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电力电子技术的概念范文1
关键词 数字化电厂 热工自动化专业 教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A
2016年是国家“十三五”规划的开局之年，在“十三五”期间发电企业将面临节能减排、减员增效等多重压力，但同时也是电力发展的又一个重要战略机遇期；目前中国经济社会进入新常态，转向经济结构优化升级、创新驱动发展。基于这样的大背景，电力行业作为支撑国民经济和社会发展的基础性行业，受到了较大的冲击。电力市场表明，低速增长将成为新常态。
发电企业如何积极应对经济转型，适应经济发展新常态，打造、建设高效、安全节约的数字化电厂是发电企业的首选。做为培养发电企业中自动控制人才的专业，进行相应人才培养模式及课程体系的改革必须先行启动。本文首先介绍数字化电厂的概念和国内外数字化电厂的现状，然后阐述教学改革的必要性和存在的问题，最后探索提出了教学改革的措施。
1数字化电厂的概念
数字化工厂在全世界并没有形成公认的统一的定义，但在我国电力行业标准《火力发电厂热工自动化术语》DL/T701-2012中，对数字化电厂采用了电厂数字化和数字化 电厂二术语进行解释。电厂数字化是利用计算机及微处理器技术将反映火电厂生产和管理过程对象的现象、特征、本质及规律的声音、文字、数字、符号、图形和图象等模拟信息转换为数字信息的过程。数字化电厂是电厂数字化达到一定程度后的概念。
电厂的数字化应包括在其各个生存过程，分为六个层面：即电厂规划和设计的数字化、电厂建设的数字化、电厂运行的数字化、电厂经营管理的数字化等各个层面，才可称得上是全面的数字化电厂；数字化电厂具有以下六个特点：数字化、模型化、可视化、互操作性、信息化、智能化。
热工自动化专业的毕业生在未来的工作中，将参与到电厂的各个层面，因此适应形势、与时俱进进行教学改革势在必行。
2国内外数字化电厂的现状
2.1 国外现状
近年来，数字化电厂建设取得了长足的进步，德国的尼德豪森电厂是全球第一家数字化电厂，控制系统为西门子TXP-2000，除锅炉安全监控系统（FSSS）、汽轮机控制和保护系统（DEH、ETS）、重要的模拟量采用常规方案外，均采用了现场总线控制系统。被称为尼德豪森二期工程的德国诺伊拉特电厂1100MW的F机组和G机组，控制系统西门子TXP-3000，与尼德豪森一期相比，不仅被控对象采用了Profibus-DP协议，仪表与全部采用了Profibus-PA协议，同时在常用电源系统还采用了IEC61850协议。
2.2国内现状
国内电厂在运行方面基本实现了过程控制及设备运行的初级数字化，具备了一定的控制优化和状态检修能力。也已经有相当一部分火力发电厂采用了现场总线技术，如即将投产的华电常德电厂（2？60MW）现场总线控制系统占40%，在主控和辅控系统中都有用到；
3基于数字化电厂理念的教学改革的必要性
3.1数字化电厂的推进，要求专业人才知识体系的转型
我国经济正向结构调整的新常态转型，“十三五”规划期间对电力行业将会有更高的要求，尤其是传统能源方面，因此将进一步推进数字化电厂。数字经济和信息时代的到来，电力消费者对于供电可靠性、电能质量及多元化服务的要求越来越高，另一方面发电企业内部也面临减员增效和节能减排的双重压力。基于行业的需求，要求专业人才在一定的知识基础上，适应社会和发电企业的发展，这样就要求学生的知识面广，在具备理论基础的能力上，着重培养创新能力。
3.2自动化技术的发展
数字化电厂采用故障预警、无人值守等技术，将满足发电企业节能减排和减员增效的要求，而实现电厂的数字化主要依据自动化技术。其中先进的测量技术、控制技术和在线优化技术，进行数据挖掘和故障预警技术，能够实现锅炉燃烧的优化及故障预警等，从而实现节能减排和减员增效。这些先进的技术和手段都为适应经济形势的发展，发电企业将全面实行数字化、智能化，这主要依赖于自动化技术的发展。
4目前人才培养中存在的问题
4.1人才培养模式深化拓展
目前专业培养人才主要是面向火电、核电行业，但在“十三五”规划期间电力工业的发展重点预计会向分布式能源、热电联产等方向发展，以及更高容量、更高参数、更高效洁净的方向发展，因此专业的人才培养模式必须能够在传统优势的基础上，深度挖掘利用专业领域的新知识，并适当开拓新的领域。在优势领域里做深做强，并适当探索新领域，这是当前人才培养的首要问题。
4.2 教学中存在的问题
鉴于社会经济形势的发展及人才培养模式的改革，原有的课程设置及采用教材的不适应显得尤为突出。适应经济形势的发展变化，增减相应课程，并修订课程中的内容，也需要修订相应教材。
5探索人才培养模式和课程体系的改革措施
5.1人才培养模式的改革
我校的热工自动化专业是为电力行业基层培养具有创新精神和实践能力的应用型高级专门人才，因此改革首先要适应电力行业的要求，并根据本专业的现状，借鉴和学习其他高校的经验进行改革。因此，首先到本省、外省的先进发电企业进行走访和调研，了解企业的发展战略和自动化技术现状，以及对热工自动化专业人才的具体要求；其次，到同行业高校进行调研，学习改革的措施，借鉴成功经验及教训；并实时关注本专业毕业生的动态及听取学生的反馈，根据学生的切身体验，对人才培养模式进行动态更新。
5.2 课程体系的改革
在正确的人才培养模式的指导下，对具体的课程体系进行改革主要从理论教学和实践教学两方面进行：
5.2.1理论教学的改革
基于数字化电厂理念下，电厂的测量技术、控制技术、在线优化技术和数据挖掘技术都将在电厂中得到广泛的应用，相应这些内容课程的增设就十分必要。除传统的一些必要的专业课外，可增设选修课或开设讲座等，或通过专家学者的报告等，使学生接触和学习这些前沿的知识，做为知识储备，才能在工作岗位上立于不败之地。
现有课程的教材也需要实时更新，测控技术日新月异，在教学过程中可通过编写讲义、教案等，或在网络教学平台中向学生补充先进的技术的内容。
总之，通过传统和现代的教育手段相结合，为学生补充信息。
5.2.2实践教学的改革
实践教学是整个教学环节中重要的一部分，实践教学的改革主要从两方面进行：实验设备及实验手段的改革。
目前学校加大了对教学的投入，不断更新增置教学实验设备。利用此契机，新增加的设备应面向数字化电厂的运行及管理，例如现场总线控制系统、智能设备的添置，将来还应加大对大数据利用、互联网+等方面的投入，使学生能够在学校掌握最前沿的知识，并为将来的创新提供驱动力。
在教学的各个环节进行全方位的改革，才能培养出适应社会经济形势发展的人才。
6结语
基于社会经济形势的大背景，适应数字化电厂的发展，进行教学改革势在必行。人才培养模式的改革和课程体系的改革都是在教育方针的指导下，结合热工自动化专业的特点，探索改革措施，具有较强的理论和实践推广价值。
参考文献
[1] 张晋宾.解读数字化电厂[J].自动化博览，2013（10）：42-46.
电力电子技术的概念范文2
【关键词】 电力电子技术 配电系统 自动化 应用
电力电子技术涵括了很多的科学技术，包括计算机、自动化、半导体技术等等，同时其应用面极广，尤其是计算机控制系统以及自动化控制技术的发展更为成熟。电力电子技术的应用面不断过大，渗入到不同的行业当中并且使自身的功能价值得到了体现。下文就电力电子技术在配电系统的应用进行详细研讨。
1 电力电子技术的概念以及特点
当前的电力电子技术具有全控化、集成化、高频化以及高效率化。全控化是指自动关断设备取代了半空型普通晶闸管，从而避免了传统电子设备中的换相电路等；集成化是指全控型器件经由单元件并联，形成了一个基片当中；高频化是指利用高频度提高系统的运行效率。比如GTR、IGBT、MOSFET能够分别在低频、高频、超高频的环境中运行；高效率化是指器件以及变换技术两方面的高效率，当器件的导通压降下降时，导通损耗也会相应变小，器件开关上下变化频率增快，同样是开关耗损降低。在软开关中加入软开关技术，能够进一步提高运行效率。电力电子技术属于较为新兴的科学技术，但是已经被广泛应用在电力行业里，能够实现对电能的有效控制以及提高电力系统的运行效率。电力电子技术从功能角度可以分为变流技术以及电力电子器件制造技术，由于其具有众多优势，并且应用面不断扩大，所以电力电子技术的相关知识以及成为了电气工程以及自动化专业重点学习的理论知识。
2 电力电子技术以及配电自动化的发展现状
电力电子技术是在半导体的基础上逐渐发展出来，其为强弱电的连接搭建了一个平台。经过长期的发展，电力电子技术的发展相对较为成熟。其最早是以晶闸管的形式出现，后又发展成为可控硅整流装置，完成了质的飞跃，在后来出现了柔流输电技术，此项技术促使许多新型设备的产生，同时电力电子技术也向工业自动化和机电相结合的发展道路，当前电力电子技术能够实现节能环保、智能化、轻便化等众多优势。就我国来说，电力电子技术的发展相对较晚，但是通过国家的帮扶和人们的不懈努力，已经走向了独具特色的高速发展道路。
经济的发展必定会带动电力产业的进步，电力产业的发展已经从传统投资规模变为以市场需求为重心的发展模式，同时电力市场也完成了卖方向买方转变的过程，以前我国发电和配电的比率存在较大差距，落后于世界先进国家，当前已经得到了一些改善，例如35kV变电站具备了四遥功能，但是还是存在很大的成长空间，例如电站的自动化、故障检测定位、故障隔离、最低网损等等，这些还属于发展阶段。从供电设备来看，许多的供电企业已经找到了与配电自动化相协调的设备，例如馈线开关远程式终端、开闭所、重合器等等，所以实现配电系统自动化的硬件条件还是比较完善的，但除此之外主要还存在两个问题：第一，供电方在选择设备的同时，应从自身实际状况出发，同时还要综合考察设备的性价比，使设备不至于过快的淘汰，进而造成成本的浪费，尽量选择与当前科学技术发展方向一致的设备，并且秉承统一规划、分步实施的原则；第二，配电系统本身具有特殊性，体现在远方抄表、容量大、定制远传等，对于这些技术的标准化要求还存在缺陷，同时以往的规范限制了使用性能，为了防止电力设备供货商自行设置的紊乱情况出现，有必要将电网的通信规约尽早规范下来。
3 实现配电自动化的必要性
电力电子技术、计算机技术、自动化控制技术三者是相辅相成的关系，只有将电力电子技术与配电系统相结合，才可以实现电子系统的自我控制能力、效率以及配电质量，将电力电子技术应用于配电技术还有以下几个方面：第一，使电力系统具备更高的自动化水平，电力电子设备的出现促进了电力电子技术的发展，使电力系统具备自动智能化的功能。尤其是模糊控制、智能化控制对于电子设备的重大意义；第二，电力电子技术不仅能够降低供电单位的成本消耗，保障企业利益，同时其服务对象是社会群众，所以高质量的配电系统能够产生高质量的供电服务，从而实现社会效益；第三，电力电子技术不仅仅是以技术的身份停留在技术的层面，而对于电气产业的结构和管理形式都形成了很大的影响，企业通过利用电力电子技术，使得自身加快了向新兴产业的转型。
4 电力电子技术的优点
首先，电力电子技术能够对电力进行有效控制，从而将所耗的电能控制在合理范围之内，达到了优化电能的目的，同时在用户使用的过程当中也发挥出有限电量的最大使用价值。对于工业生产来说，电力电子技术的不仅提高了生产的效率，也使节能价值得到体现。
其次，电力电子技术的应用能够使民用电和工业用电的质量得到提升，促进了工业制造工艺的革新，使机电一体化技术得到了发展，在当前对电力电子技术的使用当中，还加入了网络信息技术，这进一步提高了电力电子技术的使用价值。
然后，电力电子技术能够实现设别的高频化，打破了传统工频的限制，大大提高了运行效率，使机电设备的体积得到了控制。
最后，只有不断的实践才能促进技术的进步，电力电子技术正是因为不断的发展，不断的被应用，从而使其融入了其他的先进科学技术，进一步促进了技术的发展，进而得到更广阔的应用平台。
5 电力电子技术的应用
5.1 发电阶段
在此阶段，电力电子技术能够最大程度的保证配电系统的安全、可靠，能够增强发电效率，增强管理的科学性。同时电力电子技术中的励磁技术、太阳能技术、直流调速、变频调速技术都能够保障发电环节的顺利进行。主要应用方式如下：磁力技术主要能够提高调节速率，为其他控制提供有利条件，同时降低了成本、操作难度低、可靠度高；变频调速技术当前发展较为成熟，使风机水泵具备变频调速功能，对于能源的消耗量也不大，在未来具备良好的发展潜力；太阳能技术体现在环保方面，能够将太阳能电池板当中的能源转换到电力系统当中，节约了资源，降低了成本；直流调速技术在很多设备中还具有应用价值，能够提高电力系统整体的运行效率。
5.2 输电阶段
HDVC以及柔流输电技术两方面是电力电子技术在输电阶段的主要应用，HDVC又可以分为常规HDVC以及HDVC Light技术，其最大的特点是可以进行远距离输电，受到环境影响程度较小，可以完成大容量、可靠度高、灵活性好的电力输送，同时HDVD可以保持系统处于持续的、稳定的运行状态当中。柔流输电技术是当前发展速度最快的电力电子技术，其与控制技术的连接十分紧密，另外可以控制电力系统中的很多参数，例如电压以及电流，能够优化输电状况，减小输电线路对于电能的损耗，从而保证了系统运行的稳定和安全。除了HDVC以及柔流输电技术外，微型计算机自动化控制也发挥出了应用价值，主要负责对故障的处理，包括检测、分析以及切除等，减少了人员的工作量。
5.3 配电阶段
在配电阶段当中电力电子技术的应用目标就是实现配电的可靠性，进而使供电质量得到保证。其特点就是弱电对强电的控制以及调控电压电流、功率，避免谐波的不良影响，其工作原理类似于柔流输电技术，能够同时兼顾电力标准以及配电质量。综合来说电力电子技术在此阶段的应用面最大，同时在未来还会有进一步发展。
5.4 节能环保
电动机的节电并不能完全达到节电效果，变负荷电动机调速同样也无法实现完全的节能，因此只有将以上两中节能方式相结合，才能实现全方位的节能效果，变频调速的无功损耗调速对电力系统的环保节能有重要意义，避免了传统调速中功率耗损过大的问题。同时变频调速有助于电机设备自动化水平的提高，在保证调速的准确度的同时又可以达到30%的节能效果，另外还可以是电力设备的运行稳定，不会出现系统崩溃的情况。
6 结语
电子技术与能源有机结合是未来电力电子技术在配电系统应用的发展方向，同时综合太阳能、风能等不耗损资源，增强资源的利用率，总的来说就是其发展方向应该是迎合环保节约型的社会发展理念的，通过电力电子技术向机电一体化的发展不断深入，未来将会形成一个电力电子技术体系并且覆盖全国。除此之外智能化也是电力电子技术的发展方向，电力设备必须具备自我控制能力，对于问题能够识别并且采取有效的解决办法，自动化的水平越高，对于人员的依赖性就越小，进而可以达到降低成本、减少工作量，增加效率，保证供电质量等一系列好处。
参考文献：
[1]王智.机械智能自动化技术在煤炭企业中的实际运用研究[J].华东科技：学术版，2014（1）.
[2]陈深圳.配电网调度自动化系统及其技术应用[J].大科技，2013（24）.
[3]杨仟卉.浅谈输配电及其用电工程自动化运行[J].科技创新与应用，2013（36）.
[4]张翼鸣.配电自动化系统的建设与管理[J].中国科技博览，2013（19）.
电力电子技术的概念范文3
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。
电力电子技术的概念范文4
当今社会，能源问题是全球面对的一个共同的危机。由于全球各国的煤储量、石油储量都在迅速地减少，生态平衡遭到了严重的破坏，环境污染日益严重，因此，新能源的应用已经迫在眉睫，世界各国对此十分重视。为了新能源的利用问题，世界各国各自启动了各项能源计划，表明新能源的利用已经迫在眉睫。为了应对这种必然发展趋势的需要，在近些年来我国各高校与电力电子和电力传动相关的学科以上各级都开展了与新能源发电相关的电力电子应用技术的研究。可见新能源发电已经不可避免地成为我国乃至世界电力电子技术的主要的应用领域之一。目前我国正处于一个技术急缺的时候，在电力电子技术应用方面体现为：二并网变换器主要来源于进口产品，我国对外来产品的普通运行经验不够，我国的国产产品仍然在费力的摸索中逐步前进。我国产品的主要问题表现为：装备的可靠性差，产品的有关性能和功能还达不到要求，产品没有统一的标准。虽然这样，我国的电力电子技术的应用系统仍然的到了一定程度的发展。其表现如下：首先，我国的电力电子技术应用系统开始向大容量发展。我国发电系统的单机容量已经用兆瓦来作单位，并且它在向更大的容量方向发展。其次，电力电子技术应用系统的高能性。这种特性主要通过电力电子技术在应用时所展现的高可靠性和高效率，还有电力电子技术为了适应电网所需求的低电压穿越以及对电网进行的孤岛保护等。
2智能电网发展历程。
智能电网也是近几年来随着我国电力电子技术的发展在电子行业兴起的概念。在人们的潜意识里，基本上认为电力电子技术、传感技术、新能源发电技术、通讯技术等是驱动“智能电网”的主要因素。事实上，电力电子技术是一门包括灵活输电、新型储能、传感、先进的信息、控制等技术，它承载着大规模的可再生能源并网发电，以实现电网的安全、稳定、高效运行。近些年来，世界各国对于智能电网的研究愈加重视，2008年，美国提出了智能电网计划，企图用智能电网对各种新能源进行入网管理，并在此基础上全面地对能源进行分布式的管理，最终是美国创造出世界上高能源使用效率的记录。同年10月，我国也针对智能电网正式地启动了一个具有可行性的研究项目。并依据这一项目规划出了一个“三步走”的战略。所谓“三步走”战略，即在2010年将我国的电网高级调度中心建成，在2020年将我国具有初步智能特征的数字化电网全面建成，在2030年使得我国具有自愈能力的智能电网得以真正建成。可以说，电力电子应用系统近些年来被广泛运用与智能电网中。
3电气节能发展历程。
变频调速作为电气节能的主要内容。它是解决我国节能规划工程中电机系统节能的关键。我国政府对自2006启动的节能规划工程投入颇多，因此，节能这一举措势在必行。变频调速系统在运行过程中的主要依靠作为电机的电力电子变频器驱动电源。随着我国电子技术应用系统的不断发展，我国的变频调速技术也变得日趋成熟，在市场上有极大的发展空间，且其保质期延长了许多。目前，我国高压电机系统中采用变频调速技术的大约有20%，而低气压电机系统中采用此技术的大约占30%。可见，我国使用电力电子变频器来驱动源的变频调速系统在未来有着极大的发展空间。除此之外，变频调速系统将会在未来继续随着电子技术应用系统的发展成为一个集成型、专用型的系统产品。它的特点即是将变频器、电机以及其控制集于一体。
4电力牵引发展历程。
电力电子技术的概念范文5
关键词：电力电子技术;电路系统;应用
电力电子技术是从上世纪开始发展起来的，也称为功率电子技术，它具有的特点是：小体积、小重量、大容量、低损耗、较长的使用寿命，而且方便维护、有优异的控制性能。电力电子技术的应用范围特别广，涉及通信、电器等多个领域，应用在电路系统是其中一个重要方面，因此，研究电力电子技术在电路系统中的应用尤为重要。
1电力电子技术介绍
电力电子技术是一个由多种技术支撑的平台，不仅包括功率半导体器件和现代控制技术，还包括计算机技术和电路技术。在近五十年来发展迅速，应用的范围也从传统产业设备以及电能质量控制逐渐发展到新能源开发，而且在民用产品方面也有较广泛的应用。在电力电子技术众多的应用方面中，应用于电路系统，尤其是直流输电的大功率电力电子技术是其中的重要方面。自本文分别介绍了将此技术应用在电路系统中的发电、输电、配电和节能这四个环节。
2电力电子技术在电路系统中的应用
自柔流输电概念出现后，越来越多的学者开始关注电力电子技术，并积极联合多种技术，开发出许多相关的支持和应用设备。下面对电力电子技术的多个电路系统应用方面进行详细介绍。
2.1将电力电子技术应用
在发电环节在发电环节，可以将电力电子技术应用在发电环境中的发电环节，涉及到的设备包括发电机组的大多数设备。在这种情况下，电力电子技术能够实现设备运行特性改善的目的。第一种情况是用于静止励磁，尤其是对于大型发电机，采用晶闸管整流方式，利用静止励磁的自并励方式，具有明显优势，能够获得极高的可靠性，而且结构相对简单，造价也不高，所以其应用技术已经获得了国内外相关专家学者的青睐。在这一项应用中，将中间的惯性环节也就是励磁机部分省去了，所以它的调节速度更快。调节速度的加快对于更好的控制规律的应用更为有益，从而控制效果的进一步优化就能随之实现。第二种情况是应用于水力和风力发电中。对于水力发电而言，水头压力和流量是决定其变速恒频励磁的关键因素，一旦水头出现较大的变化幅度，机组将会随着水头的变化出现最佳转速的改变。对于风力发电而言，有效功率的大小正比于风速的三次方，而且风车会随着风速的改变出现捕捉最大风能的功能的转变。在上述情况中，为了实现有效功率的最大化，需要实现机组运行的速度的变化，可以通过将转子励磁电流进行调整实现。也就是叠加转子转速，以保持输出频率也就是定子频率的不变，在这项应用中，涉及的关键技术是变频电源。第三种是应用在变频调速中。在发电厂中，风机水泵的耗电量是非常巨大的，根据统计，火电设备的总耗能的65%都是风机水泵贡献的，而其中的8%又是变频调速消耗的，也就是说风机水泵变频调速的运行效率是比较低的。如果要实现节能的目的，不管是在高压还是低压变频器中，将变频调速技术应用于风机水泵是最佳的解决思路。
2.2将电力电子技术应用
在输电环节在输电环节，尤其是高压输电过程中，电力电子技术应用素有“硅片引起的第”的称号，它的应用实现了电力网运行稳定性的大幅度提高。在直流输电技术中，直流和轻型直流输电具有容量大、性能稳定、易于灵活控制的特点，所以高压直流输电在长距离输电以及在海底电缆输电中拥有无法取代的优势。晶闸管换流器于上世纪七十年代第一次出现，代表着直流输电正式进入电力电子技术应用时代，从此以后，晶闸管换流阀开始广泛应用于直流输电工程。在1980年到1990年，柔流输电技术开始出现，这项输电技术是以电力电子技术为基础，借助现代控制技术，实现灵活调节交流输电系统的电压、阻抗和相位的技术，能够充分保证电力系统的稳定性。
2.3电力电子技术应用
在配电环节存在于配电环节的主要问题是电能质量的保证和供电可靠性的保证。其中对于电能质量问题来说，既要满足控制电压、频率和谐波的要求，又要满足不对称度的要求，同时还要防止出现瞬态波动和干扰。应用电力电子技术，结合现代控制技术，应用于电路系统中的配电环节，是近些年来发展起来的新型电能质量控制技术。市场对于这项技术的需求比较大，而且由于其开发简单、成本低廉，所以这项技术的应用前景非常好。
2.4电力电子技术应用
在节能环节电动机运用变负荷方式进行节电只是节能的一个方面，而电动机变负荷调速技术是节能研究的另一个方面，只有二者的有力结合才能实现真正的节能。交流调速是目前广泛用于冶金和矿山等部门的一项技术。风机、泵类是首先采用调速控制的变负荷机械，此技术用于替代风板或节流阀，在对风流量和水流量进行控制时的效果非常明显。变负荷的风机、水泵，国外普遍选择交流调速方式，但在我国这项技术还处于应用推广阶段。变频调速的具有调速范围广，效率和精度高，可以连续无级调速。这种技术具有损耗小，节电效率客观的优点，但同时也存在成本高，易产生高次谐波，从而对电网造成污染的问题。对于无功损耗的问题，功率因数的提高对于电气设备节能尤为重要。感性负载一般是指交流异步电动机、变压器等，在运行这些设备时，会同时消耗有功功率和无功功率，所以为了实现电能质量的优化，要同时保证无功与有功电源的优化。一旦电力网或电气设备出现无功容量不够的情况时，为使得设备功率因数提高，需要加设无功补偿设备。
3结束语
电力电子技术仍然处于快速发展阶段，这个过程中又不断的有新结构器件、新材料出现，而且不断进步的计算机技术也为现代控制技术的广泛应用提供可能。在相关辅助技术的发展支持下，电力电子技术在电路系统中的应用也越来越广泛。
参考文献
[1]李中国.电力电子技术在绿色照明电路中的应用[J].山东工业技术,2015(11):177.
电力电子技术的概念范文6
[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）.
