電力電子技術論文
我國電力電子技術的現(xiàn)狀及應用
摘要：電力電子技術在國民經(jīng)濟與人民日常生活中正發(fā)揮越來越重要的作用。本文通過對電力電子技術的描述,闡述了電力電子技術在我國的發(fā)展現(xiàn)狀;對我國電力電子技術在大氣污染治理、節(jié)能環(huán)保、電力系統(tǒng)及國民生活等等中的應用做了較詳細的研究;對我國電力電子系統(tǒng)的發(fā)展進行了展望,得出電力電子技術不僅是國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,也是未來技術的發(fā)展趨勢之一。
一、電力電子技術概述
1、電力電子技術的含義
電力電子技術是利用電力電子器件對電能進行變換和控制且應用于電力領域的電子技術，它是一門新興學科。電力電子技術功率強大、可供諸如電力系統(tǒng)那樣大的電流以及高電壓場合應用，它與傳統(tǒng)的電子技術相比，其特殊之處是因為它能夠通過大電流和承受高電壓，而且還有在大功率情況下，器件發(fā)熱、運行效率的問題。電力電子技術分為兩個分支：電力電子器件制造技術和交流技術。
2、電力電子技術的地位和作用
電力電子技術至今誕生近50年，特別是近年來更是取得了突飛猛進的發(fā)展，已經(jīng)形成十分完整的科學體系和理論。信息技術的發(fā)展造就了信息時代“弱電控制強電”電力電子技術的實現(xiàn)是人類社會的第二次電子革命。由于將來工業(yè)高度自動化，計算技術、電力電子技術以及自動控制技術將會成為三種最重要的技術。
二、電力電子技術的發(fā)展
1、整流器時代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)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，牽引，和直流傳動三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變?yōu)橹绷麟姟?/p>
2、逆變器時代
世界范圍的能源危機出現(xiàn)在七十年代，由于交流電機變頻調速節(jié)能效果顯著而迅速得到發(fā)展。將直流電逆變?yōu)?-100Hz的交流電是變頻調速的關鍵技術。隨著變頻調速裝置的普及，當時電力電子器件的主角是大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管和門極可關斷晶閘管，類似的應用還包括高壓直流輸出，靜止式無功功率動態(tài)補償?shù)取?/p>
3、變頻器時代
進入八十年代，出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率MOSFET的問世，致使中小功率電源向高頻化發(fā)展，而后又出現(xiàn)了絕緣門極雙極晶體管，又為大中型功率電源向高頻發(fā)展提供了機遇。新型器件的發(fā)展不僅使交流電機變頻調速提高了頻率，使其性能更加完善可靠，而且也使現(xiàn)代電子技術不斷向高頻化發(fā)展，為用電設備提供了重要的技術基礎，那就是高效節(jié)材節(jié)能，實現(xiàn)小型輕量化，機電一體化和智能化。
三、電力電子技術的應用
1、電力拖動
隨著電力電子技術的發(fā)展，交流調速的水平已經(jīng)取得了巨大的進步，在很多應用場合直流調速已經(jīng)逐步被取代，尤其是在大功率應用場合更是顯示出其優(yōu)勢。同時，根據(jù)不同的調速特性要求，開關磁阻調速，無換向器直流調速，內(nèi)饋調速等，也有一些應用的場合。這種技術的產(chǎn)生為交流電機的調速運行奠定了技術基礎。
2、交流輸配電系統(tǒng)(FACTS)
目前，F(xiàn)ACTS已經(jīng)發(fā)展成為有十多類產(chǎn)品的大家族，主要分為兩大類，一類是針對電網(wǎng)的污染而設計的功率因數(shù)校正和諧波治理裝置，另一類是針對高壓直流輸電(HVDC)而設計的直流輸電裝置。濾波裝置的發(fā)展從最早用機械開關投切電感和電容來吸收或者發(fā)出無功，發(fā)展到基于現(xiàn)代電力電子技術為基礎的濾波裝置。
超導技術在近期不斷的發(fā)展，使得電力有源濾波裝置的發(fā)展又進入了一個新的階段。超導就是利用一定工藝制成的材料，在一定的外部條件作用下，使它的電阻值降得很低。因此，為了大大減少電路的損耗，可以利用超導儲能。超導儲能還具備響應快，聯(lián)系方便，可隨意控制有功和無功等優(yōu)點。
對于大容量遠距離輸電來說HVDC技術具有很強的經(jīng)濟性，并具備交流輸電所沒有的優(yōu)越性。經(jīng)過多年的改革及發(fā)展，雖然我國的電網(wǎng)建設已經(jīng)比較成熟，但是類似三峽這樣一些大的發(fā)電站的建成并逐漸投產(chǎn)，對我國的電網(wǎng)輸電能力及輸電安全性還是新的挑戰(zhàn)，直流輸電以它優(yōu)越的特性在三峽向華東電網(wǎng)輸電的任務中發(fā)揮了重大作用。
3、應用電源系統(tǒng)
應用電源系統(tǒng)主要指的是直流電源，電焊機，脈沖電源，UPS電源，穩(wěn)壓電源等等。這些應用也是電力市場的主要用戶之一。開關電源技術隨著電力電子技術的發(fā)展也得到了促進和發(fā)展。其高頻化工作的特點也帶來了很多優(yōu)點，如：隔離變壓器小型化，開關噪聲高頻化等，使得開關電源的體積，重量，噪聲等大大減少。同時，軟開關技術的發(fā)展，帶有源濾波整流器的發(fā)展，以及N+1冗余的設計思想，都使得應用電源的發(fā)展水平不斷提升。
4、分布電力能源
近年來，小水力，風力，太陽能等再生能源得到了越來越廣泛地開發(fā)和利用。然而，要能夠使這些分布散，功率小，電壓等級多樣的電站并網(wǎng)運行，就使得電力電子技術的并網(wǎng)研究就顯得十分重要。目前雖然國內(nèi)外已經(jīng)有很多學者在從事這方面的工作，但是發(fā)展的水平還相對比較低。
四、電力電子技術發(fā)展前景
1、標準化。
根據(jù)情況，從業(yè)者在不斷完善行業(yè)標準，并且在產(chǎn)品研制過程中嚴格貫徹執(zhí)行相關的標準。
2、大容量化。
高壓和大電流的產(chǎn)品市場需求量比較大，但是由于電力電子器件發(fā)展水平的限制，這方面的進展還很不理想。
3、高性能化。
電力電子技術的發(fā)展雖然比較迅速，并且在許多領域都開始大規(guī)模的應用和推廣，但是在控制性能的改善上還需要作大量的研究工作。
4、高可靠性。
安全問題歷來就是電力系統(tǒng)一個很值得重視的問題，如果電力電子設備本身就不可靠，那么很可能在實際應用中會給電力系統(tǒng)的安全運行帶來隱患。
5、無污染化。
目前，電力電子設備對電網(wǎng)的污染已經(jīng)成了公認的問題。由于電力電子設備發(fā)展的落后性，致使很多設備產(chǎn)生的污染，需要別的設備去進行治理，這屬于被動型的，因此，主動型(自身治理自身)的發(fā)展也成為了一個趨勢。
【電力電子技術論文】相關文章：
電力電子技術教與學論文07-04
電力電子技術的發(fā)展及應用論文07-04
Matlab電力電子技術應用論文07-04
風力發(fā)電中電力電子技術的應用論文07-04
小議電力電子技術發(fā)展趨勢論文07-03
談電力電子技術中電氣控制應用論文07-04