電力電子技術(shù)論文2篇

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第一篇：電力電子技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用

一、電力電子技術(shù)的應(yīng)用

1.1一般工業(yè)

工業(yè)生產(chǎn)中，一般都會(huì)使用到各種交流電動(dòng)機(jī)，這些動(dòng)力設(shè)備性能比較好，在，可以提供直流斬波電源，或者提供可控整流電源。但是提供的主體是電力電子裝備。眾所周知，交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)是整個(gè)電氣節(jié)能最關(guān)鍵之技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的大型機(jī)器而言，使用的是電力電子交流節(jié)能技術(shù)，將其作為電力驅(qū)動(dòng)電源，可以節(jié)能電能達(dá)到30%。近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)得以發(fā)展，使得交流電性能得以發(fā)揮出來(lái)，隨著社會(huì)不斷發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，逐漸占據(jù)市場(chǎng)。

1.2在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

當(dāng)電力系統(tǒng)離開(kāi)了電力電子技術(shù)之后，電力現(xiàn)代化建設(shè)將很難實(shí)現(xiàn)。電力系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展中，得到了電力電子技術(shù)支撐，現(xiàn)代化建設(shè)目的得以實(shí)現(xiàn)。高壓輸電是基于發(fā)電廠借助變壓器，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓將其升壓之后再輸出的一種全新方式。高壓直流輸電端位置以及受電端位置，一般都是使用晶閘管變流裝置，這可以避免了大容量以及長(zhǎng)距離輸送導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)損耗問(wèn)題出現(xiàn)，為輸電系統(tǒng)使用奠定技術(shù)基礎(chǔ)，從而為良好輸電提供保障。在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，電力電子裝置還可以被使用于電能質(zhì)量控制，例如，使用于閃變、瞬間停電以及電壓跌落等等電能質(zhì)量控制中，更好的保障供電質(zhì)量。

1.3交通運(yùn)輸

電子電力技術(shù)交通中被廣泛使用，DC／DC變換技術(shù)被大量使用于地鐵、動(dòng)車(chē)以及無(wú)軌電車(chē)中。在使用中，可以更好的控制無(wú)極變速，提升控制質(zhì)量。在使用中，最常表現(xiàn)在于電氣機(jī)車(chē)中的直流機(jī)車(chē)選擇了整流裝置將其作為供電設(shè)備。但是，交流機(jī)車(chē)如果采用了變頻裝置進(jìn)行供電，那么需要借助電力電子裝置做好電力驅(qū)動(dòng)和和電力控制。例如：直流斬波器被廣泛使用于軌道車(chē)輛中，常見(jiàn)的磁懸浮列車(chē)中電力電子技術(shù)使用，這是一項(xiàng)技術(shù)要求較好，關(guān)鍵之技術(shù)使用案例。其中借助電動(dòng)汽車(chē)將其作為蓄電池，提供能源，需要做好電力驅(qū)動(dòng)控制工作。那么使用蓄電池進(jìn)行充電，不能離開(kāi)電源。因此，航海、航空也離不開(kāi)電子技術(shù)。

二、電力電子技術(shù)未來(lái)的發(fā)展

觀看技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中看出，半導(dǎo)體器件使用推動(dòng)了電子技術(shù)得以快速發(fā)展。當(dāng)前晶閘管等電力半導(dǎo)體器件有著重要的角色，尤其是在電力電子技術(shù)使用過(guò)程中。進(jìn)入的到79年代之后，半控型晶閘管使用開(kāi)始有新的改變。之前從低壓的小電流逐漸向高壓大電流方向發(fā)展，而且還研究出大量的電子產(chǎn)品。這些產(chǎn)品被成為電子器件，隨著電子技術(shù)不斷發(fā)展，這些產(chǎn)品被廣泛使用。因此，被稱為第一代電力電子器件，隨著電力電子技術(shù)不斷發(fā)展，該技術(shù)使用范圍不斷擴(kuò)大，將其使用于電子技術(shù)理論研究和半導(dǎo)體制造使用，使得工藝水平逐漸提高。我國(guó)隨后研究出了GTR、GTO、功率MOSFE等等電子器件，這些器件都是全控制型的電子器件，被成為第二代電力電子器件。近年來(lái)，隨著技術(shù)水平不斷發(fā)展，研究出了絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件，逐漸向響應(yīng)快、高頻率方向發(fā)展，這是一個(gè)質(zhì)的飛躍，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要作用，它推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，使得我國(guó)電子自動(dòng)化進(jìn)程邁進(jìn)一部。進(jìn)入90年代之后，電子電力器件發(fā)展更快速，逐漸朝復(fù)雜化、模塊化、智能化、功率集成的方向發(fā)展，以此形成了電力電子技術(shù)的理論研究、器件開(kāi)發(fā)研制、應(yīng)用的高新技術(shù)領(lǐng)域等，在國(guó)際上形成了新的技術(shù)熱門(mén)。目前世界上許多大公司已開(kāi)發(fā)出IPM智能化功率模塊，日本三菱、東芝及美國(guó)的國(guó)際整流器公司已有成熟的產(chǎn)品推出。我國(guó)國(guó)產(chǎn)的電力半導(dǎo)體器件研究水平相對(duì)于西方國(guó)家，我國(guó)的電力電子技術(shù)水平相對(duì)較低，我國(guó)應(yīng)該不斷創(chuàng)新技術(shù)，不斷進(jìn)行研究，提升科研水平，更好的保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)。我國(guó)電力半導(dǎo)體器件如果沒(méi)有跟上社會(huì)發(fā)展步伐，將會(huì)影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。因此，我國(guó)的電力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展任務(wù)艱巨。在未來(lái)發(fā)展中，應(yīng)該進(jìn)一步研究使用新材料，提升器件功率以及溫度范圍，之間降低器件價(jià)格，使得器件被使用的范圍更廣。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成化，當(dāng)獲得更好的集成化之后，才更好保障系統(tǒng)可靠性和安全性。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電力電子技術(shù)是一門(mén)信息、智力、知識(shí)密集型的技術(shù)，對(duì)該技術(shù)掌握對(duì)提升我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有重要作用。從當(dāng)前的發(fā)展前景上看，將半導(dǎo)體器件作為核心技術(shù)的電力電子行業(yè)，在我國(guó)政策支撐下，科研工作深度加深，相信在不久的將來(lái)，該技術(shù)發(fā)展水平會(huì)得以提升，更加推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

作者：蘇潮 單位：廣東明陽(yáng)龍?jiān)措娏﹄娮佑邢薰?/p>

第二篇：電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

一、智能電網(wǎng)對(duì)電力電子技術(shù)的要求

目前,電力電子技術(shù)雖然取得一定的進(jìn)步但是仍然存在諸多的問(wèn)題。例如如何讓它實(shí)現(xiàn)最大的優(yōu)化控制改善電能的質(zhì)量、減小對(duì)電網(wǎng)的污染，這都是需要解決的問(wèn)題。安全使用電力電子器件是另一個(gè)急需解決的問(wèn)題，在安全的前提下才可以實(shí)現(xiàn)其他的應(yīng)用。我國(guó)的電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)雖然相對(duì)穩(wěn)定但是仍存在很多問(wèn)題,需要提高電網(wǎng)建設(shè)的要求和利用先進(jìn)電力電子器件提高電網(wǎng)輸出電能的質(zhì)量。而隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,電力需求量也越來(lái)越大,大電網(wǎng)的建設(shè)必然是今后電力事業(yè)發(fā)展的方向,這也就意味著電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，我國(guó)地理地獄遼闊氣候復(fù)雜，因此電網(wǎng)所面臨的條件很復(fù)雜，這就需要利用先進(jìn)的電力電子技術(shù),采用先進(jìn)的電子裝置來(lái)調(diào)控電力系統(tǒng),以增強(qiáng)電網(wǎng)的構(gòu)架,避免電網(wǎng)故障的擴(kuò)散,并增強(qiáng)電網(wǎng)的故障抵抗和故障恢復(fù)能力，這些問(wèn)題都是可以通過(guò)先進(jìn)電力電子技術(shù)的應(yīng)用得到改善。社會(huì)的進(jìn)步對(duì)電能的需求量變大同時(shí)對(duì)電能的質(zhì)量要求也是越來(lái)越高，輸出電能質(zhì)量如果達(dá)不到要求會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)產(chǎn)生重大影響，帶來(lái)的損失也是不可估量的。先進(jìn)電力電子設(shè)備可以改善電網(wǎng)電能質(zhì)量，大大的提高輸電效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。能源是整個(gè)人類社會(huì)存在與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，更是經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定增長(zhǎng)的根本驅(qū)動(dòng)力。隨著常規(guī)化石能源的不斷消耗以及生態(tài)平衡、環(huán)境污染等能源安全問(wèn)題的日益突出，以清潔無(wú)污染、循環(huán)可再生為特點(diǎn)的太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等新能源的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到世界各國(guó)的高度重視。我國(guó)雖然是當(dāng)今世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，能源資源總量豐富，但是資源分布不均衡，開(kāi)發(fā)利用難度較大，且人均擁有量較低。當(dāng)前正值經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展、能源高消耗時(shí)期，以常規(guī)化石能源為主要能源造成的環(huán)境污染問(wèn)題與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展之間的矛盾較為突出。為了從根本上解決我國(guó)的能源問(wèn)題，滿足經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長(zhǎng)和社會(huì)和諧發(fā)展的需要，必須保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)行能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。一方面要大力提高能源利用效率，另一方面則是加快風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)度。這些新能源的發(fā)對(duì)電力電子器件的要求更高。

二、先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

柔性交流輸電包括SVC和STATCOM，通過(guò)SVC進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾妷狠敵鲋C波大、基波損耗高、占地面積較大，因此，用STATCOM進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償成為電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕椒?。靜止同步補(bǔ)償器（StaticSynchronousCompensator，STATCOM）是柔性交流輸電系統(tǒng)的核心裝置和技術(shù)之一。1976年，美國(guó)人L.Gyugyi第一次提出了它的概念，即利用半導(dǎo)體變流器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)睦碚?。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)無(wú)功功率實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，提高系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，確保系統(tǒng)運(yùn)行安全，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。與傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置相比，STATCOM裝置能夠連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功，輸出諧波小，器件損耗低，運(yùn)行范圍寬，調(diào)節(jié)速度快，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)；其輸出電流在電網(wǎng)電壓低時(shí)不受影響，具有較硬的低壓無(wú)功功率特性；而且接入系統(tǒng)后不會(huì)改變系統(tǒng)阻抗特性引起振蕩。近年來(lái)，世界上有很多學(xué)者都從事STATCOM裝置的研究工作，無(wú)論是裝置容量還是產(chǎn)品性能都有了很大的提高。新型電力電子器件（如：IGBT、GTO、IGCT等）、多重化、多電平和單相橋串聯(lián)等技術(shù)被應(yīng)用到STATCOM裝置中，以提高裝置容量和電壓等級(jí)，并通過(guò)現(xiàn)代控制技術(shù)，提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性，改善裝置輸出諧波。許多先進(jìn)的控制方法，例如遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制、模糊控制、比例積分(PI)控制、微分代數(shù)控制、魯棒性自適應(yīng)控制等被應(yīng)用到STATCOM裝置非線性特性的研究中。在世界上針對(duì)STATCOM裝置的研究工作中，STATCOM裝置的仿真建模及其控制方法研究始終是重點(diǎn)。世界各國(guó)對(duì)STATCOM的研究，STATCOM技術(shù)和應(yīng)用情況都取得了突破性的進(jìn)展?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)、多重化、多電平和單相橋串聯(lián)等技術(shù)使STATCOM工作性能得到很大的提高。再加上先進(jìn)控制方法的加入更提高了STATCOM工作的穩(wěn)定性，使之在電力系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛。關(guān)于STATCOM的研究有很多問(wèn)題，但是最重要的還是它的建模和控制問(wèn)題，這將直接影響著STATCOM的整體性能。國(guó)際上關(guān)于STATCOM的研究由來(lái)已久，日本是最先運(yùn)用STATCOM裝置的國(guó)家，緊接著美國(guó)也在STATCOM的研究上取得成功，并和日本聯(lián)合研制了世界上第一臺(tái)采用GTO進(jìn)行逆變的STATCOM，在1991年投入運(yùn)行取得很好的效果。之后的德國(guó)在1997年也研制出大型的STATCOM裝置并在丹麥的風(fēng)電場(chǎng)投入運(yùn)行。我國(guó)雖然起步晚，但是發(fā)展速度極快，清華大學(xué)在1999年研制出20Mvar的STATCOM裝置，緊接著在2011年我國(guó)南方電網(wǎng)研究出世界上最大容量的STATCOM裝置，并在東莞投入運(yùn)行取得良好的效果。從此我國(guó)成為能夠研制出大容量STATCOM裝置的國(guó)家之一，但是仍有許多不足之處有待改進(jìn)。

三、結(jié)語(yǔ)

在本文里,分析了先進(jìn)電力電子對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的影響，它在電網(wǎng)建設(shè)中的重要性，然后介紹了電網(wǎng)的發(fā)展和電能質(zhì)量的提高對(duì)電力電子器件的要求，最后著重對(duì)STATCOM和SVC的發(fā)展進(jìn)行分析和比較，它們對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償有效的提高了電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

作者：鄭志廣 單位：內(nèi)蒙古烏蘭察布市集寧區(qū)住建局