类型；电力电子装置的应用概况；电力电子装置的发展前景。
（2）逆变器（4学时）：逆变器概论；单相和三相恒频恒压正弦波逆变器；感应加热电源。
（3）不间断电源UPS（6学时）：UPS的功能及原理；UPS的组成和设计（包括蓄电池组、整流器和PFC电路、逆变器、切换电路、滤波电路、旁路控制电源和系统辅助电源、接地装置、保护和报警系统）；UPS输出电压控制。
（4）晶闸管变流装置（6学时）：晶闸管交流变换器；交流净化型稳压电源；晶闸管谐振型逆变器。
（5）电力系统用电力电子装置（6学时）：电力系统无功补偿；电力系统有源滤波装置；电力系统谐波与无功功率综合补偿；远距离直流输电。
（6）电力电子装置的研制与试验（14学时）：电力电子装置研制流程；研究对象的方案论证；主电路设计（包括输出滤波器、输出变压器、缓冲电路、直流滤波电路和主开关器件设计）；控制系统及辅助电源设计（包括抗冲击负荷电路、调压环节、过温保护、辅助电源和驱动电路的设计）；电磁兼容技术和措施；电路仿真；整机调试与电性能试验；结构设计和例行试验。
（7）电力电子装置在当今热门课题中的应用（2学时）：选择应用于当今热门课题的某个电力电子装置作为教学内容，如：直直变换器在光伏发电系统中的应用、并网逆变器在新能源发电系统中的应用等内容。
2.开设实验教学内容
为了进一步验证理论分析，提高学生的实践能力，应开设一定的实验教学内容。该课程的实验教学可以充分利用江苏省电气与新能源实验教学示范中心的新能源实验室和电力系统无功补偿实验室，完成一些高频电力电子装置实验项目，如：电力系统无功补偿、电力系统有源滤波、升压变换器在光伏发电系统中的应用和并网逆变器在风力发电系统中的应用等实验项目。
二、教学方法和手段的改革
1.兴趣教学，激发学生学习积极性
紧贴社会的要求进行学前教育，把社会的需求和学生学习的需求有机统一，从而激发学生的学习积极性。
学生从高中进入大学后，学习的目标改变了，如果说学生在中小学时是以升学作为他们的目标，那么，进入大学后他们的目标已经转向了就业。因此，要使学生了解社会对人才知识结构的需求及其变化，使学生意识到该课程作为大四的专业选修课对今后工作以及再深造的重要性，从而使他们一开始就认识到该课程必须学，而且要学得非常好。
第一次上课，在讲完电力电子装置的应用概况后，了解每个学生对电力电子装置感兴趣的应用领域，布置学生通过网络搜索或图书馆查找其感兴趣应用领域的相关资料，并做成PPT，以备上该应用领域课时做报告。此后，每次上课时，先让对该节课教学内容感兴趣的学生用PPT做报告（每个学生报告5分钟，学生提问2分钟），讲述相应应用领域的研究背景和国内外研究现状，然后由教师讲解具体教学内容。通过该兴趣教学的方法，可以激发学生的学习积极性，培养学生做科技报告的能力，为学生毕业设计选题和答辩奠定良好的基础。
2.提高多媒体教学质量
随着现代化水平的不断提高，上课基本都已采用多媒体进行教学。但多媒体课件也不能是黑板板书的简单复制，最好配以一定的动画和声音，以便吸引学生的注意力，调动学生学习的积极性。如：在讲解电路工作模态时，采用“动作路径”的动画格式，让学生清楚地看到电流在电路中的流通路径，更深刻地理解所学知识；学生在下半节课时往往会开小差，注意力不集中，可通过在切换幻灯片时配以一定的声音，吸引学生的注意力；在讲解习题或举例时，先以某个习题为例进行讲解，解题步骤逐步显示，而不是一下子显示所有答案，保留了板书的优点，然后总结归纳解题方法，最后再以习题对所述方法进行巩固。
3.采用仿真辅助教学
用仿真的方法不仅可以初步验证电路原理和参数设计的正确性，还能仿真试验极限条件下的特殊情况，从而有效地减少电力电子装置的设计费用，缩短电力电子装置的设计周期，优化参数设计，提高装置的可靠性。常用的电力电子仿真软件有：Saber、Pspice和Matlab中的Simulink等。以其中的Saber仿真软件为例对所设计4kW、400Hz的中频电源进行仿真验证。学生可以通过仿真进一步加深对理论知识的理解，此外，对较复杂或不易懂的电路可以通过仿真查看电路各点的波形反推电路工作过程，从而掌握电路的工作原理。
三、考核方式的改革
该课程采用小论文的考核方式。考核的总成绩包括平时成绩（20%）、平时PPT报告成绩（30%）和小论文考核成绩（50%）。其中，平时成绩包括学生的出勤和平时作业；平时PPT报告成绩主要是检查学生对电力电子装置感兴趣应用领域相关知识的预习情况，考核学生运用Powerpoint软件制作PPT的能力、口头表达能力和回答同学提问时的应变能力；小论文考核成绩主要包括测试学生书写小论文的能力（包括中英文摘要、引言、正文、结论和参考文献）、利用word软件书写小论文和排版的能力。小论文要求学生从电源设计领域、电机调速用电力电子装置、电力系统领域、汽车电子领域、绿色照明领域、新能源开发领域和其他与电力电子装置相关的领域中选择1种领域撰写。此外，要求写相同领域小论文的学生相互商量各自研究方向，确保每个学生的小论文题目和内容不雷同。通过上述小论文考核，杜绝了学生相互抄袭小论文的现象，学生在选题上发挥了主观能动性，选题范围比较宽。学生在查阅资料完成小论文的过程中，了解了国内外电力电子装置相关领域的国内外研究现状，初步掌握了电力电子装置主电路设计、控制系统设计、仿真及结果分析这一流程。
四、结束语
近年来，我们紧跟时代前沿，及时更新“电力电子装置及技术”课程的教学内容，在实际教学中采用兴趣教学、高质量的多媒体教学和仿真辅助教学的教学方法，采用“一人一题”的小论文考核方式，对“电力电子装置及技术”课程进行了一系列改革，取得了良好的教学效果，得到了学院领导和学生的一致好评。
参考文献：
[1]陈仲.“电力电子装置及控制”课程教学设计的研究与探索[J].电气电子教学学报，2008，（S1）.
