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電力電子技術論文范文1
其具體包括以下幾方面的內容：第一，通過對電力電子技術的應用，已經將傳統發電機直流勵磁轉化為由中頻交流勵磁和電力電子整流相結合的方法，并且在推廣應用過程中取得了良好的效果，其運行的可靠性也得到了提高。第二，電力電子技術的應用有效地改變了水輪發電機的變頻勵磁。發電頻率取決于發電機的轉速，采用了電力電子技術后，將水輪發電機直流勵磁轉變為低頻交流變頻勵磁。當水流量減少時，提高勵磁頻率，可以把發電頻率補償到額定，延長水輪發電機的發電周期，解決水力發電中發電機工作時間受季節性水流量影響而導致的頻率無法調節、浪費較多水能的問題。這對大型水力發電設施來說，具有巨大的經濟效益。
2電力電子技術的未來發展趨勢
從近幾十年的發展歷程中我們可以看出，半導體的發明與應用有效地推動了電子技術的快速發展，其中晶閘管等電力半導體在這一過程中發揮了重要的作用。在進入20世紀70年代后，半控型晶閘管形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產品，被稱為第一代電力電子器件。隨著電力電子技術理論研究和半導體制造工藝水平的不斷提高，先后研制出GTR、GTO、功率MOSFET等自關斷全控型第二代電力電子器件。近期研制的以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件，開始向大容量高頻率、響應快、低損耗的方向發展，這又是一個飛躍。步入20世紀90年代后，電力電子技術得到突飛猛進的發展，與該技術有關的產品也得到進一步升級，大都朝著智能化、模塊化方向發展，逐步形成了電力電子技術的三步走模式及理論的研發，產品的研制、產品的應用，成為國際科研領域的新星，成為經濟社會發展的熱門行業。但是，就目前我國電力電子技術發展現狀來看，還不容樂觀，其中電力半導體器件的研發與應用同西方發達國家相比，還存在較大的差距，還比較落后，所以，如果在21世紀國際電力電子技術迅猛發展的背景下，我國半導體器件的落后狀態得不到改善，將直接影響我國國民經濟的快速發展，因此，對于我國電力電子技術的發展趨勢來說，仍然任重而道遠。
3結語
電力電子技術論文范文2
論文摘要：電力電子技術正在不斷發展，新材料、新結構器件的陸續誕生，計算機技術的進步為現代控制技術的實際應用提供了有力的支持，在各行各業中的應用越來越廣泛。電力電子技術在電力系統中的應用研究與實際工程也取得了可喜成績。
1前言
電力電子技術是一個以功率半導體器件、電路技術、計算機技術、現代控制技術為支撐的技術平臺。經過50年的發展歷程，它在傳統產業設備發行、電能質量控制、新能源開發和民用產品等方面得到了越來越廣泛的應用。最成功地應用于電力系統的大功率電力電子技術是直流輸電（HVDC）。自20世紀80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術在電力系統中的應用研究得到了極大的關注，多種設備相繼出現。本文介紹了電力電子技術在發電環節中、輸電環節中、在配電環節中的應用和節能環節的運用。
2電力電子技術的應用
自20世紀80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術在電力系統中的應用研究得到了極大的關注，多種設備相繼出現。已有不少文獻介紹和總結了相關設備的基本原理和應用現狀。以下按照電力系統的發電、輸電和配電以及節電環節，列舉電力電子技術的應用研究和現狀。
2.1在發電環節中的應用
電力系統的發電環節涉及發電機組的多種設備，電力電子技術的應用以改善這些設備的運行特性為主要目的。
2.1.1大型發電機的靜止勵磁控制
靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式，具有結構簡單、可靠性高及造價低等優點，被世界各大電力系統廣泛采用。由于省去了勵磁機這個中間慣性環節，因而具有其特有的快速性調節，給先進的控制規律提供了充分發揮作用并產生良好控制效果的有利條件。
2.1.2水力、風力發電機的變速恒頻勵磁
水力發電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當水頭的變化幅度較大時（尤其是抽水蓄能機組），機組的最佳轉速變隨之發生變化。風力發電的有效功率與風速的三次方成正比，風車捕捉最大風能的轉速隨風速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機組變速運行，通過調整轉子勵磁電流的頻率，使其與轉子轉速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項應用的技術核心是變頻電源。
2.1.3發電廠風機水泵的變頻調速
發電廠的廠用電率平均為8%，風機水泵耗電量約占火電設備總耗電量的65%，且運行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實施風機水泵的變頻調速，可以達到節能的目的。低壓變頻器技術已非常成熟，國內外有眾多的生產廠家，并不完整的系列產品，但具備高壓大容量變頻器設計和生產能力的企業不多，國內有不少院校和企業正抓緊聯合開發。
2.2在輸電環節中的應用
電力電子器件應用于高壓輸電系統被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網的穩定運行特性。
2.2.1直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDCLight）技術
直流輸電具有輸電容量大、穩定性好、控制調節靈活等優點，對于遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統的聯網，高壓直流輸電擁有獨特的優勢。1970年世界上第一項晶閘管換流器，標志著電力電子技術正式應用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。
2.2.2柔流輸電（FACTS）技術
FACTS技術的概念問世于20世紀80年代后期，是一項基于電力電子技術與現代控制技術對交流輸電系統的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調節的輸電技術，可實現對交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統的穩定水平。
20世紀90年代以來，國外在研究開發的基礎上開始將FACTS技術用于實際電力系統工程。其輸出無功的大小，設備結構簡單，控制方便，成本較低，所以較早得到應用。2.3在配電環節中的應用
配電系統迫切需要解決的問題是如何加強供電可靠性和提高電能質量。電能質量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還要抑制各種瞬態的波動和干擾。電力電子技術和現代控制技術在配電系統中的應用，即用戶電力（CustomPower）技術或稱DFACTS技術，是在FACTS各項成熟技術的基礎上發展起來的電能質量控制新技術?？梢詫FACTS設備理解為FACTS設備的縮小版，其原理、結構均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場介入相對容易，開發投入和生產成本相對較低，隨著電力電子器件價格的不斷降低，可以預期DFACTS設備產品將進入快速發展期。
2.4在節能環節的運用
2.4.1變負荷電動機調速運行
電動機本身挖掘節電潛力只是節電的一個方面，通過變負荷電動機的調速技術節電又是另一個方面，只有將二者結合起來，電動機節電方較完善。目前，交流調速在冶金、礦山等部門及社會生活中得到了廣泛的應用。首先是風機、泵類等變負荷機械中采用調速控制代替擋風板或節流閥控制風流量和水流量具有顯著的效果。國外變負荷的風機、水泵大多采用了交流調速，我國正在推廣應用中。
變頻調速的優點是調速范圍廣，精度高，效率高，能實現連續無級調速。在調速過程中轉差損耗小，定子、轉子的銅耗也不大，節電率一般可達30%左右。其缺點主要為：成本高，產生高次諧波污染電網。
2.4.2減少無功損耗，提高功率因數
在電氣設備中，變壓器和交流異步電動機等都屬于感性負載，這些設備在運行時不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此，無功電源與有功電源一樣，是保證電能質量不可缺少的部分。在電力系統中應保持無功平衡，否則，將會使系統電壓降低，設備破壞，功率因數下降，嚴懲時會引起電壓崩潰，系統解裂，造成大面積停電事故。所以，當電力網或電氣設備無功容量不足時，應增裝無功補償設備，提高設備功率因數。
電力電子技術論文范文3
1.“1循環互輔”實踐教學方法
“循環互輔”實踐教學方法建立在“建構主義的學習觀”的基礎上，建構主義的學習觀認為：知識不能簡單地通過教師傳授得到，而是每個學生在一定的情境下通過自主探索、小組協作等學習方式，達到對所學知識意義的主動建構。傳統的電力電子技術實踐教學，學生的自主學習能力沒有得到有效培養。因此，探索新的實踐教學方法具有十分重要的意義?！把h互輔”即老師分項目分別輔導N個學生，然后由學生分項目相互循環輔導?！把h互輔”實踐教學方法主要分以下步驟進行：
1)調整優化教學內容，教師在授課前對教學內容要認真篩選，注意課程體系的前后銜接，理論夠用原則，降低理論的難度，以應用為主線，精心選擇N個教學項目。
2)根據學生的興趣特點和基礎，由學生自主選擇自己負責的項目，選擇同一項目的同學為一組，把全班同學分成N組。針對每個項目，教師輔導負責該項目的一組學生。
3)經教師培訓后的項目負責人指導其他同學完成該項目，教師監控各個項目的完成情況，及時解決項目負責人無法解決的問題，保證項目順利進行。實踐教學過程中，教師多采用啟發式進行指導，主要是多引導，多啟發，提出分析問題的方法，指出解決問題的途徑，讓學生通過獨立思考和小組合作，找出解決問題的具體方案，并在實踐中加以檢驗，提高學生分析問題和解決問題的能力。
4)為了保證“循環互輔”實踐教學方法順利進行，需要改革原有的課程考核評價方式，課程評價主體和評價內容應多元化，評價方式應多樣化，可構建“教師評價、學生自評、學生互評”相結合的評價機制。在學生考核評價中，應全面客觀地反映學生的真實情況，重點考核與評價學生的職業技能和職業素質，對學生的學習態度、學習能力、溝通與合作能力、創新精神等進行全面考察。堅持過程性評價和結果性評價相結合，過程性評價是在學生自主學習過程中對學生的學習態度、日常表現等各方面情況進行的評價，結果性評價是學生學習完成后對學生整體技能情況的評價。
1.2“循環互輔”實踐教學方法在電力電子技術課程中的具體應用
下面從教學項目的選取和實踐教學過程的實施兩個方面探討“循環互輔”實踐教學方法在電力電子技術課程中的具體應用。
1)隨著電力電子新器件的不斷涌現以及各種變流電路的不斷發展，電力電子技術課程的教學內容日益增長，在學時有限的情況下，以電力電子技術應用最廣泛的實際案例為載體，設計了以下六個項目作為教學內容：
(1)單相半波整流調光燈電路；
(2)單相橋式全控整流調光燈電路；
(3)單相交流調壓調光燈電路；
(4)同步電機勵磁電源電路；
(5)開關電源電路；
(6)中頻感應加熱電源電路。
2)根據學生的興趣特點和基礎，由學生自主選擇自己負責的項目，選擇同一項目的同學為一組，把全班同學分成6組。以單相半波整流調光燈電路為例，教師負責輔導選擇該項目的7-8個學生。再由這些學生負責指導班上其余同學完成該項目。教師監控各個項目的完成情況，及時糾正錯誤。
3)循環互輔實踐教學方法，不僅要求學生自己學會，還要教會別人。這就要求學生對自己選擇的項目需要進行大量的準備工作。教師利用大學城空間，建設電力電子技術空間資源課程，包括多媒體課件、參考教材、各種變換電路的仿真模型及仿真參數設置實例，實驗指導、各章習題及其學習指導等。學生進入教師空間后，可自主開展學習，通過發表評論在線分享學習心得，通過電力電子技術交流群組與教師、同學進行在線交流?！把h互輔”實踐教學方法在電力電子技術課程中的應用實踐表明：
(1)實踐教學過程中，由于每位同學都得到了充分有效指導，因此故障率、儀器設備損壞率降低了。
(2)該方法最大限度地調動了學生學習的積極性和主動性，發展每一個學生的優勢潛能，有效培養了學生自主學習和分析問題解決問題的能力，取得了較好的教學效果。
2結束語
電力電子技術論文范文4
經過半個多世紀的發展，電力電子技術大大服務了我們的生活，在新能源開發利用、電能質量控制、日常生活等方面發揮了極其重要的作用，電力電子技術主要還是用于電力變換。利用電力電子器件實現工業規模電能變換的技術，有時也稱為功率電子技術。據發達國家預測，今后將有95%的電能要經電力電子技術處理后再使用。從工程中電力系統的發電、變電、輸電和配電等環節到日常生活中的直流電源、電路都離不開電力電子技術，一些新型產品的誕生也離不開電力電子技術的開發利用。隨著電力電子技術及風電技術的發展，電力電子設備已進入風電并網逆變系統并為解決電能質量控制提供了先進的技術手段。
2風電并網逆變系統介紹
由于風能的不確定性，風力發電機發出的電能的電壓、頻率也是時刻變化的。為了不對電網造成污染，風電并入電網必須滿足并網條件，以電網電壓同步信號作為系統輸出電流的跟蹤信號，使輸出電流快速跟蹤電網電壓。為了滿足此并網要求，風力發電機發出的電能需要經過交流-直流-交流的變換并入電網，并網逆變系統通常包括整流、逆變、濾波、輸電等環節。
3電力電子技術在風電并網逆變系統中的應用
3.1在發電機組及其整流環節的應用
早期的交-直-交并網逆變系統采用晶閘管相控整流器，這種系統需要增加無功補償電路，電力電子技術的發展使得PWM整流逐步取代了相控整流，PWM整流器逐步成熟，改善了發電機的功率因數。當前的風電機組已經成為結合了先進的空氣動力學、機械制造、電子技術、微機控制技術的高科技產品，因此風力發電系統中不可或缺的重要組成部分就是高科技的電力電子技術。風力發電的有效功率與風速之間是三次方正比的關系，對機組進行變速運行，可使風力發電獲得最大有效功率，電力電子技術在發電機組的應用，改善了發電環節中發電機的運行特性。此外，對轉子勵磁電流的頻率進行調整，可確保輸出頻率恒定，風力發電機的變速恒頻勵磁技術的核心在于變頻電源。隨著電力電子技術的發展所研制出的開關磁阻發電機應用于風電并網逆變系統中，不再需要增速裝置，而是直接驅動。提高了可靠性，降低了維護量及其費用，減少了組件，集成度也變得越來越高。
3.2在并網逆變系統控制環節的應用
電力電子技術中的大功率開關管、功率器件等的使用促進了并網逆變系統中DSP周圍硬件電路的進一步發展，實現了功率器件驅動電路對IGBT導通和關斷；采用基于DSP的控制系統，實現了信號檢測、鎖相跟蹤、PI調節、SPWM形成等各功能模塊的軟硬件實現，不但滿足了控制電路的要求，還能夠完成并網安全控制和故障保護等實時性、快速性要求很高的控制功能，提高了控制電路的可靠性。特別是一些新技術的開發，讓風電并網逆變系統體積變得越來越小，自動控制能力越來越完善。
3.3在風電輸送及節能方面的應用
我國風能資源豐富，但能源分配不均衡，解決辦法通常是建立電力外送大通道。由于長距離高壓輸電的線路造價低、電能損耗小等特點，通常采用高壓輸電，電力電子技術在高壓輸電方面的的應用不僅降低了設備的資金投入，而且解決了系統穩定性差的問題。此外，電力電子技術在輸電系統的主要應用是柔流輸電技術，這項技術實現了對輸送功率的快速控制，增強了電網的穩定性，降低了電力傳輸的成本，在很大程度上改善了系統的輸電能力。
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電力電子技術論文范文5
當前,電力電子作為節能、節才、自動化、智能化、機電一體化的基礎,正朝著應用技術高頻化、硬件結構模塊化、產品性能綠色化的方向發展。在不遠的將來,電力電子技術將使電源技術更加成熟、經濟、實用,實現高效率和高品質用電相結合。
1.電力電子技術的發展
現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
1.1整流器時代
大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。
1.2逆變器時代
七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。
1.3變頻器時代
進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
2.現代電力電子的應用領域
2.1計算機高效率綠色電源
電力電子技術論文范文6
1.1工程管理技術
在確定供電系統之前，首先要根據供電要求進行負荷分級，一般分為一級負荷、二級負荷和三級負荷。還要為電源提供應急電源，以防不時之需。同的場合用的配電系統也是不同的，所以在配電時要關注配電場合以確保用電安全性。就事故處理而言，對事故發生的原因、漏洞進行分析，防止以后類似事故的發生，要做到絕對不能在一個地方跌倒兩次，一定要寫事故分析報告，對事故發生的細節、過程、起因都進行詳細的記錄，引起事故的相關人員一定要做好檢討工作，為以后不再發生類似的事故而努力。對于供配電管理這項重要的工作，工作人員的專業性是很重要的，所以工作人員要對每天的值班人員、時間、交接班時間、維修檢查時間、人員都做好相關的記錄，例如：交接班日志、工作票、工作票登記簿、低壓配電室巡檢記錄表、低壓配電室運行月度分析報表、高壓配電室巡檢記錄表、高壓配電室巡檢記錄表、高壓配電室運行月度分析報表等等，同時相關人員也要做好自己的本職工作，發生意外的話誰都擔負不起。
1.2設備維護技術
就供配電設備的維護技術而言，在當今科技快速發展的時代，導入生命周期成本概念，執行資產管理的維護管理作業，應從設計、施工階段開始，即審慎周詳地考量營運后的維修問題及成本，將設計、施工、檢查、檢測及維修補強等階段視為不可分割的一貫作業，以達成提高（或維持）結構機能、延長使用壽命及降低維護管理成本的目的。換而言之，維護管理應有新思維，維護管理已不僅是管理者的責任，設計者與施工者均有責任。就檢測新技術而言，應用非破壞性檢測儀器對電力建安企業設施進行安全檢測，不僅可不破壞電力工程企業設施原有的結構安全，更可迅速施作，將營運沖擊減至最低。從現行的安全維護管理流程來看，電力工程企業供配電設施維護管理的實施步驟，一般應從簡易的檢查開始依序實施（遭遇緊急狀況時除外），分為檢查、安全檢測、維修等三階段進行。
2電力工程技術展望
一是電力工程竣工商轉后，如發生運轉問題或異常需停機檢修，必將導致嚴重的發電損失，因此電力工程的工程設計極為著重安全性及可靠性，尤其是水力發電廠位在山區承受諸多不確定風險，工程設計上難免趨向保守，但為避免設計過度保守的批評，未來的規劃設計應朝向精確設計努力并持續改善及吸收新進技術以提升品質。此外，設計仍應加重考慮環境生態、水土保持及景觀美化。
二是電力工程建廠的發包方式近年來雖已有火力電廠整廠及變電站采用統包模式，但一般仍以組件（ComponentBasis）分標方式發包最為普遍，也即所謂的傳統設備標發包方式，因此產生土木、機電及儀控的互相配合與界面整合的需求，例如設計、采購及施工作業時程配合、各標承包范圍及內容的劃分、完整性、功能及品質要求一致性等，常成為計劃能否如期如質完工的關鍵所在。發包方也常傾向由設計顧問負總責，因此除專案管理技術外，編擬技術規范及招標文件也極為重要。此外，依現行區域計劃及土地法、水利法、建筑法、環保法、安全衛生法、采購法及行政程序等法規、品質查核制度的規定及要求下，電力工程設計及監造工作受到多方面的約束，可以說工程設計也要兼有這種、非工程面的技術，才能順利辦理工程設計及建造。
三是為增進能源多元化、改善環境品質及國家可持續發展，再生能源發電的開發利用已成為政府施政的重點策略。我國發電企業除在非抽蓄式水力及垃圾廢棄物焚化發電已累積相當多的工程設計技術外，未來可著重在離岸風力發電技術的加強及提升。此外，海洋溫差發電、潮流發電及波浪發電等也有可能成為未來再生能源發展重點，除再生能源發電及海床輸電的技術外，相關的海岸及海洋工程的設計及施工技術也須配合研發。
