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電力電子技術及其應用范文1
“加快發展現代農業”是我國現代化進程中的重大歷史任務,也是“十二五”規劃的一項重要任務,而農業的電氣化水平直接決定了現代農業的發展水平。農業電氣化是指在農業上對電能的應用,包括了農業生產和農村居民生活領域,農業生產上主要是電能的利用和農業生產的機械化和自動化,而農村居民生活領域主要是電能的輸送、分配和利用。到目前為止,幾乎所有發達國家的都已實現了農業電氣化,但我國的農業電氣化水平還較低,各地區發展差距也較大。而決定我國農業電氣化發展水平的,就是電力電子技術的應用水平。
電力電子技術是在電力領域使用的電子技術,是使用電力電子器件使弱點和強電接口。主要應用在對電能進行變換和控制的領域。20 世紀以來,隨著電力電子技術的快速發展,其應用范圍以擴展到工業、農業、交通、電力、通信、節能、家電、環保等多個領域。例如在在農業技術裝備中的應用提高了農業裝備的自動化程度,使農業技術裝備實現了靈活可控。
2 電力電子技術在農業電網電能變換中的應用
在農村,用電大多采用從國家電網買電形式,這種形式費用高并且偏遠地區會出現缺電等問題。我國農村有豐富的可再生資源,可以因地制宜采用分布式發電技術改善農村的用能條件。在水資源豐富的地區,可以采用水電發電;在風能資源充足的地區,可以推廣使用小風電;在太陽光充足的地區,推廣使用光伏發電;也可以推廣風光互補發電,并結合沼氣發電、生物質能發電等[3]。采用電力電子技術的電力變換技術,來實現農業的電氣化。
2.1 AC/DC 變換
AC/DC 變換稱為整流。由于風速的隨機性,農業用微型風力發電機發出來的電能為不穩定的交流電源,需要首先把它們通過 AC/DC 變換整流成直流電,然后再通過逆變技術變成標準的交流電。圖1 為三相橋式整流電路。這種電路簡單,容易得到直流電壓,但會產生嚴重的諧波污染,需接入濾波器等電力電子裝置濾除諧波。
2.2 DC/DC 變換
DC/DC 變換稱為直流變換。太陽能、水能、沼氣能、燃料電池等提供的電能為直流電壓,由于電壓等級低,所以需采用直流變換中的升壓電路升壓至合適的電壓等級(圖 2 為升壓變換電路),然后再進行逆變。另外,發電系統具有輸出功率變化響應慢的特點,如光伏發電系統和小水電發電系統響應時間在秒級,而燃料電池響應時間則更長,甚至需要數分鐘,所以在負荷突變時,功率的輸入跟不上所需要的功率輸出,會出現有功功率不足的現象;另外,光伏發電和風力發電由于陽光和風速的隨機性而具有波動性大的特點,所以需要在系統中加入儲能單元,在發電量多時儲存電能,在發電量少時調用所儲存的電能,儲能單元可以選擇蓄電池等,當使用蓄電池里的電能時,需要采用升壓電路使蓄電池放電,升壓電路將蓄電池電壓升壓至母線電壓,以供給負荷使用;反之當母線電壓過高時,需要采用降壓電路降壓對儲能單元充電,所以儲能單元通常采用雙向 DC/DC 電路進行充放電。
2.3 DC/AC 變換
DC/AC 變換稱為逆變。通過上文所述的整流或直流變換技術,都是把電源變換到合適電壓等級的直流電,而農業裝備中使用的電動機、農業生產所需要的照明電源等都需要的是標準的正弦交流電,所以需要采用如圖 3 所示的逆變電路把直流電變換為標準的交流電,以供給負荷,或者將余電并網。
3 電力電子技術在農業技術裝備中的應用
以電力電子技術為基礎的裝置有開關電源、軟開關、有源功率因數校正、不間斷電源、靜止無功補償裝置、變頻調速裝置等,這些裝置在農業裝備技術中有著廣泛的應用。隨著電力電子技術的發展,使農業裝備發展迅速。
3.1 農業灌溉中的變頻水泵
傳統的農業滴灌中所使用的水泵采用的電動機基本上是不可調速的電動機,水泵在工作時,電動機在一定轉速下運行,這種電動機不能通過調速來調節滴灌量的多少,而只能通過調節多個閥門的開關以滿足灌溉流量的需要,在需要小流量滴灌時,電動機的大部分能量都消耗在閥門上,浪費很大,因此需要根據需要來控制滴灌的流量。而采用電力電子變頻器進行頻率變換而進一步達到調速的目的,可以控制滴灌流量,大約能節約 30%的電能,同時可以實現滴灌過程的自動化,形成無人值守的現代農業灌溉系統。
3.2 精準施肥機
精準施肥技術可以減少肥料的使用,降低對環境的污染,優化農業生產,以獲得最高的產量和最大的經濟效益。精準施肥機基于脈寬調制(PWM)技術,能夠因地制宜,實現肥料播撒隨農業機械的行駛速度自動調節,并且可以在施肥過程中根據實際需要改變施肥量,也可結合采樣技術、導航技術等進行施肥,達到精準施肥的目的。
3.3 計算機節能開關電源
計算機現在已深入到生活的方方面面,在農業中計算機的利用也得到了迅速的發展。發達國家的農業科技人員,已利用計算機控制技術代替人力來管理農田,例如控制農田的滴灌、噴灌、施肥和人工智能化的田間管理,實現了農業的現代化。計算機并不是無時無刻地在工作,而是在需要時發出控制指令,如果長期處于運行狀態會使得耗電量大大增加,由此推動了計算機全面采用了數字開關電源,在睡眠狀態下的耗電量只有 30 瓦甚至更低。
3.4 高壓變頻農業清選機
高壓變頻農業清選機采用了電力電子技術中的高壓交流變頻調速技術,其調速方式以效率高,調速范圍寬并且可以實現無級調速,應用范圍廣、易于操作,安全性能高等眾多有點,超過任何一種調速方式,在農業清選機中廣泛應用。農業清選機中應用了高壓變頻調速電機后,降低了運行成本,實現了自動調控,也使電動機轉動造成的環境噪音大大的降低。
電力電子技術及其應用范文2
[關鍵詞]電力電子技術;變壓器;應用
中圖分類號:TM402 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)08-0393-01
引言:在現代社會,電子電力技術發展相當迅速,尤其是微電子技術革新之后,使得電子電力技術的發展日新月異,影響著很多其它的科學領域不斷向前發展。電子電力技術應用十分廣泛,很容易聯系到其它的學科,是現代社會頗受關注的一個專業性領域。
一、電力電子變壓器電路類型分析
(一)斬控式電力電子變壓器
電力電子斬控式樣機最先出現在美國,它是選取了BUCK結構的電路,此種電路結構具有相當多的優點,易于調節電壓等等,但是它的缺點是不容易控制,并沒有變頻的功能,而且不能隔離電氣,沒有辦法去抑制流入的電流以及功率,因此,該種電力電子變壓器就無法在電力工作中發揮較大的作用。
(二)交-交-交變換電力電子變壓器
美國德州大學的一位研究人員在1999年的時候研制出一種新型的變壓器,它便是交-交-交電力電子變壓器,它是由兩級的交互變頻變壓器組成的,通過兩種功率的變換,再連接上一些器件,實現了電流的雙向流動。它的優點是傳送的整體容量大大增加,體積縮小了很多,但也有它的缺點,那就是整個電路的結構相當復雜。
(三)反激式電力電子變壓器
反激式電力子變壓器的結構非常的簡單,內部裝置的元件也非常的少,避免了一些環節,所以比前面的兩種結構的變壓器有了不少的提高。它的優勢是器件少,簡化了電路的結構。缺點則是開關不容易控制,很難再高電壓環境使用。
三、電力電子技術在變壓器中的仿真作用
(一)電力電子變壓器在改善電能質量中的作用
1.電壓波動與閃變
在電壓波動與閃變的問題中,因為整個系統有時會出現母線不是整數倍,假設PET一次側母線頻率為10,波的幅值為百分之十左右,并且波很穩定,最后導致母線電壓出現異常,具體情況如圖1所示:
從圖中可以看出,由于在實驗中有一定的簡諧波的影響,使得PET一次性測得的母線電壓有較大的差異,出現了較大的波幅,但是另外的二次側電壓卻沒有發生變化,說明沒有受到相關的影響,可在一定程度上對負載進行一定的供電,對閃變有很大的影響。
2.電壓跌落及供電中斷
所實驗的仿真條件為0.2秒的持續時間,跌落的幅度為百分之四十,跌落時間為0.3秒到0.5秒,電網電壓跌落、供電中斷的特定問題。按照美國電力研究協會的報告指出,電壓跌落的程度一般在百分之四十以內,具體情況如圖展示,當電網電壓跌落的時候,PET的相關數值仍然保持相當的穩定,這就說明輸出電壓一直沒受到影響,保證了輸出電能的質量(圖2)。
根據上面的仿真實驗圖可得,電力電子不僅可以操作電壓器的轉換與系統的隔離等等功能,還能在一定的程度上控制電能的質量。如圖中1顯示,電網電壓即便出現閃變等等特殊情況,二次側電壓卻依舊保持非常的穩定,進行穩定的供電。
(二)電力電子變壓器進行微電網孤島應用研究
根據上面的實驗可以發現,如果短時間內電壓供電不足,或者說出現跌落的現象,電力電子變壓器依然可以穩定的進行供電,在一定程度上保證了供電的穩定性。通過此次電能的研究,結果發現,頻率的差異將很大的影響著電能的質量。
這些年來,我們國家非常的關注可再生能源,一直有可再生能源進入到電網之中,除此之外,微電網以及發電等等技術在很大程度上得到了發展,當電網出現問題的時候或者說供電的質量不能得到保證的時候,它能夠使用孤島方案,進行持續性的供電,保障了供電的不間斷以及電能的質量。
因為微電網容量很小,功率容易發生很大的波動,使得整個頻率控制起來很繁雜,特別是當主網與微電網單獨分開后,穩定性非常的差,對頻率有極高的要求。
通過研究可再生能源,發現風能是一種非常環保的可再生能源,可以利用風能進行發電,風能作為一種可再生能源越來越受到重視。利用風力的發電機,涉及到風能理論以及風機相關的理論,以及電路的設計等等一系列問題,風力發電機包括很多類型的發電機,例如普通異步發電機等等。
作為一種新類型的變壓器,電力電子變壓器運用相關器件以及高頻交流變壓器進行交互,充分展現了新型變壓器的特殊功效,有很多的優點:(1)二次側輸出電壓十分的穩定,電能質量得到了保證;(2)即便一次側電壓出現閃變等特殊的情況,也一樣不會受到太大的影響;(3)降低線損,可以極大程度上節約成本。
四、結語
現代社會發展變化相當快,各種新類型的變壓器一直在出現,要想得到比較穩定的供電,保證電能的質量,特別是配電系統的質量保障,是現在變壓器研究中最為重要的一個問題。電力電子變壓器在上面的問題中均展示了很好的效果,把以前的很多問題都解決了,通過無功補償等方式,調節電能的質量。在不久以后,電力電子變壓器將會在配電系統中得到更廣泛的應用,這將很大程度的保障電能的質量,降低費用,節約成本。
參考文獻
[1] 王忠勇.電力電子變壓器多指標非線性控制研究[J].武漢理工大學學報(交通科學與工程版),2011,35(5):1072-1076.
[2] 曹解圍,毛承雄,陸繼明,范澍.電力電子變壓器在改善電力系統動態特性中的應用[J].電力自動化設備,2005,25(4):65-68.
電力電子技術及其應用范文3
【關鍵詞】電力系統;電氣自動化;應用
1前言
當前,電子技術的快速發展推動了整個國民經濟的增長,電氣自動化技術也在整個電子技術發展的浪潮中獲得了十足的進步。電氣自動化技術的重要性不斷凸顯,在電力系統中普遍運用并且獲得了巨大的經濟和社會效益。多年的實踐證明,電力系統中引入電氣自動化技術后,電力運行和管理水平明顯提升。
2電氣自動化技術在電力系統中的優勢
當前,電力系統的安全穩定運轉得益于自動化系統的應用和普及,以往的電力系統運行往往需要大量的人力參與,而自動化技術的推廣大大減少了人工參與的程度和誤差,在降低勞動強度的同時保證了電力系統的穩定運行。隨著自動化技術的日益成熟,電力系統的發展也邁入新的發展階段。電氣自動化技術具有以下3方面特點:
2.1實現電力系統仿真
電氣化技術的計算機仿真功能可以在很大程度上實現電力系統的雙實驗并行,既包含穩定狀態也包含暫時狀態實驗,使得同一時間段內獲得電力運行數據的數量大幅度提升。另外,電力工作人員還可以利用計算機仿真進行科學實驗,獲得豐富數據,為新型的電力設備和裝置的引入做前期的模擬性測試。同時,龐大的仿真數據庫可以幫助電力部門籌建仿真實驗室,為其提供科學、有效的實驗數據。
2.2實現電力系統智能化服務
根據學者的研究成果發現,電氣自動化程度的高低直接影響到整個電力系統運行水平的高低,電力系統運行越穩定,電氣自動化程度水平就會越高。自動化技術的應用在很多方面取代的高強度的人工勞動,讓人員可以集中時間分析數據變化,提高他們的工作效率,并能解決電力系統運行過程中的一些問題。
2.3提升配電網運行效率
眾所周知,電力系統包含整個電網,自動化技術在電網中普遍應用給電網安全穩定運行提供了強有力的保障。以電網系統中的配電環節為例,傳統的配電調度需要大量人工采集信息并綜合歸納,然后才提出調度方案,而電氣自動化技術的應用將信息實時匯總并利用計算機進行處理分析,幫助調度員快速做出決策判斷。這樣一來,整個電網的調度效率顯著提升,而且調度工作也更加科學嚴謹。
3電氣自動化技術在電力系統運行中的具體應用
3.1計算機技術層面
計算機技術是整個自動化技術中重要的技術之一。電力系統運行中的配電、變電等諸多環節都涉及到計算機技術。如智能電網和電網調度自動化技術。其中,智能電網中,計算機網絡技術滲透到每一個層面,計算機網絡安全與穩定直接影響到電網的正常運轉。在電網調度方面,利用計算機系統,把電網調度自動化運用到傳統的電網調度中來,對不同層級的電網進行合理有效的調度與分配,能夠更加快速有效地收集到準確的信息與數據,并對相關電網系統進行有效的監控,從而保障我國的電力系統正常穩定運行。
3.2PLC技術方面
PLC(ProgrammableLogicController)是可編程邏輯控制器的簡稱,PLC技術可以對電力系統中的各個程度環節執行邏輯運算、發出指令、控制各種類型的生產過程。PLC技術在實現降低系統功耗,提高工作效率方面發揮了重要作用。具體表現如下:
(1)收集與處理。通過運用PLC技術,可以對電力系統中所涉及的信息數據進行有效的采集,篩選出有效信息之后,再對該信息進行分析與整合,并將信息傳送到相關環節,這在很大程度上實現了電力系統的智能操作控制。
(2)順序控制。順序控制可以實現電力系統中各類信息流的有效融合和共享,各個獨立單元的信息通過PLC技術匯總在一起并進行集中處理,保證了信息的共享和電力企業的協調靈活性。
(3)模擬閉環控制。PLC技術的模擬閉環控制技術可以實現電力系統中各類因素的科學準確調節,如電網運行中常見指標:壓力、溫度、流量、負荷等。這在一定程度上促進了整個電力系統的安全穩定。
(4)開關量控制。根據電力系統運行的實際情況,過運用PLC技術,可以有效調節電力系統的開關量,實現電力系統信號的輸人與輸出,促進電力系統工作效能的提升
4電氣自動化技術的未來發展方向
4.1國際標準的應用
當前,智能電子設備(IED)的應用越來越廣泛,在電力系統中表現也非常明顯。國際上為了實現不同廠家的智能電子設備能夠完全兼容并實現信息共享,專門制定了IEC61850標準。所有的智能電子設備生產廠商都必須按照這一標準來設計、開發和生產。我國為了實現盡快與IEC61850標準接軌,投入了大量的財力物力人力對電氣自動化技術進行研究,以期望能夠盡早與國際接軌。因此,在未來的一段時間內,與國際標準接軌將是我國電氣化自動技術研發的關鍵所在。
4.2控制、保護、測量一體化
控制、保護、測量三方面協同配合可以很好解決當前電氣自動化控制系統在電力應用中不夠合理,維護難,效率不能充分發揮的弊端,做到將電氣自動化技術與電力系統有機融合,在降低后期開發維護成本的同時,也提升了運行效率,這也是當前電氣自動化技術需要積極推進的地方。
5結語
經濟的快速發展必然伴隨著電力供應的不斷增長,這也從側面對電力系統提出了更高的要求。在現有基礎上充分發揮電氣自動化技術,將其優勢充分顯現并發揮出來。通過本文分析探討發現,電氣自動化技術在電力系統中的運用空間還很廣泛,同時還有很多問題亟待我們去解決,這也是我們未來所要著力發展的地方,只有這樣才能讓電力系統成為經濟社會發展的堅強后盾。
參考文獻:
[1]王文忠.發電廠電氣綜合自動化系統的研究與實踐[D].北京:華北電力大學(河北),2010.
電力電子技術及其應用范文4
關鍵詞:電力電子技術;燃油汽車
現代社會中,汽車已不僅是代步工具,而且具有娛樂、辦公和通訊等多種功能。伴隨汽車工業與電子信息產業加速融合,汽車開始向電子化、多媒體化和智能化方向發展,由以機械產品為主向高級機電一體化產品方向演變,電子裝置占汽車整車(特別是轎車)價值量的比重逐步提高。
為了滿足人們對汽車的動力性、操作穩定性、安全性、舒適性、燃油經濟性、對環境的友好性等各方面不斷提高的要求,各種電子裝置不斷地被應用于汽車,使現代汽車成了一個廣泛的電氣系統,包含大量的電氣設備。在汽車電氣系統中,電力電子技術正起著越來越重要的作用。
一、汽車的電源系統
今天的汽車具有200多個電氣設備,其平均功率在800W以上。最初汽車上電能是由與汽車發動機同軸(或其它傳動結構帶動)的發電機產生的,并供給14V(標稱12V)標準蓄電池(組)和用電器。當發電機停止工作時,蓄電池可滿足汽車啟動和短期的用電要求。
隨著汽車電氣系統的不斷增加,一輛中檔汽車的供電系統需要負擔50多個連接器,1500多個電路模塊,2000多個終端,指示和照明燈就超過100多個,線纜長度近5km,耗電超過2.8KW,這就給供電系統的安全使用造成了極大的威脅,同時極大地限制了車用電器設備的配備使用和開發。所以現在的汽車采用了新的電源系統,這種系統有兩種類型,一種是單一電壓的42V系統,另一種是雙電壓的14/42V系統。兩種電源系統的目的雖然一致,但出于實現難易程度不同,又各有自己的特點,前者為最終型,后者為過渡型。功率器件在改善系統效率和性能等方面起著關鍵作用,電力電子技術也被廣泛應用到各個電氣設備中,以提高功率,節約電能。
二、電力電子技術給汽車提供的功能
1.高亮度放電燈
高亮度放電燈(HID)已經開始在汽車中作為短焦距燈和霧燈使用。高亮度放電燈較之傳統的鹵素燈具有更高的發光效率、更高的可靠性、更長的壽命和更大的外觀設計靈活性,并且具有功率大、紋波小、觸發起動快、工作穩定可靠及抗干擾能力強等優點。HID燈的發光效率是鹵燈的3倍,而壽命大約為2000h。HID運行時需要采用電力電子鎮流器。初始時,需12k-30k的高壓點燃電極之間的弧,而后需要大約85V的電壓來維護電弧。
2.電動機的轉速控制
電動機在汽車上的應用很多,比如向乘客艙供氣的風機、對水箱(或冷凝器)進行強制風冷電動風扇等,它們常需要實現變速控制。例如向乘客艙供氣的電動機,一般是具有鼠籠風扇的永磁直流電動機,其速度通常是通過改變與電動機繞組串聯的電阻來進行控制的,這種方法導致了很大的功耗。目前,已研究出的大功率器件脈寬調制(PWM)技術在直流電動機調速上得到了廣泛的應用。利用這些器件具有自關斷能力,并有體積小、重量輕、開關速度快、損耗小、效率高等優點,使調速系統能實現高頻化、模塊化,且動、靜特性指標大大提高。
3.防抱死制動系統(ABS)
汽車防抱死制動系統簡稱ABS,是指在制動過程中,可自動調節制動力大小,防止車輪抱死,以獲得最佳制動性能包括最佳方向穩定性、正常轉向能力和最小制動距離的裝置。它是汽車制動系統的組成部分。在汽車上裝用ABS可有效地減少交通事故,提高行車安全性。國外的ABS發展于20世紀初,目前ABS技術和工藝都非常成熟,己廣泛應用于轎車和重型汽車中。目前ABS的發展方向為:(1)ABS和驅動控制裝置的一體化;(2)ABS與電子全控式(或半控式)懸掛、電子控制四輪轉向、電子控制液壓轉向、電子控制自動變速器等行駛系統和動力傳動系統的組合裝置;(3)ABS和自動制動器的一體化。
4.超聲電動機
超聲電動機(簡稱USM)是一種新穎的微型電機。它利用壓電陶瓷的逆壓電效應,把電能轉化為機械能,并依靠摩擦力來驅動。由于超聲電動機特殊的工作原理,它具有很多傳統電磁電機無法比擬的優越性能,如低速大轉矩、體積小重量輕功率密度大、響應速度快、微位移、不受電磁場的影響、掉電自保持、設計自由度大等。
超聲電動機可以作為汽車窗戶提升、座位定位和駕駛員頭部保護裝置的執行器。超聲電動機要求電力電子電路進行驅動,因而電力電子電路的好壞會極大影響到超聲電動機的性能。
5.發動機機電氣門
現在電磁執行機構在汽車系統中具有越來越多的應用,這些執行機構較之其它類型的(例如液壓的、風力)執行機構具有很多優勢,更易利用微處理器進行更為精確的控制。應用電磁執行機構的發動機氣門代替凸輪軸和凸輪氣門,可以通過控制發動機進氣門和排氣門的開關來在一個由多種變量如速度、負載、高度和溫度確定的大范圍內,實現優化發動機性能和提高燃料經濟性的目的。
6.電子燃油噴射系統
和傳統的化油器系統相比,電子燃油噴射系統可以對燃油噴射進行更加精確的控制,因而提高了汽車的效率和燃油經濟性,提高功率性能,增強汽車的操縱靈活性并且使排放更加清潔,目前電子燃油噴射系統已在汽車上被廣泛使用。
7.電氣空調
在常規汽車中,通常由發動機驅動空調的壓縮機,因此壓縮機的速度在一個很大的范圍種變化,并且壓縮機的容量必須大于標準,從而在發動機轉時也能提供足夠的制冷。此外,軸封和橡皮軟管會導致制冷劑(CFC)泄漏,造成環境污染。
而在電氣空調中,一般是由三相MOSFET橋驅動的直流無刷電動機來驅動壓縮機。電氣空調的壓縮機速度和發動機速度無關。因此,壓縮機可以采用標準的,并且沒有過冷的問題發生。同時,軸封和軟管可以利用密封系統代替,避免制冷劑泄漏。另一個優點是電氣空調由于不需發動機驅動,所以安裝位置非常靈活。
三、小結
電力電子技術已是汽車的核心控制技術之一,電力電子器件的性能關系到汽車的可靠性,在汽車中正在起著越來越重要的作用。它為提高汽車性能、安全性和功能的新技術應用提供可能。可以肯定地說,電力電子技術在未來汽車技術的發展中必將繼續起著重要的作用。
參考文獻:
電力電子技術及其應用范文5
【關鍵詞】數字技術;電力電氣自動化;應用
引言
科學技術的迅猛發展,促使數字技術開始應用于各個行業領域當中,在促進了我國國民經濟發展的同時,也成為了社會生產活動當中不可或缺的組成部分。如今數字技術已經成功的應用到電力電氣自動化當中,有效的提高了電力工業的生產效率,同時也提高了電力電氣的自動化水平。由于數字技術具有操作簡單,便捷的特點,所以能夠識別各種數據,并將其廣泛的應用到電力電氣自動化當中,從而提高其生產效率,提升企業的經濟收益。
1 數字技術的發展歷程和涵義
數字技術和電力電氣自動化的結合,能夠有效的促進電力電氣的發展。如今數字技術的發展逐漸滲透到各個領域當中,像在電子計算機、數控技術、通訊設備以及各類電子產品等,同時國民經濟的其他方面也開始獲得了數字技術的應用,在這種廣泛的發展前途之下,不禁讓人思考究竟何為數字技術?數字技術又稱數碼技術和計算機技術,通過這些名稱我們可以看出數字技術其實就是一種和電子計算機緊密結合在一起的科學技術。其來源可以追溯到。進制數字的0和1,由于計算機只能夠識別。進制數字,所以數字技術就必須通過一定的設備將各種不同的信息轉化成。進制的數字。而且在這個過程當中還應當通過計算機來對信息進行一定的壓縮、還原和編碼等等,所以就被稱為數碼技術和計算機技術。如今是信息化的時代,計算機的發展和普及開始融入到我們所生活的每一個方面,而且計算機的操作方法也開始變得越來越高級和智能,給人們的生活、學習和工作都帶來了極大的便利。它成功的改變了當今社會的大環境,在帶來了機遇和挑戰的同時,其他的很多行業都開始在數字技術當中得以發展,其中的電力電氣自動化就是眾多行業當中典型的代表,其與數字技術的結合對于企業自身的信息化進程起到了明顯的推動作用。
2 數字技術在電力電氣自動化當中的具體應用
在我國,數字技術在電力電氣自動化中的應用率已經高達60%以上,這就表明數字技術在我國電力電氣自動化當中具有良好的市場發展前景,而這正是由于數字技術其本身的特點和優勢所決定的。由于數字技術的操作簡單便捷的特性,所以在各種不同的軟件當中也將帶來比較大的便利,通常情況下,在對數字技術下的自動化操作只需要對其進行指令的下達即可,還能夠隨時保持對數據的存儲,其操作程序簡單實用,相信在往后的發展當中也將出現越來越多的功能。比如如今就有很多數字技術方面的辨別和判斷功能,就能夠極為有效的減少一些人力資源方面的浪費。另外,數字技術被應用在電力電氣自動化當中還具有較高的安全可靠性,大多數的工業企業采用了數字技術來使用自動化的儀器時,通常都會對其電氣自動化應用的安全性有所提高,而且從數字技術所普及的范圍來看,其實用性也是非常強。如今大多數企業的生產設備其高效穩定運作的前提和基礎就是依賴于數字技術的應用,能夠準確的將眾多的信息進行比較精準的分類,實現在最短的時間當中收回最為豐富的信息.從而在提高了產品品質的同時也相應的減少了其所需的費用。而且在運用數字技術時,還能夠有效的減少誤差的出現,進而擴大規模。企業管理者也能夠利用數字技術來掌握整個企業的實際情況,這樣就能作出最快最準確的調整,在其下達指令的同時也能確保企業能夠高效運作。以上正是數字技術相對于電力電氣自動化所具有的優點,同時也是其能夠被廣泛的應用在電力電氣自動化當中的主要原因。
3 數字技術在電力電氣自動化當中的創新性應用
數字技術以其自身操作簡單、安全可靠、性價比高等諸多特性被眾多的企業所接受,而且其所能夠應用的范圍也在不斷的擴大。不過,由于我國將數字技術運用到電力電氣自動化當中還不夠成熟,所以要想讓電力電氣自動化更加快速、高效的運行就必須對其進行不斷的開發和創新,這樣才能真正推動電力電氣自動化的發展,從而為人民的生活帶來極大的便利。同時數字技術其在電力電氣當中的應用也可能因為其自身所存在的一些缺點和原因導致對工業的發展造成限制和阻礙。這種情況的出現主要是由于我國的數字技術應用方面起步仍然比較晚,很多領域對于數字技術的應用時間相對較短,根本沒有形成一種規范嚴格的具體條例,而且數字技術其流程上的操作特點對于人才的要求也特別高,因此需要一些較為專業的人才。在操作系統方面也需要人工進行檢測。如今越來越多的電力電氣企業在開始使用互聯網通用協議的同時,其所進行的數據傳輸,都在逐步的普及GOOSE虛端子技術,這種技術能夠通過雙重的保險來降低由于自動管理而帶來的危險性。這就要求操作人員必須對于電腦程序做到深入的了解。GOOSE虛端子的出現在世界范圍內掀起了巨大的應用浪潮: GOOSE虛端子經過了2次改良回路后,將工程的調試變得更加通俗易懂,而且將原來的復雜的特點變為了便捷。GOOSE技術對電氣自動化的巨大影響可以在智能終端以及測控裝置之間的信息交互上明顯的顯現出來。它可以將全站的線路以及開關等掌握在控制范圍之內,而且它也具有跳合閘的功能,這樣就能夠在最短的時間內對整個系統起到保護作用。GOOSE與傳統的二次回路相比之所以能夠有非常大的進步是因為它自身的獨特配置,就拿它的只能本體終端來說,它的高效性與其他部件相比具有顯著性的優勢,它能夠將包括信號的管理在內的多個步驟的控制工作變得更加簡單。相關的操作人員需要進行專門的技術培訓,以保證其能夠順利的使用設備數字技術在電力電氣自動化的應用當中還需作出更加智能性的進步,在提升自我的同時,也為企業的發展帶來巨大的經濟效益。
4 結語
綜上所述,數字技術在電力電氣自動化當中的應用已成必然,數字技術能夠依靠自身的特點優勢將自身的可應用性不斷的發展,其在電氣工業領域當中的應用獲得了較大的成功,然而一些在應用過程當中所出現的問題也開始不斷的翻新,因此就需要做好對其在技術上進行不斷的改革和創新。數字技術的應用在我國各行業領域當中的發展前景一片大好,所以一定要在對其應用創新方面加大力度,以期為企業創造更好的經濟效益。
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電力電子技術及其應用范文6
關鍵詞:電氣系統;自動化;安全保障
中圖分類號:TM734 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)26-0039-02
1 概述
由于電網應用范圍的不斷擴大,完善了市場經濟體制,促進了現代電力系統自動化技術,從而高效地將電力系統技術和現代化計算機技術相結合,實現了對電力系統的監督和完善。在此過程中,把數據信息及記錄等通過網絡手段發送到計算機上,實現連續化操作。自動化技術一直是電力系統的發展方向,包括電力調度的自動化、配電網的自動化、發電控制的自動化。電力系統是一個復雜的大系統,不僅分布范圍廣,而且由發電廠、輸配電網絡、變電站及用戶構成,統一運行及管理,自動化可以有效地實現控制及管理。
2 電力系統自動化的定義
電力系統自動化指的是電力系統實現信息化、數據化的自動控制,主要包括電力生產過程的自動管理、系統及設備的自動安全管理、系統的自動調度、電力企業的自動經濟管理和網絡信息的自動傳輸等等,從而保證系統的安全可靠運行以及供電的電能質量,包括頻率和電壓,從而提高電力系統的管理效率以及經濟效能。
3 電力系統自動化技術的特點
3.1 電網規模的擴大化
電力系統自動化技術的發展,不僅提高了現代供電系統的能力,而且還保證了經濟建設的健康、可持續發展,為社會經濟的發展做出了重大貢獻,也為其打下了堅實的經濟基礎。其主要構成成分有信息技術、網絡技術、電子技術以及控制技術等,是電力系統的重要組成成分,其復雜性和綜合性也使得整體系統得到很好的運行。由于電網規模的擴大化使得電力系統得到很好的管理,消除了現代化信息和自動化技術之間的問題。
3.2 遠距離供電
目前,由于電力系統的不斷發展,其分布領域不斷擴大,包括一些環境比較差的地區,這些地區都是高山峻嶺,很難進行供電電線的施工,因為不僅成本高,還受到環境條件的限制。合理的解決措施是建立合理數量的供電線路,通過柔性供電技術提高供電電量。自動化技術的這一遠距離供電特點解決了很多問題,特別是供電和輸電方面,不過,帶來的困難也導致了需要不斷地提高自動化
技術。
4 電力系統及其自動化技術的應用
4.1 自動化處理數據
4.1.1 數據整合。根據市場經濟的需求,電力系統需要不斷地發展與進步,例如,當用電較低時,需要降低變電站的電壓,減少輸出功率,反之亦然。這樣做的好處不僅降低了生產成本,減少不必要的損失和消耗,還滿足了客戶的需求,提高了服務質量。數據整合能力主要是將規范且正確的信息共享與動態、多維相結合地進行分析與應用,是多層次、高效以及跨領域的科學決策,也是專業的電力系統自動化技術。因此必須改變傳統的信息孤立政策,進行自動化的數據整合,加強數據方面的整合能力有利于輸電時進行無縫連接,將空間計算與主流計算相結合,多角度地將潛在數據之間進行聯系,這是未來電力系統自動化發展的主要方向。提高數據整合能力,對于電力企業的發展和應用有著重要作用。
4.1.2 數據共享。電力系統復雜的處理結構是電力系統控制對象的主要特征,自動化技術的發展使得對相關空間屬性的要求也越來越高,系統模型也是對空間的描述,因此,將傳統的模型改成電力系統獨有的空間屬性模型是很有必要的。同時,要將系統內的數據實現一定程度上的分享,最基本的要求就是保持供求雙方的數據一致性,對數據認識的一致性,只有這樣才是真正地實現數據共享。在其過程中,必須先要具備電力系統的基本模型,成立不同的部門,從而更好地進行數據共享。包括:第一,標準性的定義和表達地理實體的幾何屬性,包括服務系統能夠覆蓋的所有空間區域的幾何屬性,其包含了電力系統服務能夠覆蓋的空間區域方面的幾何屬性;第二,標準性表達和定義物理屬性數據。就電力系統而言,其不僅包括了物理結構,還包括了組成電力系統的各種部件、設備、整體方面的物理性能、規范信息的運行和共享及多維動態的分析探討等等。
4.2 自動化控制安全系統
4.2.1 安全監視。由于工作人員的精力有限,不可能做到每時每刻都注意力集中,所以自動化監視系統就尤為重要。這個系統與其他系統的最大區別就是,它不僅能夠及時、準確地反映事實情況,還可以發現危險,對此提出警報,有利于及時地發現故障以及有效地預防故障的出現,而其他系統只具有反映和記錄的功能。比如,一發電機組在用電高峰時溫度較低,發電功率異常減小,這就靠安全監視系統及時地檢測出并發出警告,以提示危險的存在,工作人員就可以對此進行及時的檢查與處理。
4.2.2 安全保障。自動化電力系統可以處理不同類型及規模的數據和對象,還有靈活有效地恢復機制,這些對電力系統的安全保障有著重要意義。首先,能夠有效地保障電力系統的正常運行,主要指的是對系統進行一定的設置,使得自動化系統能夠對整個電力生產進行調節和處理,這可以大大降低工作人員的工作量和故障風險;其次,可以有力地保障電力系統數據的及時保存和恢復,這些數據是制定發電站的預算、成本控制、系統更新以及安全指標的修訂的基礎,所以,自動化記錄數據功能是很重要的;最后,保障工作人員的人身安全,由于自動化系統可以監視,因此當系統出現異常的時候,特別是出現生命安全危險的時候,自動化系統可以采取相應對策以降低危險,例如,當工作室內的溫度達到30℃以上的時候,自動化系統就會自動打開通風設備以降低溫度;當出現明火的時候,就會自動啟用雨淋系統,將火及時熄滅;當設備過熱的時候,就會自動降低功率到合適的數值,防止設備的損壞和爆炸事故的產生。保障勞動者的安全是安全生產的前提,也是自動化系統的一大好處。
4.3 自動化配電網系統
目前,隨著自動化技術的發展,中低壓網絡數字電子載波以及配網系統的相關技術得到重大突破,特別是中低壓網絡數字電子載波采用了DSP數字信號處理技術,提高了信息接收的靈敏度,解決了配電網系統應用的干擾等技術難題;還用高級軟件將輸電網和配網有效地結合在一起,運用遞歸虛擬流算法進行數據計算,采用了最新國際標準的公共信息模型,應用智能化灰色神經元算法對負荷進行預測。
5 結語
電力系統自動化技術是一個全新的技術領域,對傳統技術進行改造,對現代技術進行有效利用,有助于電力系統總體技術的推進。目前,電力系統的自動化技術發展到了一個高階段,但還是存在一些問題需要提高和完善,尤其是對于用電需求量比較大、環境條件復雜等地區,所以必須從技術和人力方面不斷發展和提高,保證電力系統自動化能夠得到全面的實現。伴隨著電力系統自動化的不斷發展和進步,自動化以及程序化操作得到了廣泛的應用,同時,建設了數字化變電站,有效提高了電力設備的操作正確性、安全性與可靠性,降低了生產成本,提高了電能質量,減少了生產強度,在技術上支持了電力系統的發展與進步,為未來電力系統的發展做基礎。
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