電力電子技術(shù)應(yīng)用精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇電力電子技術(shù)應(yīng)用，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

在現(xiàn)代社會(huì)科技學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的形勢下，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也更加廣泛和深入。諸多新的電子材料、設(shè)備以及技術(shù)的運(yùn)用，有效地推動(dòng)了我國電力事業(yè)的發(fā)展。本文就對于電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的相關(guān)問題進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：

電力電子技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

1引言

作為一個(gè)具有較強(qiáng)專業(yè)性、綜合性和系統(tǒng)性的技術(shù)平臺，電力電子技術(shù)其涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)內(nèi)容。經(jīng)過長時(shí)間的發(fā)展和變化，其被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)當(dāng)中，極大幅度地推動(dòng)了我國電力能源領(lǐng)域的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，電力系統(tǒng)中的電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍和深度也得到了進(jìn)一步的增加。電力電子技術(shù)的應(yīng)用，提高了電力系統(tǒng)的整體工作效率和工作性能。電力電子技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的整個(gè)發(fā)電、配電、輸電已基本檢點(diǎn)的環(huán)節(jié)當(dāng)中，是現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展建設(shè)中的重點(diǎn)內(nèi)容。電力電子技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，可以有效地提高變電控制的整體效果。我國電網(wǎng)建設(shè)工作一直在有條不紊的開展，不斷擴(kuò)大的電網(wǎng)規(guī)模對于變電運(yùn)行管理提出了更高的要求。通過電力電子技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量、高精度、高性能的控制和管理，有效地降低了管理成本和工作難度，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，電力電子技術(shù)的應(yīng)用可以有效地實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，有效地提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行中的容錯(cuò)效果，減少了后期管理維護(hù)的難度和成本，讓電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加可靠。電力電子技術(shù)的應(yīng)用通過結(jié)合先進(jìn)的信息化管理技術(shù)，讓電力系統(tǒng)運(yùn)行中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息可以得到更加全面的收集和處理，通過計(jì)算機(jī)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，為管理決策的制定和計(jì)劃的編制提供科學(xué)的依據(jù)。

2電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

第一，發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用。電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)是一個(gè)較為復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)，其中存在多個(gè)發(fā)電組和相關(guān)設(shè)備，設(shè)備的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，并且整體技術(shù)含量相對較高。相關(guān)技術(shù)人員必須要具有專業(yè)的技術(shù)水平，才能完成相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理與維護(hù)工作。在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)，應(yīng)用電力電子技術(shù)，可以有效地提高整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備工作效率。勵(lì)磁控制是現(xiàn)階段廣為運(yùn)用的發(fā)電機(jī)控制方式，其通過利用品閘管整流電路的方式來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的連接，整個(gè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對簡單，具有較高的可靠性，并且造價(jià)成本也處于一個(gè)可接受的狀態(tài)之下，性能可以有效地滿足相關(guān)技術(shù)需求。而靜止勵(lì)磁的控制方式，則通過對勵(lì)磁機(jī)進(jìn)行改造，去除慣性環(huán)節(jié)，從而達(dá)到提高穩(wěn)定性和運(yùn)行效果的目的。科學(xué)的整改方案，可以更好地結(jié)合電力系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律來實(shí)現(xiàn)控制，讓電氣工作效率得到更好的保障。變速勵(lì)磁控制的方式，主要通過變頻設(shè)備，對于發(fā)電中機(jī)組運(yùn)行速度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)和控制，提高電力功效，讓機(jī)組的變化速率處于一個(gè)自動(dòng)控制的狀態(tài)下，結(jié)合勵(lì)磁設(shè)備的控制，讓整個(gè)功率的輸出更加穩(wěn)定、高效，并最大程度地降低系統(tǒng)的功耗，其被廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電的過程中。在發(fā)電廠發(fā)電設(shè)備中，其發(fā)電設(shè)備的用電量是客觀存在的，并且在整個(gè)設(shè)備的耗電量中占據(jù)著一個(gè)較高的比例。為了實(shí)現(xiàn)對這類能源消耗問題的有效控制，變頻器的出現(xiàn)和應(yīng)用已經(jīng)被廣泛的認(rèn)可和利用。變頻器通過控制，可以對發(fā)電機(jī)機(jī)組的工作頻率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對能源消耗的節(jié)約。在電力電子技術(shù)不斷發(fā)展的形勢下，各類變頻技術(shù)逐漸得到了更加深入的發(fā)展，并為提高發(fā)電系統(tǒng)的工作效率，減少能耗提供了巨大的幫助。第二，輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的趨勢下，電力電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使得越來越多的電子器件得到了生產(chǎn)和運(yùn)用，為電力系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了更多的平臺和支持。在輸電系統(tǒng)中，電力電子器件的運(yùn)用，有效地對于電網(wǎng)穩(wěn)定性進(jìn)行了保障，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，讓電網(wǎng)運(yùn)行發(fā)展更加安全、可靠。在當(dāng)前電力系統(tǒng)的輸電環(huán)節(jié)中，直流與輕型直流輸電是較為常見的兩種方式。這種輸電方式可以有效地提高輸電的容量，并且可以靈活地進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，輸電過程較為穩(wěn)定，并且實(shí)現(xiàn)了對長距離電力傳輸帶支持和供應(yīng)。針對于不同的電力輸送需求，可以采取不同的輸電方式，讓直流輸電技術(shù)的優(yōu)勢得到最大限度的發(fā)揮。隨著技術(shù)的進(jìn)步，柔流輸電技術(shù)也逐漸受到了關(guān)注和應(yīng)用。柔流輸電技術(shù)融合了微電子、微處理、電力電子技術(shù)、控制技術(shù)以及通信技術(shù)等多方面的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對交流輸電的靈活控制，讓交流電網(wǎng)的穩(wěn)定性得到了很好的保障，并有效地降低了輸電成本。柔流輸電技術(shù)通過為電網(wǎng)提供無功功率和感應(yīng)，從而達(dá)到提高輸電效率和質(zhì)量的目的。第三，配電環(huán)節(jié)的應(yīng)用。在配電環(huán)節(jié)中，有效地控制是確保電能質(zhì)量的關(guān)鍵。電能質(zhì)量的控制需要在配電過程中對于頻率、諧波、電壓等要求進(jìn)行有效地滿足，并且對干擾和瞬態(tài)波動(dòng)問題的干擾進(jìn)行避免。現(xiàn)階段，電力電子技術(shù)應(yīng)用的過程中，基于DFACTS的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的應(yīng)用，可以有效地對電能質(zhì)量進(jìn)行保證。隨著柔流輸電系統(tǒng)的發(fā)展和成熟，配電質(zhì)量的控制方式得到了豐富和進(jìn)一步的發(fā)展。DFACTS技術(shù)可以被視為縮小版的FACTS設(shè)備技術(shù)，二者工作原理、性能、結(jié)構(gòu)、功能都存在一定的相似性。隨著電力電子器件不斷發(fā)展，市場上電氣設(shè)備出現(xiàn)求過于供的現(xiàn)象，DFACTS設(shè)備市場前景廣闊，市場需求量。DFACTS設(shè)備市場介入相對容易。而且該設(shè)備的成本投入比較少，技術(shù)開發(fā)比較簡單。隨著市場不斷發(fā)展，DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

3結(jié)束語

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，各類新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，電力電子技術(shù)的發(fā)展也逐漸步入了新的階段。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)對新技術(shù)的研究和應(yīng)用，對新技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行充分的發(fā)揮，更好地促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展和完善，提高電力生產(chǎn)效率，為我國電力事業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

作者：李西娟 單位：中煤邯邢技校

參考文獻(xiàn):

[1]張娜.電力電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用探究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(03).

篇2

現(xiàn)代電力電子技術(shù)自上世紀(jì)六十年代開始出現(xiàn)，其發(fā)展勢頭迅猛。這是一項(xiàng)能夠?qū)﹄娔苓M(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換的技術(shù)，在多個(gè)行業(yè)都起到非常重要的作用，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。文中分析了現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢，并進(jìn)一步對現(xiàn)代電力電子技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：

電力電子技術(shù) 發(fā)展趨勢 應(yīng)用

前言

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)不同的階段，整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代，現(xiàn)代電力電子技術(shù)屬于變頻器時(shí)代，同時(shí)又與微電子技術(shù)有效地進(jìn)行了結(jié)合，這不僅使其應(yīng)用范圍十分廣泛，而且在國民經(jīng)濟(jì)中的地位也變得越來越重要。

1現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下，隨著電力電子技術(shù)的不斷革新，其發(fā)展達(dá)到了一個(gè)較高的水平。現(xiàn)代電力電子技術(shù)主要是對電源技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和應(yīng)用，可以說電源技術(shù)的發(fā)展是當(dāng)前電力電子技術(shù)發(fā)展的主要方向。

1.1現(xiàn)代電力電子技術(shù)向模塊化和集成化轉(zhuǎn)變

電源單元和功率器件作為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的重要組成部分，是電子器件智能化的核心所在，其組成器件具有微小性，因此電力電子器件結(jié)構(gòu)也更為緊湊，體積較小，但其能夠與其他不同器件的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行有效綜合，所以其具有顯著的優(yōu)勢。也加快了現(xiàn)代電力電子技術(shù)向模塊化和集成化轉(zhuǎn)變的進(jìn)程，為電力系統(tǒng)使用性能的提升奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.2現(xiàn)代電力電子技術(shù)從低頻向高頻化轉(zhuǎn)變

變壓器供電頻率與變壓器的電容體積、電感呈現(xiàn)反比的關(guān)系，在電力電子器件體積不斷縮小的情況下，現(xiàn)代電力電子技術(shù)必然會(huì)加快向高頻化方向轉(zhuǎn)化。可控制關(guān)斷型電力電子器件的出現(xiàn)即是現(xiàn)代電力電子技術(shù)向高頻轉(zhuǎn)化的重要標(biāo)志。而且隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度的加快，電力電子技術(shù)也必然會(huì)向著更高頻的方向發(fā)展。

1.3現(xiàn)代電力電子技術(shù)向全控化和數(shù)字化轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的電力電子器件在使用過程中存在著一些限制，而且關(guān)斷電器時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一些危險(xiǎn)，自關(guān)斷的全控型器件在市場上出現(xiàn)后，有效地彌補(bǔ)了這些限制和避免了危險(xiǎn)的發(fā)生，這也是現(xiàn)代電力電子技術(shù)變革的重要體現(xiàn)，表明現(xiàn)代電力電子技術(shù)加快了數(shù)字化發(fā)展的進(jìn)程。

1.4現(xiàn)代電力電子技術(shù)向綠色化轉(zhuǎn)變

現(xiàn)代電力電子技術(shù)向綠色化轉(zhuǎn)變主要表現(xiàn)在節(jié)能和電子產(chǎn)品兩個(gè)方面。相比于傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)來講，現(xiàn)代電力電子技術(shù)的節(jié)能性更好，這也實(shí)現(xiàn)了發(fā)電容量的有效節(jié)約，對環(huán)境保護(hù)帶來了較好的效果。一直以來一些電子設(shè)備會(huì)將嚴(yán)重的高次諧波電流入到電網(wǎng)中，給電網(wǎng)帶來較大的污染，導(dǎo)致電網(wǎng)總功率質(zhì)量下降，電網(wǎng)電壓出現(xiàn)不同程序的畸變。到了上世紀(jì)末期，各種有源濾波器和補(bǔ)償器的面世，實(shí)現(xiàn)了對功率參數(shù)的修正，從而為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的綠色化發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

2現(xiàn)代電力電子技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的功能具有多樣性的特點(diǎn)，其在多個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，這也決定了現(xiàn)代電力電子技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)非常重要的地位，有著不可替代的作用。

2.1電源方面

（1）一般電源。現(xiàn)代電力電子技術(shù)在開關(guān)電源和供電電源方面都取得了較大的進(jìn)展，交流電直接由整流器轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡@部分直流電一部分由逆變器轉(zhuǎn)換為交流，然后經(jīng)由轉(zhuǎn)換開關(guān)到達(dá)負(fù)載，而另一部分則直接對蓄電池組進(jìn)行充電。一旦逆變器發(fā)生故障，蓄電池組則作為備用電源開始直接向負(fù)載提供能量。在現(xiàn)在的電力電子器件中普遍采用MOSFET和IGBT作為電源，不僅具有較好的降噪性，而且電源的效率和可靠性也能夠得到有效的保障。（2）專用電源。高頻逆變式焊機(jī)電源和大功率開關(guān)型高壓直流電源是比較典型的兩種應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)的專用電源。高頻逆變式焊機(jī)電源是一種高性能的電源，由于大容量模塊IGBT的普遍使用，使得這種電源有著更加廣闊的應(yīng)用前景，逆變式焊機(jī)電源基本采用的都是交流-直流-交流-直流的轉(zhuǎn)換方法，由于焊機(jī)工作的環(huán)境條件惡劣，所以燃弧、短路等就成為了司空見慣的問題，而采用IGBT組成的PWM相關(guān)控制器，能夠提取和分析參數(shù)和信息，進(jìn)而預(yù)先對系統(tǒng)做出處理和調(diào)整。大功率開關(guān)型高壓直流電源主要應(yīng)用CT機(jī)、靜電除塵等比較大型的設(shè)備上，因?yàn)檫@類設(shè)備電壓比較高，甚至達(dá)到了50-159kV，將市電經(jīng)過整流器整流變?yōu)橹绷鳎缓笈c諧振逆變電路串聯(lián)，逆變?yōu)楦哳l電壓，再升壓，最后整流成為直流高壓。

2.2傳動(dòng)控制及牽引

這主要應(yīng)用在無軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無級變速和控制等等方面，通過將一個(gè)固定的直流電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)可以變化的直流電壓，這樣就能夠使控制更加的平穩(wěn)和快速，而且還可以節(jié)能。

2.3在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

在發(fā)電系統(tǒng)中現(xiàn)代電力電子技術(shù)的應(yīng)用更是廣泛，比如說水力風(fēng)力發(fā)電、用電系統(tǒng)、配電、輸電等等都和現(xiàn)代電力電子技術(shù)有著密切的聯(lián)系。目前的風(fēng)力電力機(jī)組已經(jīng)結(jié)合了機(jī)械制造、空氣動(dòng)力學(xué)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)等等，而現(xiàn)代電力電子技術(shù)就是發(fā)電系統(tǒng)中不可或缺的重要技術(shù)，它對于電能的轉(zhuǎn)換、機(jī)組的控制和改善電能質(zhì)量等都很重要。

2.4在節(jié)能和改造傳統(tǒng)行業(yè)中的應(yīng)用

現(xiàn)代工作的發(fā)展離不開電能的支持，電能是現(xiàn)代工業(yè)的重要?jiǎng)恿湍芰吭搭^。隨著我國工業(yè)用電量不斷增加，用電的不合理及浪費(fèi)現(xiàn)象也日益顯現(xiàn)出來。這就需要有效的降低能源的消耗，提高電能的利用效率，以便于能夠?qū)Ξ?dāng)前能源緊缺的局面起到一定的緩解作用。因此需要充分的發(fā)揮現(xiàn)代電力電子技術(shù)的性能優(yōu)勢，有效的提高現(xiàn)代電力電子技術(shù)的效率，應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，通過工業(yè)控制有效的將電能轉(zhuǎn)換為勞動(dòng)力，建成現(xiàn)代化的智能車庫，從而降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)人力資源的節(jié)約，確保勞動(dòng)生產(chǎn)力的提高，以便于推動(dòng)傳統(tǒng)行業(yè)的改造進(jìn)程。

2.5在家用電器方面的應(yīng)用

現(xiàn)代電力電子技術(shù)在我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用也較為廣泛，當(dāng)前家用電器普遍應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，給我們的日常生活帶來了較大的便利。許多電器都只需要按下按鈕就能進(jìn)行工作，而不需要人們新自動(dòng)手。

3應(yīng)用展望

在今后現(xiàn)代電力電子技術(shù)應(yīng)用過程中，需要重視以下幾個(gè)方面的問題：首先，需要對節(jié)能和環(huán)保給予充分的重視，通過完善控制設(shè)備和設(shè)計(jì)專用的電機(jī)來有效的提高電機(jī)系統(tǒng)的使用性能和效率；其次，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保，則需要使用中高壓直流轉(zhuǎn)電系統(tǒng)，使其實(shí)現(xiàn)低能耗及低污染；最后，需要加快解決電力系統(tǒng)中儲電裝置的設(shè)置問題，需要電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)者從控制技術(shù)等方面來制定切實(shí)可行的解決方案，從而對電能儲備中存在問題進(jìn)行有效解決，更好的推動(dòng)電力系統(tǒng)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

4結(jié)束語

現(xiàn)代電力電子技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，特別是對電網(wǎng)的控制和轉(zhuǎn)換上發(fā)揮著非常重要的作用。通過現(xiàn)代電力電子技術(shù)的應(yīng)用，使大功率電能成為其他高新技術(shù)的重要基礎(chǔ)，這也決定了現(xiàn)代電力電子技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位具有不可替代性，對推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展發(fā)揮著非常重要的作用。

作者：蔣天予 單位：哈爾濱理工大學(xué)榮成校區(qū)電氣工程系

參考文獻(xiàn)

[1]劉增金.電力電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用探究[J].電子世界，2011，9：19+25.

篇3

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng) 開關(guān)電源 不間斷電源

一、電力電子技術(shù)的發(fā)展

1957年美國通用電氣公司研制出了第一個(gè)晶閘管，標(biāo)志著電力電子技術(shù)的誕生。而1958年以集成電路的誕生為標(biāo)志的微電子技術(shù)帶動(dòng)了一系列高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，標(biāo)志著第一次電子技術(shù)革命的開始。現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子器件按照能被控制電路信號所控制的程度分為不可控器件、半控型器件和全控型器件。不可控器件主要指電力二極管、該二極管雖不可控，可因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單，使用方便成本低，仍被廣泛應(yīng)用。半控型器件主要指晶閘管，由它所組成的電路靈活成熟、開關(guān)損耗小、開關(guān)時(shí)間短，在電源、通用逆變器、電機(jī)控制等電路中應(yīng)用廣泛。但驅(qū)動(dòng)電流大、耐浪涌電流能力差、容易受二次擊穿。以電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展為背景，全控型器件是在八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來了，主要有電力晶體管（GTR）、電力場效應(yīng)晶體管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。其特點(diǎn)是集高頻、高壓和大電流于一身，是大型的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件，全控型器件的誕生表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。

二、現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域

（一）電力系統(tǒng)及節(jié)能方面

電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用著非常廣泛和重要，在發(fā)電通過改變設(shè)備的運(yùn)行特性為主要目的；而電子技術(shù)在高壓輸電領(lǐng)域的應(yīng)用，極大的提高了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，被稱為“硅片引起的第”；在配電領(lǐng)域，則通過電力電子裝置來防止電網(wǎng)瞬間停電、瞬間電壓跌落、閃變等，以進(jìn)行電能質(zhì)量控制，加強(qiáng)供電可靠性，改善供電質(zhì)量。同時(shí)還通過減少無功損耗，提高功率指數(shù)，來達(dá)到節(jié)能的目的。在發(fā)達(dá)國家有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上的電力電子變流裝置進(jìn)行處理。通過這種處理可以節(jié)約能源和提高用電設(shè)備的性能。直流輸電在長距離、大容量輸電中有很大的優(yōu)勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都使用晶閘管變流裝置。

（二）交通運(yùn)輸

電子技術(shù)在鐵路運(yùn)輸、船舶、航天、電動(dòng)汽車等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，稱為新興產(chǎn)業(yè)不可缺少的重要技術(shù)。新型環(huán)保綠色電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力電動(dòng)汽車都正在積極的發(fā)展中。汽車是靠汽油引擎的運(yùn)行發(fā)展起來的一種機(jī)械，它排出大量的二氧化碳與其他廢氣，嚴(yán)重污染了環(huán)境。而綠色電動(dòng)汽車的電機(jī)用蓄電池為能源，靠電力電子裝置來進(jìn)行電力變換與驅(qū)動(dòng)控制，其蓄電池的充電也是離不開電力電子技術(shù)的。顯然，未來電動(dòng)汽車大有可能取代燃油汽車。。而在電氣機(jī)車中的直流機(jī)車就是采用整流裝置來供電的，而交流機(jī)車則采用變頻裝置來供電，都離不開電子技術(shù)的應(yīng)用，直流折波器和鐵道車輛、磁懸浮列車中的電力電子技術(shù)更是關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例。船舶、飛機(jī)也需要各種不同要求的電源，所以航海、航空都離不開電力電子技術(shù)。

（三）開關(guān)電源

首先高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)在帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì)的同時(shí)，也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代，計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源，率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)入了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開關(guān)電源。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。高頻開關(guān)電源（也稱為開關(guān)型整流器SMR）通過MOSFET或IGBT的高頻工作，開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年，開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大，單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化，關(guān)鍵技術(shù)是高頻化。由于開關(guān)電源輕、小、薄的特點(diǎn)，其應(yīng)用日益廣泛。現(xiàn)在開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設(shè)備，視聽產(chǎn)品，安防監(jiān)控，LED燈袋，電腦機(jī)箱，數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。

（四）不間斷電源（UPS）

電子技術(shù)帶給計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的還有不間斷電源技術(shù)。所謂不間斷電源（UPS）是指計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流，一部分能量給蓄電池組充電，另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流，經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量，另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速，已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。

三、總結(jié)

90年代以后，電子技術(shù)朝著大功率化、模塊化、變頻化和智能化發(fā)展。電化學(xué)專業(yè)、鐵道電氣車、鋼鐵工業(yè)、電力工業(yè)的迅速發(fā)展給電力電子器件提供了用武之地。通過電子技術(shù)和微電子技術(shù)的結(jié)合，促成了功率集成電路的誕生，最終促使了大量新結(jié)構(gòu)、新材料器件等電子器件的誕生和發(fā)展，給工業(yè)、航天等帶來了極大的幫助和便利，對節(jié)約能源、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。總而言之，電力電子因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。

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【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù)；MATLAB；仿真

作者簡介：趙娟（1982—），女，碩士，講師，主要從事高職院校應(yīng)用電子專業(yè)教育教學(xué)

前言

電力電子技術(shù)是電氣控制等專業(yè)的一門基礎(chǔ)性較強(qiáng)且與生產(chǎn)緊密聯(lián)系的課程，主要研究各種電力電子器件，以及由電力電子器件所構(gòu)成的各種電路或變流裝置，以完成對電能的變換和控制。由于電力電子器件自身的開關(guān)非線性，給電力電子電路的分析帶來一定的復(fù)雜性，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)覺得枯燥，對波形的變化難以理解，在很大程度上影響學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)興趣。根據(jù)目前電力電子技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀，本文介紹了利用MATLA仿真軟件來完成對實(shí)際電路的仿真，實(shí)踐證明，借助這種輔助教學(xué)手段，更好的幫助同學(xué)們對本課程理論知識的理解，同時(shí)有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1MATLAB簡介

MATLAB是一種科學(xué)計(jì)算軟件，SIMULINK是掛接在MATLAB環(huán)境上，以MATLAB的強(qiáng)大計(jì)算功能為基礎(chǔ)，以直觀的模塊框圖進(jìn)行仿真和計(jì)算。在SIMULINK環(huán)境下的電力系統(tǒng)模塊庫(SimPowerSystem)可以方便地進(jìn)行RLC電路、電力電子電路、電機(jī)控制系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的仿真。本文所介紹的電力電子電路的仿真就是在MATLAB／SIMULINK環(huán)境下，主要使用電力系統(tǒng)模塊庫和SIMULINK兩個(gè)模塊庫進(jìn)行。通過電力電子電路的仿真，不僅展示了MATLAB／SIMULINK的強(qiáng)大功能，而且有助于同學(xué)們學(xué)習(xí)仿真的方法和技巧，研究電路的原理和性能。

2仿真實(shí)例

整流電路是電力電子技術(shù)中出現(xiàn)最早的一種變換電路，廣泛應(yīng)用在直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速、電焊、電鍍等場合。本文以晶閘管組成的單相橋式可控整流電路為例說明MATLAB／SIMULINK/SimPowerSystem工具箱的應(yīng)用。單相橋式全控整流電路如圖1所示。電路由交流電源、晶閘管、負(fù)載以及觸發(fā)電路組成。改變晶閘管的控制角可以調(diào)節(jié)輸出直流電壓和電流的大小。

2.1仿真建模

在MATLAB環(huán)境下，點(diǎn)擊圖標(biāo)，點(diǎn)擊菜單File，選擇New，新建一個(gè)空白的仿真平臺，在SimPowerSystem及相關(guān)的模型庫下提取所需的模塊放到仿真窗口，將電路元器件模塊按單相橋式可控整流電路的原理圖連接起來組成仿真電路。

2.2模型參數(shù)設(shè)置

設(shè)置模型參數(shù)是保證仿真準(zhǔn)確和順利的重要一步，雙擊各模塊圖標(biāo)彈出參數(shù)設(shè)置對話框，根據(jù)參數(shù)要求設(shè)置。單相交流電源參數(shù)設(shè)置：幅度220V，頻率50HZ，相位00。四個(gè)晶閘管參數(shù)設(shè)置：使用默認(rèn)值。兩路脈沖參數(shù)設(shè)置：pulse1周期0.02s，初始相位600（對應(yīng)參數(shù)600/3600*0.02s），即0.003s，pulse2與pulse1相位互差1800，，即0.013s。負(fù)載RLC參數(shù)設(shè)置：電阻性負(fù)載時(shí)R為2Ω，L為0H，C為inf；電感性負(fù)載時(shí)R為2，L為0.01H，C為inf.

2.3模型仿真

參數(shù)設(shè)置完后，設(shè)置仿真時(shí)間，開始時(shí)間0，結(jié)束時(shí)間0.1s，選擇ode23tb仿真算法，最大步長設(shè)為1e-3。觀察在交流輸出信號下，觸發(fā)角為600時(shí)的輸出直流電壓和直流電流波形，如圖3、圖4所示。

3結(jié)束語

以上仿真結(jié)果中給出了α＝60°時(shí)帶不出負(fù)載時(shí)輸出直流電壓和電流的波形圖，實(shí)踐證時(shí)，利用MATLAB仿真電力電子電路時(shí)，不需要再重新構(gòu)建仿真模型圖，只要對模塊的參數(shù)稍作修改即可得到在不同的條件下（如控制角不同，負(fù)載不同）所對應(yīng)的輸出波形，操作靈活方便，便于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，是一種較為理想的實(shí)踐教學(xué)軟件。

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篇5

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；變壓器；應(yīng)用

新世紀(jì)電力電子技術(shù)不斷提升，尤其是微電子技術(shù)的革新，使得電力電子技術(shù)的世界日新月異，帶動(dòng)許多關(guān)鍵技術(shù)引領(lǐng)尖端科學(xué)技術(shù)的潮流。電力電子技術(shù)發(fā)展迅猛，應(yīng)用能力廣泛，與其他學(xué)科的交叉應(yīng)用性強(qiáng)，是目前頗具焦點(diǎn)性的一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。

通過半導(dǎo)體器件、計(jì)算機(jī)科技、電路科技、控制智能科技等等平臺構(gòu)成電力電子技術(shù)，通過將近五十年時(shí)間的發(fā)展，其已經(jīng)不斷融入生活、工作的方方面面，在新世紀(jì)中伴隨電力電子技術(shù)新的理論、實(shí)踐應(yīng)用發(fā)展，成為了關(guān)鍵性的技術(shù)。目前，電力電子技術(shù)相關(guān)的研究，在國際上仍處于較為初級的階段，雖然為我們帶來了巨大的便利，但其仍有許許多多方面的理論和實(shí)際應(yīng)用有待人們的開發(fā)與研究，相信在不久的將來，電力電子技術(shù)將成為我們生活中不可或缺的一部分。

本文基于電力電子技術(shù)在變壓器中的應(yīng)用，通過其相關(guān)的理論與原理的闡述，設(shè)計(jì)電力電子變壓器的仿真，致力于提升電力質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)電力電子變壓器的優(yōu)越性。

1 相關(guān)定義與原理

1.1 電力電子變壓器定義

電力電子變壓器，又叫做固態(tài)、柔性變壓器，通過對目前在用的電力電子變壓器進(jìn)行結(jié)構(gòu)研究，可以闡述為電力電子變壓器是一種將帶有電力特性的能量向另一種帶有電力特性的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)變的設(shè)備，而上述的兩種能量具有不同的頻率、相位等等特征。

1.2 電力電子變壓器原理

電力電子變壓器通過兩種不同的功率變換器實(shí)現(xiàn)變頻，屬于交-交式的轉(zhuǎn)化。它的工作原理主要是將一種電壓，經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)換器，變換為另一種交流的電壓，利用高頻電壓進(jìn)行耦合，經(jīng)變換器轉(zhuǎn)換為所需電壓。其可以利用增強(qiáng)變壓器的功率實(shí)現(xiàn)體積的縮小。運(yùn)用目前的電力電子技術(shù)以及合理的工作技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高頻交流電的"制造"，再利用電壓器進(jìn)行電壓的交互，實(shí)現(xiàn)工頻交流電的"制造"，減少、減輕變壓器的體積，如此往返，即為電力電子變壓器的工作原理。

當(dāng)前，因在用的基本所有電力系統(tǒng)相關(guān)器件，耐壓性與輸電系統(tǒng)方面都比較薄弱，因此電力電子變壓器需要在配電領(lǐng)域進(jìn)行一定的技術(shù)開發(fā)，相較于常規(guī)的電力變壓器，配電系統(tǒng)的變壓器其電源兩側(cè)的繞組將固定為一次側(cè)，與高頻電壓器的繞組將固定為二次側(cè)，它們之間由高頻變壓器作為載體進(jìn)行聯(lián)結(jié)，詳見圖1。

圖1 配電用電力電子變壓器基本原理

2 電力電子變壓器電路類型分析

2.1 斬控式電力電子變壓器

1995年，美國電科院首先研制出了電力電子變壓器的斬控式樣機(jī)，它選取了BUCK結(jié)構(gòu)的電路，其簡單實(shí)用，易于調(diào)節(jié)變壓，但缺點(diǎn)是控制性不強(qiáng)，并不含有變頻的功能，還不能進(jìn)行電氣隔離，以及無法對輸入的電流與功率進(jìn)行相關(guān)的抑制作用，所以，該斬控式電力電子變壓器無法在輸配電工作中發(fā)揮交大的作用。

2.2 交-交-交變換電力電子變壓器

M?Kang（美國德州大學(xué)）在1999年，研制出一種新型交-交-交變換電力電子變壓器，其由初、次兩級功率進(jìn)行交互變頻變壓器組成，通過兩種功率的轉(zhuǎn)換，連接功率器件，實(shí)現(xiàn)雙向流動(dòng)電能的作用。其優(yōu)勢為傳送容量增加，體積相對小，缺點(diǎn)為相關(guān)器件繁復(fù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2.3 反激式電力電子變壓器

反激式電力電子變壓器結(jié)構(gòu)簡潔，裝置器件較少，避免了較多的中介環(huán)節(jié)，因此比前面兩種變壓器結(jié)構(gòu)有更大的進(jìn)步。其優(yōu)勢為相關(guān)器件少，電感與電容組成電路，簡化了電能質(zhì)量不足的缺陷。但其開關(guān)反應(yīng)能力偏大，很難在高電壓環(huán)境下使用，還容易因漏感產(chǎn)生交稿的尖峰電壓，對電壓應(yīng)力造成較大的壓力，因此電磁相關(guān)的干擾頗為明顯。

3 電力電子變技術(shù)在變壓器中的仿真應(yīng)用

3.1 電力電子變壓器在改善電能質(zhì)量中的應(yīng)用

電能質(zhì)量在國際上的基本既定為：運(yùn)用電力相關(guān)設(shè)施設(shè)備無法進(jìn)入工作，以及使得其出現(xiàn)問題的電流、電壓或者頻率等等誤差，其基本內(nèi)容以電壓波動(dòng)與閃變、頻率偏移及短時(shí)供電中斷等等內(nèi)容為主，其次還有電壓的偏差、電流波形的畸變以及三相電壓不平衡等等問題，本文主要以前面兩種為主要仿真目標(biāo)進(jìn)行研究。說明其常規(guī)變化與故障隔離等等作用，對電能質(zhì)量進(jìn)行一定的改善。

3.1.1 電壓波動(dòng)與閃變

在電壓波動(dòng)與閃變的問題中，由于電力系統(tǒng)的母線出現(xiàn)非整數(shù)倍的影響，假設(shè)PET一次側(cè)的母線頻率是10Hz，幅值為10%左右的和諧波，使得母線電壓有異常的波動(dòng)，具體的仿真結(jié)果圖如圖2所表示。

（1）PET輸入相電壓 （2）PET輸出相電壓

圖2母線電壓波動(dòng)時(shí)的仿真結(jié)果

從圖2可見，由于實(shí)驗(yàn)中有一定的間諧波影響，使得PET一次側(cè)的母線電壓有較大明顯的波幅，而另外的二次側(cè)電壓未受到一定的影響，還是可以對負(fù)荷提供有效的供電，對母線電壓閃變有交大的影響。

3.1.2 電壓跌落及供電中斷

本文所實(shí)驗(yàn)的仿真條件為0.2s（10周波）的持續(xù)時(shí)間，額定值為40%的跌幅，時(shí)間為0.3s-0.5s左右的跌落時(shí)間，電網(wǎng)電壓跌落供電中斷的特定問題。按照美國電力研究協(xié)會(huì)的報(bào)告指出，電壓跌落幅值一般小于40%，具體的實(shí)驗(yàn)仿真圖詳見圖3，在電網(wǎng)電壓出現(xiàn)跌落的間隙，PET的相關(guān)數(shù)值仍然保持較為未定的狀態(tài)，也就是其輸出電壓并未受到影響，保證一定的輸出。

（1）PET輸入相電壓 （2）PET輸出相電壓

圖3 電網(wǎng)電壓跌落時(shí)仿真結(jié)果

根據(jù)上述的仿真實(shí)驗(yàn)圖可得，電力電子不進(jìn)可以操作電壓器的轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)的隔離等等功能，還能對電能質(zhì)量起到良好的控制作用。如圖3（1）中顯示，電網(wǎng)電壓即使出現(xiàn)一定的閃變、不對稱或者跌落，二次側(cè)的輸出電壓仍然保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，進(jìn)行可靠的供電功能。

3.2 電力電子變壓器進(jìn)行微電網(wǎng)孤島應(yīng)用研究

從上述的研究可得，如電壓短時(shí)供電不足，或者出現(xiàn)一定的跌落，電力電子變壓器的輸出仍然處于穩(wěn)定的狀態(tài)，對于點(diǎn)電能的質(zhì)量也能給予滿足。通過對電能質(zhì)量的影響研究，發(fā)現(xiàn)頻率偏差，將大幅度的影響電能的質(zhì)量，尤其是電網(wǎng)中出現(xiàn)可再生能源的時(shí)候。

近年來，我國對于可再生能源的重視可見一斑，不斷的有新的可再生能源進(jìn)入電網(wǎng)中，另外微電網(wǎng)、發(fā)電等科研技術(shù)廣泛的得到發(fā)展，其在電網(wǎng)出現(xiàn)故障以及電能的質(zhì)量無法達(dá)到用電需求的期間，能夠運(yùn)用孤島方案，持續(xù)不間斷的功能，對供電的安全性和可靠性提供了很大的保證，基本微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖見圖4。

圖4 微電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

由于微電網(wǎng)的容量不大，功率波動(dòng)性大，使得其頻率的控制偏繁復(fù)，尤其是主網(wǎng)和微電網(wǎng)分開以后，其功率的波動(dòng)性就很大，穩(wěn)定性不強(qiáng)，對于頻率要求高、敏感性強(qiáng)的功能負(fù)荷帶來比較嚴(yán)重的影響。

通過對可再生能源的研究，主要的一種能源即為風(fēng)能，通過風(fēng)能發(fā)電，在可再生能源的比例占據(jù)越來越高的比重。其中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)有風(fēng)能和風(fēng)機(jī)相關(guān)理論、異步發(fā)電機(jī)的參數(shù)以及電路設(shè)計(jì)等等問題，風(fēng)力發(fā)電主要包含了雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)、 普通異步發(fā)電機(jī)以及多極同步電機(jī)等等。

作為一種新型的、智能型的變壓器，電力電子變壓器運(yùn)用相關(guān)器件以及高頻交流變壓器進(jìn)行交互，充分展示了不同于傳統(tǒng)型的電力變壓器的工作效用和功能，最大限度的保持了下述三種優(yōu)勢：（1）給予較為穩(wěn)定、安全的二次側(cè)輸出電壓，不受負(fù)荷的影響，輸出電壓可控性強(qiáng)，穩(wěn)定性強(qiáng)；（2）如一次側(cè)電壓有一定的故障、電壓跌落、閃動(dòng)、暫停等問題，也不會(huì)受太大的影響，恒定性強(qiáng)，保障性強(qiáng)；（3）不斷吸收、發(fā)出武功，使得無功率處于電網(wǎng)中有較小的線損，降低成本。

時(shí)代不斷進(jìn)步，社會(huì)不斷發(fā)展，不同的、新型的變壓器層出不窮，要使得電能質(zhì)量有一定的保障、電的負(fù)荷得到保障，尤其的配電系統(tǒng)的質(zhì)量保障，是目前變壓器相關(guān)研究中最為重要的問題。電力電子變壓器在上述問題中均能得到較好的體現(xiàn)，解決了許多以前存在的問題，通過無功補(bǔ)償、APF等等功能進(jìn)行電能質(zhì)量的調(diào)節(jié)。相信不久的將來，電力電子變壓器將更加良好的運(yùn)用于配電系統(tǒng)中，這將在很大程度上幫助調(diào)節(jié)電能質(zhì)量，降低相關(guān)費(fèi)用，取得良好的收益。

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