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电力电子技术主要内容范文1
就当前我国在电力电子技术方面的发展而言，其研究的主要内容包括以下四个方面：（1）电力电子元器件以及功率集成电路。（2）电力电子变换器技术。该技术研究的内容主要包括新能源的节约、电力能源的节约、新能源电力电子、空间以及军事应用中的特殊电力电子变换器技术等。（3）电力电子技术的应用。在其应用方面研究的主要内容是将超高功率转换器应用于钢铁、电力牵引、可再生能源发我国电力电子与电力传动系统发展问题和方向的分析代维菊黑龙江省绥化学院电气工程学院152061电、电力、船舶推进、冶金等工业方面以及电力电子系统的网络化、信息化发展。（4）电力电子系统的集成。在系统集成方面，其研究内容主要包含标准化电力电子模块、多芯片系统的集成、单芯片系统的集成、集成电力电子系统的可靠性以及稳定性研究等。
2我国电力电子在发展过程中遇到的问题
目前，我国在研究电力电子技术方面还存在着诸多的问题，这些问题都严重的制约了我国经济的发展。主要问题有：现今我国电力电子产品大多是采用的晶闸管，虽然利用晶闸管可以创造出一部分科技含量较高的产品和设备，但是这些产品和设备多使用的是国外的生产设备以及多组分组集成制造法，特别是很多先进的全控型电力电子器件，几乎全都需要从国外进口，才能满足国内的技术要求，尤其是很多关系着我国的经济发展以及社会安全的关键领域中的核心技术、设备、软件等。另外，我国电力电子技术与国外发达国家的差距甚大，这在一定程度上影响着我国与国外经济的合作。在过去的几十年中，我国经济发展的各部门都先后从欧美发达国家中引进了先进的电力电子技术，并且开始重视国内技术的发展。就目前的发展情况而言，虽然表面上显示出我国在很多技术方面可以满足国内的要求，但实际上在很多关键技术领域，我国的电力电子技术依然需要进口，国内的技术水平依然相对较低。国内与国外发达国家在电力电子技术方面的主要区别在于电力电子技术的发展依然存在着技术含量低、产品可靠性差、数字控制水平满足不了社会的要求、系统控制软件的水平低、应用程序的控制技术差、重大项目领域缺乏经验等问题。这就使得我国必须要依赖从国外进口高性能、高功率的电力电子转换器设备才能满足国内的使用。
3提高我国电力传动系统性能的主要方法
现今，我国电力传动系统研究工作主要围绕着交流传动系统进行。伴随着交流电动机调速装置的性能越来越完善以及调速理论的重大突破，电动机的调速技术渐渐从直流发电机—电动机组调速、晶闸管可控整流器、直流调压调速向交流电动机变频调速转变。之所以交流传动系统发展的这么迅速，其原因与我国在功率半导体器件的制造技术、交流电动机控制技术、以大规模集成电路和微型计算机为基础的数字化控制技术、电力变换技术等关键性技术方面的突破有关。要提高交流传动系统的整体性能，可从以下三个方面开展研究工作：（1）PWM技术的应用随着电压型PWM逆变器在高性能交流驱动系统中的广泛应用，我国对PWM技术的研究更为深入。PWM功率半导体器件的开关控制主要采用是高频技术，一般来说，PWM技术可分为三类进行研究，即随机PWM、正弦PWM以及优化PWM。正弦PWM的开关频率对于提升电力电子器件的功率有着非常突出的作用，这使得该技术在中小功率交流驱动系统中的应用极为广泛。不过，这种技术不适用于容量过大的电源转换设备，因为高开关频率将会引起极大的开关损失。（2）直接转矩、矢量控制技术的应用对于交流电机的交流驱动系统而言，其具有强耦合、多变量、非线性等特点，这就使得其控制工作变得十分的动态化，不过我国目前在这方面的研究还是较为成功的。在上世纪七八十年代，我国就提出了交流电机的动态控制理论，该理论要求不仅要对各个变量的振幅进行全面的控制，同时还要对各个阶段进行控制。直接转矩控制技术以及矢量控制技术是我国在交流驱动系统控制中的主要技术，此外，随着科学技术的发展，神经网络控制、模糊控制等智能控制技术也在我国逐渐发展起来，对提高交流传动系统的控制精确度有着极其重要的作用。（3）微电子技术的应用微电子技术对于提高我国数字控制处理芯片的运算能力以及可靠性有着极大的作用。当前，适合用在交流传动系统中的微处理器有ApplicationSpecificIntegratedCircuit—ASIC、DigitalSignalProcessor—DSP、单片机等。其中，高性能计算机的结构形式主要采用的是多总线结构、多处理器结构以及流水线结构等。
4结束语
电力电子技术主要内容范文2
通过本校组织的“电力电子技术”教材编写组成员前期深入调研后发现，目前国内本科院校自动化专业主要采用的同类教材有二十余种，主流教材的情况汇总如下：由机械工业出版社出版的王兆安主编的《电力电子技术》（2000年已出第4版）。该教材的特点：结构科学、合理，体系较完整，系统性强，理论分析较为全面，体现了当时电力电子技术的概貌，适合于课堂教学。该教材成为国家“九五”重点教材，是国内工科本科院校的“电力电子技术”经典范例教材，目前国内仍有百余所高校采用该教材。该教材的不足之处是由于技术自身发展的原因，部分内容在当前显得较为陈旧，电力电子新技术的内容不全面，再有，关于培养学生实践能力和创新精神的内容严重不足。由高等教育出版社出版的陈坚主编的《电力电子学》（2004年已出2版），该教材的特点：层次分明，结构科学合理，主要内容地推证和分析比较详细和全面，便于读者进行自学，成为普通高等教育国家级“十五”规划教材，受到相关专业研究生和国内重点大学相关本科专业学生的欢迎。该教材的缺点是理论分析过于深化，与实践工程应用有些脱节，不适用于工科相关本科专业的教学，更不适用于“工程实施型人才”的培养。丁道宏主编的《电力电子技术》（航空工业出版社，1999年），以及赵良炳主编的《现代电力电子技术基础》（清华大学出版社，1996年），也是经典教材，也受到众多高校的欢迎。另外贺益康、潘再平主编的《电力电子技术》（科学出版社，2004年）和莫正康主编的《电力电子应用技术》（机械工业出版社，2003年第3版），还有徐德鸿主编的《电力电子应用技术》（科学出版社，2006年第1版），上述教材的特色是尽量照顾到行业特点和实用性，但新技术应用的案例显得不足，与实践教学环节的联系不够紧密，关于培养学生实践能力和创新精神的内容偏少。
目前“电力电子技术”教材存在的主要问题
由于电力电子技术自身发展较快，编写教材时，当时技术发展的水平有限，上述教材中新知识点介绍严重不足，不能全面介绍电力电子技术当前发展的先进水平。以往的教材与相关课程的内容衔接不紧密，使自动化专业整体教学的系统性和连续性较差。尤其与运动控制系统课程的教学内容有重叠、断点的现象。重复的内容加重了学生的学习负担，浪费了宝贵的教学时间；衔接上有断点的内容形成许多知识点的“信息孤岛”现象，不利于学生对整个专业知识系统性的理解和学习。[2]目前，电力电子技术与其相关技术呈现出相互交叉和相互融合发展的新局面，产生了许多新技术应用领域。由于当时新技术的实际应用不够成熟和广泛，以往的教材中有关新技术工程应用内容不足，缺少新技术工程应用实例，尤其是电力电子技术在绿色环保、节能等方面的应用案例严重不足。过多的理论教学不结合先进的实际应用，使学生在学习过程中感觉不到该门课程的价值，不能很好地激发学生的学习热情。
本教材的特色及创新点
本校在借鉴以往该类教材优点的基础上，紧密结合本校自动化专业的人才培养方案，将毕业生培养目标定位于“工程实施型人才”。本教材在保证知识先进性和系统性的同时，将着重培养和提高学生的工程实践能力和创新能力的理念贯穿于整个教材内容中。1.对教材内容进行整合和优化结合培养目标，在每一章内容编写上都要认真地贯彻优化理论教学内容的理念，坚持以实践教学内容为主导思想。针对工程实施型人才需要掌握知识的特点，在保持理论知识系统性和完整性的前提下，对过于深入的理论教学内容进行弱化整合，对于偏离当前电力电子技术主流技术的理论进行适当的删减。教材内容加强了与实践教学环节的联系，对原有实验内容进行筛选、综合和补充，减少验证性实验，开出综合性和设计性实验，在此基础上，开出一些有助于培养学生工程实践能力和创新素养的实训项目。[3]2.加强教材的先进性和工程应用性，激发学生的学习热情为突出工程应用，本教材以“器件-电路-工程应用”为主线，在补充和完善新知识的同时，重点增加介绍新技术工程应用的内容。在各章中都增加了与该部分理论紧密相关的工程应用案例，尤其增加电力电子新技术在节能、绿色环保等方面的成功应用案例。让学生深切体会到该项技术的有用性。兴趣是最好的老师，学生实际能看到该门课程有价值的工程应用案例和广阔的前景，在加深对理论知识理解的同时，必将激发对该门课程的学习热情和主动性。3.解决与相关课程的内容衔接不好的问题，完善整体专业教学内容的连续性重复的教学内容加重了师生的负担，浪费了课堂的教学时间；衔接上有断点的内容形成许多知识点的“信息孤岛”现象，不利于学生对整个专业知识系统性的理解和学习。本教材较好地解决了与相关课程的衔接，尤其解决了以往教材与运动控制系统相关课程在内容上存在重复和断点的情况，使整体自动化专业的教学在教材内容上形成一个连续、完整的体系。4.写作风格通俗易懂，可读性好一般的专业教材习惯于大量的深奥理论的堆砌和抽象的长篇论述，容易使读者产生为难和反感的情绪，不利于知识的吸收和消化。为此在全书的写作风格上力求浅显易懂。例如，在阐述一个抽象基本原理之前，首先从该原理在日常生活中的小应用或大家熟知的工程应用讲起，引起读者的兴趣，文字描述贴近人们的日常生活，迅速拉近与学生的距离，消除隔阂和为难情绪，然后再逐层深入触及原理核心内容。由浅入深、通俗易懂的写作风格在学生学习过程中会起到引人入胜的奇特效果。[4]
结束语
电力电子技术主要内容范文3
【关键词】电力电子技术；电子系统；应用及发展
电力电子技术是计算技术在电力系统中的具体实现，随着电力系统计算机化和信息化的水平不断提高，电力电子技术在电力系统中的作用也越发明显。简单的说，电力电子技术就是通过计算机技术将强电和弱电进行有效的组合，它是计算机应用技术、电子技术、电路技术还有电力控制技术为一体的服务性的技术。笔者就电力电子技术在我国电力系统中的应用和发展进行了重点阐述，说明电力电子技术在电力系统中的重要性。
一、电力电子技术的发展
1.电力电子技术的产生
电力电子技术的产生要追溯到上世纪50年代时期，电力电子技术的产生是以晶闸管的问世为里程碑的。作为现代电力系统中的重要传动技术，电力电子技术在晶闸管的基础上可发出了可控硅整流装置，可控硅整流装置的问世，代表了电力系统传动技术的一次巨大的跨越。从此以后，电能的变换和控制正式步入了电力电子器件构成的变流器时代。所以说，电力电子技术的产生是以可控硅整流装置为标志的。
2.电力电子器件的发展
电力电子技术产生自以后在电力系统中有了十足的发展。第一代的电力电子器件主要以电力二极管和晶闸管为代表。第一代电力电子器件的特点是体积小、耗能低。在电力电子技术产生以后其迅速的取代了原有电力系统中的老式汞弧整流器，为电力电子技术的推广和发展奠定了良好的基础。同时，电力二极管对于电路系统中电路性能的改善作用十分明显，它在降低电路损耗和提高电源使用率方面也各有建树。
电力电子技术发展到现在，整流二极管的种类各式各样，功能也各不相同。随着电力系统的不断发展，第二代电力电子器件在上世纪79年代产生，第二代电子电力器件的特点是具有自动关断能力（例如可关断晶闸管和静电感应晶体管等）。第二代全自动可控型的电力电子器件较第一代晶闸管相比，开关速度有了明显的提升，可以用于开关频率较高的电路中。
第三代电力电子器件的产生是在上世纪末90年代，随着电力系统的不断建设和发展，电力电子装置的结构和体积得到了进一步的改良，第三代电力器件的体积更小，结构也更为紧凑。并且出现了将几种电力器件相结合的电子模块形式，为电力器件的发展和使用创造了很大的方便。后来，又在集成模块的基础上，把应用于控制电力技术中的多中国电力器件相组合，构成了集成电路。功率集成电路的出现，标示着电力电子技术迈向了高频化和标准模块化以及集成化和智能化的新时代。
电力电子技术的产生至现在，以电力电子器件的变革为历程，经历了以上三个阶段。目前，电力电子技术正向着以高频技术处理问题为主的现代电力电子技术方向发展。在实现高频技术的基础上，更增加了节能、环保、自动化、自能化等特点。
二、电力电子技术在电力系统中的应用
1.电力电子技术在发电环节中的应用
电力电子技术在发电环节中的应用，主要体现在发电机组的励磁控制和变频调速上。在我国范围内乃至全球范围内的各个大型电厂发电机组中，运用的最为普遍的就是静止励磁系统，电力电子技术的发展，使电子技术取代了励磁控制中的励磁机环节，使静止励磁实现了简单的控制构造和高性能低成本的运作。同时由于电子技术代替了励磁机的环节，使静止励磁能够对自身进行迅速有效的调节，提高电力系统的运作效率。
其次，电子技术也普遍应用在电厂发电机组的变速恒频励磁上。由于在水力发电中，水源头的压力和单位时间内水力的流动量对水力发电的效率产生着影响，水力发电机组的运转速度也在随着水力的压力和流动量不断变化。同样的道理也发生在风力发电和活力发电当中。因此，对发电机组转动的励磁电流频率进行调整，使发电机组的电流频率同转速通过电子技术达到一致，保证发电机组实现最大功效的运作，变速恒频励磁技术就是其中的代表。
同时，电子技术也应用于电厂的风机水泵的变频调速上和太阳能发电控制机组的控制系统中。在电厂的电力生产过程中，由于发动机组等设备对于发电量的损耗相对较大，考虑电力生产中节约能源的要求。在高压电和低压电的转换过程中，使用风机水泵变频机替代原有的变频器，改变电能转换过程中耗能大效率低的问题。这一技术还在不断完善和摸索中，还需要电力研究工作者不断的努力和创新。
而在太阳能发电的控制系统中，电子技术的作用尤为突出，太阳能作为21世纪被广泛重视的新型能源，发展太阳能发电产业是整个国家乃至全世界的战略目标。然而由于太阳能发电本身的功率过大，在使用太阳能发电机组发电的时候，需要将生产出来的电能进行转换，这个时候就需要大功率的电流转换器。而电子技术能够很好的解决这一问题。
2.电力电子技术在输电线路中的应用
电力电子技术在输电线路中的应用主要体现在柔流电技术、高压直流电技术以及静止无功补偿器等上。
（1）柔流输电技术
柔流输电技术（FACTS）产生于上世纪的80年代，主要以柔性的交流输电设备为表现方式广泛应用于输电线路中。在电力的输送过程中，由于传统电力功率的控制方法过于粗糙，无法实现在输电过程中对于电能的调整，使输电过程中产生大量的电力损耗和高昂的输送成本。而柔流输电技术的主要内容是在输电线路的重要部位使用电力电子控制装置，对输电系统中的各项参数进行适时的控制，以实现输送过程中电能功率的合理分配，降低书店过程中的输送成本和电能消耗，大幅度的提高电力系统的稳定性和可靠性。
（2）高压直流输电技术
高压直流输电技术在输电系统中的主要实现是以晶闸管为代表的。晶闸管是电力电子技术发展的一个重要发明，自从晶闸管产生并被尝试应用于直流电的输电系统上，晶闸管换流阀就一直应用于输电系统中的直流电输送中。在这之后又出现了具有可操作的电力输送控制器，例如GTO、IGBT等等，可操作的电力系统输送设备为电流的转换过程减少了交直转换变压器的使用，为电厂的电能生产减少了生产成本，加强了电流交换设备在电力系统中的竞争力。
（3）静止无功补偿器
静止无功补偿器（SVC）在上世纪70年代被广泛使用电力系统之中，静止无功补偿器在电力系统中被广泛应用于负荷补偿和输电线路补偿当中，在大功率的输电网络中，静止无功补偿器主要起到的是控制电压的作用，也用于提高系统的稳定性和阻尼等。静止无功补偿器的设计不包含旋转部件，它不使用大容量的电容器，所需要的无功功率通过电感器来获得，静止无功补偿器通过对电抗器进行迅速的调控，能够实现发出无功功率到吸收无功功率的平滑转变，特别适用于中高压输电线路中的无功补偿工作。
3.电力电子技术在配电过程中的应用
要使配电系统能够配送出高质量的电力资源，需要在配电过程中满足配电频率、电压以及在谐波上满足相应的条件，同时，在配电过程中需要阻止电能的各种不稳定的波动和影响。这个过程中，电力电子技术作为配电环节的质量控制部分，以用户电力技术和FACTS技术为实现形式。FACTS技术在前文已经提及，它是通过在配电线路中增设电力电子装置，加强对与电压，电流和功率的可控性，调控电力传输能力的技术。
用户电力技术解决的是配电系统中既时发生的需要马上解决的重要问题，主要复负责配电系统在配电过程中的安全性和稳定性，用于保证配电输电过程中，电力能源的质量。而FACTS技术则更为倾向于配电系统中对于电能的输送能力和有效控制力。FACTS技术和用户电力技术都是针对配电系统开发出的新型电力电子技术，两者的构造和工作原理大致上相同，随着电子技术的不断发展，在近些年，FACTS技术和用户电力技术在一定程度上已经逐步同步并合用，其中比较具有代表性的就是定制电力（DFACTS）技术。
4.电力电子技术在电力系统节能方面的应用
电子技术在电力系统节能方面的应用主要体现在两个方面，分别是：变负荷电动机调速运行方面和提高电能使用率方面。电厂生产电能和配送电过程中，常常产生大量的电能浪费。上文已述，电厂在生产电能的过程中，由于发电能源的变化，发电机组不能够很好的实现配合，会产生无功功率的浪费现象。通过对变负荷电动机的运转速度进行调整和控制，能够实现电能的良好生产和配用。这项技术在国外已经比较成熟，但是我国仍然处在研究和探索的阶段。但是，变负荷电动机在实际的应用中也存在不可忽视的缺陷，变负荷电动机在控制和调控运转速度方面适用的发电机组较为广泛，在实际运行中的工作效率也十分准确。但是变负荷电动机的生产和配置成本较高，而且在工作过程中对电网的影响较大，只适用于中大型电厂。同时，我国电力系统现用的电力设备，在配送电的过程中，对于电能的损耗和生产的成本较高，对于电能的质量影响较大。而电子技术能够通过在配送电系统中增设可控设备，对配送电过程中的电能进行调控，保证电能的质量和稳定。
三、总结
电力电子技术在电力系统中的应用和发展对于电力系统的建设和发展起到了里程碑的作用。随着计算机技术和电力技术的不断发展，电力电子技术也在不断的吸收新的技术不断的发展。然而，作为一种处在发展过程中的电力控制技术。电力电子技术在电力系统中的应用和稳定性还远远不能够达到电力电子技术的设计要求。如何实现电力电子技术在电力系统中应当起到的控制作用，我们要从电子设备的革新和电力电子技术的不断发展上谋求出路，不断的探索和发展电力电子技术对于提高电力的生产质量，减少生产成本和配送损耗，实现电力系统的经济效益，有着重要的意义。
参考文献
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电力电子技术主要内容范文4
【关键词】电力 电子集成 现状 趋势
我们在研发电力电子技术以及生产、维护装置上要投入大量的人力、物力，因此极大的限制了电力电子装置的普及使用，让电能使用技术的进步和发展被约束。根据相关研究表明，电力电子集成技术是制约电力电子技术发展的主要原因。因此深入的研究电力电子集成技术对电力电子技术的普及具有重要的现实意义。笔者在本文中首先分析了电力电子集成技术的概念和重要意义，然后探讨了集成技术的形式和层次，最后分析了研究的现状以及发展方向，以期进一步提升电力电子集成技术的运用和发展。
1 电力电子集成技术的概念和重要意义
1.1 概念
早在几十年前就已经出现电力电子集成概念，1946年，在美国诞生第一台计算机――ENIAC，随着计算机技术的发展和进步，出现了晶体管计算机，由此出现集成电路。集成电路的出现让人类科技获得突飞猛进的发展和进步，出现了早期的单片集成，同时初步形成集成的片内系统（System On Chip―SOC）理念。但是在单片集成上存在显著地问题如导热、电流小等，这些情况致使单片集成的适用范围难以普及。当前，电力电子集成化思想已逐渐明确，以电力电子功率模板为基础对单片集成技术进行革新，形成了更加完善的集成化理念。
1.2 重要意义
电力电子集成技术的提升和电力电子行业的发展息息相关。这对复杂的电力电子集成系统的研发比较有利，会有效的降低设计成本以及设计的人力、物力投入，进一步创新电力电子行业的技术，对电力、能源以及工业生产的自动化产生深远的影响。同时电力电子领域的技术密集产业以及劳动等问题可以被电力电子集成技术的发展和进步过程中很好的解决。
2 集成技术的不同层次和形式
2.1 单片集成
在加工的过程中使用半导体集成电路方法是在同一片硅片上集成制作电力电子电路中的功率器件、驱动、控制和保护电路，其主要思想为SOC单片系统概念。和其他集成方式相比，这种集成方式的集成度最高，比较适合自动化、大批量生产，成本较低，但是制造工艺差别较大，还存在传热、高压隔离等问题。所以单片集成的难度较高，当前使用的范围较小。随着新型半导体材料制造工艺的进步和提升，其会有较大的发展，大功率是未来发展的方向。
2.2 混合集成
所谓的混合集成技术，是一种封闭操作的混合技术，其主要是在一块模版中组合功率器件、保护电路等相关的硅片，进而通过相互独立的工作形式形成一个个独立的工作的单元。该混合集成技术能够把产品加工过程中高压隔离等问题很好的解决，同时具有高密度集成的优点，由于具有体积小、质量轻等特性，在电子集成领域被广泛的运用。但是因为其内部存在电磁兼容的问题，需要进一步提升其可靠性。
2.3 系统集成
机器的有机组装被大量有实体设备的出现而实现，对组合和搭配合理的制定可以形成机器系统。因为电力电子技术在不断变化之中，对系统进行集成的过程中，进行系统集成可以使用电路设备以及和此相关的设备，进一步提升系统的完整性。功能是集成的重点，集成不同的功能能够发挥更大的作用，同时要求的集成技术要求较低。运用这样的方式集成组合系统，和未集成的系统相比，其不仅体积较大而且重量也很大，集成线路所具备的优势无法系统的发挥。
3 主要研究内容及现状
3.1 电力电子集成模块的电路技术和磁技术
集成模块是电力电子集成模块研究的主要内容，作为一种主电路其具有一定的通用性能，其中还具有驱动电路、控制电路等原件，具有较高的技术性。在选择研究目标以及性能提高上具有显著的作用，使用的工程中能耗会被进一步降低，该技术方案可靠性较强。在研究主电路的过程中可以使用直流/交流变换电力开关等器件，保障有效的使用电子集成模块。
3.2 新型电力电子器件
在研究新型电力电子器件的时候，SiC器件和Si器件是研究的主要对象，主要研究改进工艺，我们主要致力于研究怎样有效地降低器件的损耗，保障发热水平，开发模块的散热装置。
3.3 电力电子集成模块的封装技术
混合集成是国内在电力电子集成方面的主要方式，所要要重点的研究电力电子集成模块的封装技术。当前铝丝键合技术是集成上使用的主要技术，不仅更便于使用，而且投入的成本较低；但是也具有一定的缺点：
（1）没有较大的键和点面积、传递热速度较慢；热点比较集中，容易出现芯片局部过热的情况，破坏芯片。
（2）电流不易扩散容易在局部集中，在开关等绝缘处较易出现过电情况。
（3）铝丝之间的电流分布不均匀，出现的电流会集中在局部。
所以在对键和技术进行研究的同时，可能会有很多问题，因此我们主要对多芯片模块技术进行研究。对其进行研究，不仅要借鉴加工以及组装集成电路的方法，同时在安装的时候还需要集中不同的裸片，开展多层的互联工作，保障制作的模块具有完整的功能。
3.4 电力电子集成模块的计算机仿真、辅助设计理论和方法
IPEM具有较高的集成度，同时工艺以及结构相对复杂，其设计的领域以及技术问题比较多如：电路、控制、材料、传热等，必须在计算机仿真以及辅助设计工作，但是现在开发出的软件不能胜任这项工作，要集中电磁场、传热、电路等多种仿真和辅助设计工具有效的结合才能实现目的，这给仿真和辅助设计工具的开发提出的更高的要求。
4 电力电子集成技术的发展趋势
如今，新型半导体材料的改善以及加工工艺的提升，未来单片集成的方向和发展趋势必然为大功率，这有利于适用范围的扩大和推广使用。混合集成的集成程度以及技术上的发展优势比较突出，所以，未来电力电子集成技术而言，市场前景比较大。深入的研究电力电子集成模块的磁技术和电路技术并对其加以改善，有效的提升电路的性能，降低损耗。今后，电力电子集成技术的发展方向为功率原件、电路元件等效应集成上发展。保障高度集成元件内部，让生产成本更低，满足自动化生产的需要。
5 结束语
随着电力电子技术的产生和发展我们利用电能的方式发生了很大的改变。同时人们使用电能的观念也由于电力电子技术的发展而有所改变。但是就电力电子技术的实际发展情况来看，存在的主要问题为电力电子装置的应用范围有限。对集成技术的现状进行研究，分析电力电子集成技术未来的发展趋势，和实际的科学技术有效的集合在一起，采用最优的集成形式，有效的推进实用化、产业化集成技术的发展。
参考文献
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作者简介
潘元忠（1963-）男，壮族，广西壮族自治区上林县人。大学本科学历。现供职于广西水利电力职业技术学院，主要研究方向为电工基础、电子技术。
电力电子技术主要内容范文5
关键词：高职；电力电子技术课程；形成性；考核评价体系
在高职中，《电力电子技术》是电气自动化技术专业的一门基础且重要的课程，所涉及的领域比较宽广，例如电子、电力、控制等，并且对于各种电力电子的元件及其构成的变流电路都有所涉及。随着近几年来，我国师范化建设进程的不断深入，各个高职的电力电子技术课程都已经开展了“项目引领、任务驱动”的教学模式，并一直处于研究与实践的阶段。在实际的教学活动过程中，教师将全班学生分为三人一组的小组，每个小组都有着任务，教师引导学生在完成任务的过程中获得相关的知识。因此，本文对此展开的讨论，具有十分现实而深远的意义。
1 高职电力电子技术课程的内容及其形成性考核评价
根据我国时展对信息和电气专业的职业素养和职业能力提出的培养要求，电力电子技术这门课程的内容从总体上来讲一共设置了4个教学情景，主要包括有直流电动机调速装置制作、开关电源装置制作、变频器装置制作以及调温电炉控制装置制作。这四个教学情景在电力电子技术课程中具有很大的代表性，而每个教学情景的形成性考核评价都是由教师评价、个人评价以及小组评价组成，评价结果一般以百分制计算，其中教师评价占总体的40%，而小组评价和个人评价各占30%。教师评价主要是由教师根据学生完成的任务情况并且获得的阶段性成果进行的一个合理评价；个人评价主要是指学生自身对于在项目工作任务中的表现进行客观的自我评价，这在一定程度上有利于学生个性化的培养，帮助他们获得成就感，从而提高他们对于学习的热情和积极性；而小组评价是由各个小组进行综合讨论以后，对于其他小组在日常学习中相互交流与合作、产品的工艺以及产品的功能等内容进行地评价，进行小组评价不仅可以提高学生的团队合作水平，而且还能提高学生的评价水平，帮助学生树立正确的判断意识。
2 以工作过程为基础的形成性考核评价体系
2.1教师评价
教师评价需要充分体现出学生对于器件特性的掌握、电路调试、电路连接以及综合运用能力的考核，同时还需要包括其他方面的量化考核，例如团队精神、创新能力、表达能力、组织纪律、文明习惯、报告书写等，从而对学生进行综合性的考核评价，提高学生的综合素质和职业能力。其中教师考核点一共有八点，资料收集、功能与技术指标、元器件选择、方案汇报、电路调试、数据与波形记录、文档整理、团队精神。这八点按百分制计算，其权重分别占总体的10%、10%、25%、10%、15%、10%、5%、15%。其考核标准可以分为A档、B档以及C档，其中A档是优秀、C档是合格，教师根据学生项目任务的完成情况及其获得的阶段性成果给予相应的分值。
2.2 个人评价
个人评价是学生对项目任务过程中，自身的表现情况进行的客观自我评价。个人评价的主要内容包括有团队协作精神强、能创造性的提出个人意见、能够按时完成教师交给的工作任务、积极参加有兴趣的工作项目、能够倾听别人的意见并且善于接受、能够积极地面对自身的失败、在项目工作任务过程中能够有始有终、对其他小组成员起到促进的作用、善于积极处理各种矛盾、以及规范好各种各样的操作安全行为等内容。评分标准如果是10分，便表示个人能够满足该项内容的要求；8分表示个人能够较符合该项内容的要求；6分表示个人基本符合该项内容的要求；4分表示个人稍微符合该项内容的要求；2分表示个人基本不符合该项内容的要求；而0分则表示个人完全不符合该项内容的要求。
2.3 小组评价
小组评价的标准主要是针对于学生的团队精神、表达能力、组织纪律、报告书写以及文明习惯等方面的能力进行的综合考核，同时对于完成工作项目任务的情况进行适当地评价，从而提高学生的综合组织和职业能力。小组评价的行为标准主要包括有，能够耐心地帮助其他小组成员完成教师交代的任务、能够虚心地接受他人的意见并进行改正、具有较强的团队合作精神、无论在校内还是校外的实践基地都表现良好、方案设计比较合理、数据的记录分析、实现各种功能、汇报条理性好、资料文档整理以及实际操作安全规范好。评分标准主要是按照十分制打分，其中十分表示创新性的完成任务；八分表示的是任务完成与要求相符；六分表示任务的完成情况基本与要求相符；四分表示任务完成的情况与实际要求有着一定的差距；两分表示任务完成的情况与基本要求还存在着很大的差距；零分则表示任务根本就没有完成。而具体的组数会根据每个班的教学实际情况进行适当地调整。
3 实践效果
经过大量地实践表面，以工作过程为基础的形成性考核评价体系能够在最大程度上提高学生对课程适用性的正确认识，使得学生不仅具有电力电子装置的设计和开发能力，而且还对学生的小项目开发设计能力、项目调研和开发能力、表达能力、以及撰写能力等有一定的促进作用，进而有效地提高学生的综合素质。这主要表现在以下四个方面。
3.1 有利于提高学生的学习主动性
将形成性考核评价体系建立在工作过程的基础之上，并且贯穿于整个学习过程之中，从资料的搜集、电路的设计、系统的调试、小组的汇报以及各种文档的整理，在这过程中每个阶段或者是任务地完成，学生都能够清晰的看到自己的完成情况以及学习效果，从而会让学生获得成功的喜悦感，使得学校的学习主动性和积极性较以前而言有了极大地提高。
3.2 有利于学生团队合作精神的培养
在基于工作过程的形成性考核评价体系中，教师把全班的学生分为三人一组的小组，并向每个小组安排项目或者任务。而每个项目或任务都需要小组中每个成员共同努力、齐心协力地合作才能完成，并且在考核的指标中，团队的合作精神占有一定的比例。同时在考核的方法和实际操作的过程中，都在一定程度上培养了学生的团队合作精神。
3.3 有利于学生撰写能力和表达能力的增强
在每个小组完成项目或者是任务以后，都需要利用现代多媒体技术，例如PPT等，对本组的工作完成情况在全班和教师的面前进行汇报，并整理相关的技术文档。这不仅能够增强学生的撰写能力和表达能力，而且还能在一定程度上提高学生的综合素质。
3.4 有利于学生安全意识的提高
在直流电动机调速装置制作、开关电源装置制作、变频器装置制作以及调温电炉控制装置制作这四个情境项目的实现过程之中，教师评价和小组评价的内容都包括有安全文明的工作、仪表仪器的规范操作等标准。这在一定程度上会促使安全操作、仪表仪器等的安全使用考核不再只是一句空话，而是彻底落实到了实际的教学活动之中，从而有利于培养学生良好的安全意识。
4 结语
在“项目引领、任务驱动”的新要求下，形成性考核评价体系的建立，对学生的职业岗位工作能力进行了系统地训练，有利于学生学习积极性的提高，为各个高职学校电力电子技术课程的考核评价形成指明了一个科学合理的发展方向，而且还对其他基于工作过程的项目化教学课程提供了借鉴和优秀的经验。但是在考核点的分值分配以及设置等方面，还需要进一步探索与实践。但是从目前的实践效果来看，基于工作过程的形成性考核评价体系在高职电力电力技术课程中取得了良好的效果，相信在不久的将来，随着实践经验的积累以及教师的努力探索，终将会形成一个科学、完善、合理的形成性评价考核体系，从而促进我国教育事业地发展。
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电力电子技术主要内容范文6
关键词：智能电网；控制；信息技术；电力电子技术；储能技术；仿真
0 引言
电能已在人类能源利用方式中占有很高的比例，随着电力交通技术、可再生能源利用技术的发展，这一比例还将大幅提高。全球范围内的能源、环境问题的突出，迫使人们对电网这个大规模、高密度、强动态的能源收集、传输与分配系统，提出更可靠、更高效、更可控的要求，智能电网的概念应运而生。具体来讲，智能电网发展的驱动力与以下因素密不可分，
①整合可再生能源、分布式能源，实现新能源发电的“友好”并网；②提高大电网安全性、可靠性、供电质量；③提高发电和用电效率；④满足电力负荷变化，特别是电动汽车发展带来的挑战）；⑤提高电网的经济性，降低电网建设和运行成本；⑥实现信息互动，提高服务水平。
总之，满足电能需求，保证供电的安全性、可靠性、经济性、电能质量、环保约束，实现与用户的互动和增值服务已成为对电网发展的基本要求。智能电网正是通过不同层面、不
同时间尺度对电能的控制满足上述要求的。智能电网通过信息感知、信息分析、预测推演、指令执行形成完整的信息流与能量流的协调控制、电能的高效、精确转换与控制构成智能
电网实现其功能的基本环节。
1 智能电网对控制技术的要求
目前，由于各国根据自身国情对智能电网的需求和考虑不尽相同，智能电网尚未有一个统一、明确的定义。在美国，智能电网的提出源于传统电网在供电可靠性方面的差距以及对信息产业提振的需求，因此，其智能电网强调信息技术的应用。欧洲诸国及日本则主要从可再生能源发展需求角度提出智能电网，其特征在于电网对可再生能源发电的兼容性。中国则依据自身电网发展的规律，提出坚强智能电网的概念，突出跨区域资源优化配置和能源多元利用的特色。
通过对比分析欧美国家对智能电网的定义，可以总结出智能电网具有以下特征。
（1）自愈。实时掌握电网运行状态，预测电网运行趋势。及时发现、快速诊断故障隐患和预防故障发生；故障发生时。在没有或少量人工干预下。能够快速隔离故障、自我恢复。避免大面积停电的发生。
（2）兼容。电网能够同时适应集中式发电和分布式发电模式，实现与负荷侧的交互，支持各种清洁、绿色、可再生能源的接入，满足电网与自然环境的谐调发展。
（3）优化。优化发电、输电 、配电与用电等各个环节，提高能源的利用效率，降低运行、维护和投资成本。
（4）互动。实现与用户的智能互动，有效开展电力交易，实现资源的优化配置，提供最佳的电能质量和供电可靠性。
（5）集成。实现监测、控制、保护、维护、调度和电力市场管理等数字化信息系统的全面集成，形成全面的辅助决策体系。
研究者发现，为实现具备上述特征的智能电网，必须满足下述控制方面的要求：①在初期就能检测电网问题并实施校正措施；②接受更大量的数据信息并做出响应；③系统能够快速恢复；④迅速适应电网变化并进行拓扑重构；⑤为运行人员提供高级的可视化辅助系统。
智能电网的最终目标是有效整合并综合利用电力系统的稳态、动态、暂态运行信息，实现电力系统正常运行的方式转换、在线监测、优化、预警、动态安全分析，紧急状态下的协调控制，事故状态下的电网故障智能化辨识及其恢复等功能。
随着可再生能源电源装机的增加，动态频率问题、局部有功功率不平衡问题尤为突出。基于电力电子技术和储能技术采用广域监测与控制，将成为解决规模化可再生能源发电并网问题的重要技术手段。可再生能源应用的另一种重要方式为，小容量、低电压、大数量分散设置于用户或负荷附近，形成分布式电源应用方式，这种方式包括负荷波动与可再生能源电源出力波动的双随机过程。电压偏差、电压波动与闪变等电能质量问题突出，并网支路的潮流变化大，对主网的不利影响明显。为此，人们提出在区域电网与主网连接处并联设置储能装置，通过与分布式电源区域内其他电源的协调控制，构成相对稳定的局部小电网或微电网，再与主网连接，实现分布式可再生能源有效控制和利用。
分析电力系统在扰动下的动态行为、确定适当的对策、预防事故的发生或避免事故的扩大是智能电网控制的核心内容之一。 信息与通信、智能分析技术及电力电子技术的发展促进了智能电网控制决策技术的进步和控制能力的提高。
2 智能电网控制相关技术及其发展
智能电网控制的实现远非只是控制技术自身的问题，信息与通信、电力电子、储能、仿真与试验等技术是实现智能电网控制不可或缺的技术，以下主要针对这些技术，论述其特性及发展趋势。
2.1信息技术
建立功能强大、高度融合的信息系统是实现智能电网的基础。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态、实时信息和电力交换互动的大型基础设施。当通信系统建成后，智能电网通过连续不断地自我监测和校正，应用先进的信息技术，实现其自愈特征。信息系统还可通过监测各种扰动，重新分配潮流，避免事故的扩大。高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设备（IEDs）、智能表计、控制中心、电力电子设备及其保护系统，以及用户进行网络化的通信，提高对电网的控制能力和服务的水平.对于通信技术而言，需要重点发展两个方面的技术：①开放的通信架构，使之形成一个“即插即用”的环境，保证电网元件之间能够进行网络化通信；②统一的技术标准，使所有的传感器、智能电子设备及应用系统之间实现无缝通信，也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全理解，实现设备和设备、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。
光纤通信技术和无线通信技术构成未来智能电网的基本通信方式，电力线路载波及电力特种光缆将获得一定程度应用。光纤通信技术中的复用技术、长距离传输技术、自动交换光网络技术、分组传送网技术等将成为该领域的重要技术发展方向。传统的数字微波通信还将作为电力系统的主要通信方式，另外卫星通信、移动宽带通信也将在业务辅助支持领域获得应用。
参数量测技术是信息系统的感知环节，是实现智能电网控制功能的基本组成部件，先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各方面使用。通过参数量测可以评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、消除电费估计、管理用电、减轻电网阻塞以及实现与用户的沟通。通过智能电表可实现对用户相关参数的测量及控 制，通过相量测量单元（PMU）、广域测量系统（WAMS）、元件动态监测、各种先进的传感器及通信技术等实现系统快速仿真、智能预控、智能恢复等功能。
空间信息技术和流媒体（stream media）技术作为当代信息技术的最新成就，将在智能电网的信息处理中发挥重要作用。空间信息技术包括地理信息系统（GIS）、遥感技术及全球定位系统（GPS）。流媒体技术则指在互联网中使用流方式传输技术的连续时基媒体。
信息技术应用中，结合电力系统的知识获取与数据挖掘、数据仓库与在线联机分析处理将构成智能电网中信息处理的关键内容和技术难点。
2.2电力电子技术
电力电子设备以其灵活性、精确性和快速性，成为智能电网的有效执行单元，在智能电网控制中发挥重要作用。电力电子技术包括器件、电路与系统 3个层次。其中器件的发展和应用是整个电力电子技术的基石。所谓“完美”的大功率器件到目前为止还未出现，但新的器件不断获得应用，给电能的灵活控制带来新的更好的手段。这些器件虽然特性各异。但依据控制方式可分为不可控、半控和全控器件。在过去的 20 多年里，电力电子器件，特别是全控型器件得到快速发展。目前市场销售的IGBT反向阻断电压可达 6.5KV，正向工作电流达 600a 或 5KV/2KV。4KHz/5kA 的 IGCT 已获得广泛应用。新材料、新工艺的功率器件还将不断出现，为大容量、低功耗、高频率应用提供了新的可能。
电力电子电路拓扑的发展与其应用场合密切相关，电力电子技术在电力系统中的应用，主要为处理大容量、高电压电能，对电磁兼容特性及电能质量提出了较高要求。因此，级联技术得到快速发展。实现高压大容量的级联技术可分为3类：① 基于器件的直接串联方式；② 多电平方式；③变压器多重化方式。由于静态与动态均压问题，基于器件的直接串联方式一直未得到很好应用。目前，特高压直流输电技术的发展，为大量功率器件的串联提供了技术支持，随着动态均压技术的发展，器件串联方式也将以其结构简单、控制方便、造价较低的特点获得广泛应用，基于变压器的多重化技术具有使电力电子设备与电网间隔离的作用，易于有效提高设备容量，但存在多重变压器占地大、成本高、磁非线性导致的过电压和过电流问题，因此，使其应用受到限制。多电平方式又分为二极管钳位型多电平、飞跨电容型、H 桥级联型及 DC/DC 模块级联型等多种方式。其中 H 桥级联方式基于相同的单元电路设计，易于实现模块化，已经在中压变频驱动等领域获得应用。也必将在智能电网控制设备中发挥作用。
基于高耐压、大电流、低开关损耗的电力电子器件，实现高可靠性、高灵活性的多电平拓扑及高压直流输电（HVDC）、柔流输电系统（FACTS）的协调控制将成为电力电子技术在智能电网中应用的难点问题，需要长期开展研究工作。
2.3储能技术
电力的特征决定了目前技术条件下，电力的产生、输配与消费必须同时完成。然而，随着电力工业的发展，这一过程面临巨大挑战：①大容量火电机组、核电机组不断增加，这些机组调节特性弱，使电力系统趋于“僵直化”。温室效应的加剧和居民生活水平的提高，电化率的提高和空调负荷的增加导致负荷率逐年下降，负荷峰谷差进一步加大。负荷削峰填谷的“平准化”问题更加突出。②敏感电力负荷不断增加，对供电质量的要求不断提升。自动化生产线、基于网络信息的金融系统可能因为供电短时中断或暂降等电能质量问题造成无法估量的损失。主电网灾变情况下，保证重要负荷供电的连续性显得尤为重要。③可再生能源并网发电得到快速发展。太阳能、风能、波浪能等依赖于自然能的电源表现出极强的随机性。电力系统承受负荷波动和电源出力波动的双随机过程的作用，使电力系统比以往更需要基于储能技术的功率的平衡和稳定控制。
大容量可变速抽水蓄能技术得到迅速发展和应用，飞轮储能随着新材料、 新工艺及超导磁悬浮技术得到普遍关注；以 NAS电池、液硫电池为代表的新型电池得到快速发展并在电网中获得应用。一直被认为可能为电力领域带来革命性变化的超导技术也以超导磁储能系统（SMES）的形式在储能领域发挥作用，超级电容则以其功率密度大、充放电寿命周期长在小容量系统中获得应用。储能技术在一定程度上改变电能产生、传输与利用的模式，成为能量缓冲、平衡及后备的重要手段，是改变电能利用的有效途径。由于上述3方面的挑战突出， 当今电力系统对储能技术提出更为迫切的要求，储能技术的发展正在或即将在上述3方面问题的解决中发挥重要作用。电动汽车作为未来智能电网必须面对的挑战，一方面对电动汽车的充电站建设提出新的要求，另一方面电动汽车电池储能作用的利用可能会对电力系统的运行与控制带来新的途径。储能技术应用过程中如何实现储能容量的优化配置、如何实现储能设备的有效利用都是未来智能电网控制中需要解决的问题。
到目前为止，廉价、高效、长寿命、环境负担小的储能设备还未出现。在未来相当一段时期内，基于新材料、新结构、新变换方式的储能技术将会得到不断发展，不同领域储能设备的融合利用将成为重要的研发方向。
2.4仿真与实验技术
电力系统仿真是指根据实际电力系统建立物理或数学模型，进行计算和试验，研究电力系统在规定时间内的工作行为和特征。电力系统仿真在电力系统规划、设计、运行、试验和培训中发挥重要作用。在智能电网环境下，HVDC、FACTS、安全稳定装置等应用于电力系统，仿真问题呈多时间尺度、强非线性、高精度的要求。一些新的仿真算法和新的仿
真平台不断出现，机电暂态-电磁暂态混合仿真技术能够合理模拟电力电子设备的快过程与传统机电设备的慢过程。分网并行计算则将大规模电力系统分割为若干子网络，不同子网络进行并行计算， 各子网间保持合理的通信数据流量，从而实现对大规模电网的实时甚至超实时计算。随着智能电网对仿真技术要求的发展，快速仿真算法研究、仿真基础数据研究、仿真模型研究、大规模电力系统数字实时仿真研究、电网可视化技术等依然是仿真技术研究的热点问题。
试验与测试技术是检测智能电网控制策略是否有效，控制过程与结果是否满足相关标准的重要环节，也是控制设备付诸实施的必经环节。基本的试验与测试平台已经在以往的电力系统控制策略研究中发挥了重要作用。智能电网的实施对试验与测试条件提出了更高的要求。平台的智能化、柔性化与示范作用将在智能电网控制策略研究中发挥重要作用。
3 智能电网控制的实现
智能电网一方面是电气技术、新能源技术及信息技术推动力的产物，另一方面又对这些技术领域提出新的挑战。智能电网体现了未来电网发展的愿景，其既定目标的实现主要依靠技术进步。
因此， 智能电网控制技术体系融合了先进设备制造技术、信息与通信技术、标准与试验评估技术等众多技术，其中信息与通信技术是实现智能电网控制功能的“中枢神经”，电力电子与储能技术扮演智能电网控制的“执行机构”， 而标准与试验评估则构成智能电网控制得以顺利实施的制度与管理层面的“保障”。
4 展望
智能电网已成为未来电网的代名词，因此，智能电网的控制也代表着未来电网的控制。 电力系统已成为大规模、多尺度、非线性的复杂大系统，电网未来的发展使该系统更为庞大、复杂，高可靠性、高度兼容性和高效、互动、自愈等特征对该系统的控制提出更高要求。因此，智能电网控制将始终作为电网建设和运行的核心问题和热点问题一直存在。随着信息技术、电力电子技术及储能技术的发展，有关智能电网控制的研究和开发将会不断进步，在未来高可靠性、高效率、高智能化电网的建设和运行中发挥关键作用。
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