电力电子技术的定义精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的电力电子技术的定义主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：电力电子技术的定义范文

关键词：电子；技术；应用；发展

中图分类号：F062.9 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 17-0000-01

Modern Power Electronics Technology Application and Prospects Analysis

Liu Jianjun

(Information Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,China)

Abstract:Modern power electronics technology is a high-tech knowledge-based knowledge-intensive technology,power electronics and microelectronics technology with technology has become mainstream.Therefore,its production and life will be like as microelectronics technology plays a transformative role.It will revolutionize the power supply and power system changes.

Keywords:Electronic;Technology;Applications;Development

一、现代电力电子技术

将实现高品质与高效率用电作为目标的现代电力电子技术，采用电力半导体器件、电磁技术、计算机（微处理技术）、综合自动控制技术等进行功率处理，达成电能的传输、获取、变化与利用。采用电力电子半导体器件、电磁技术、计算机（微处理技术）、综合自动控制技术等多学科交叉技术的现代电源技术，是现代电力电子技术的具体应用，在保证高可靠性、高效、高质量的电源的供应中发挥着关键作用。以功率IGBT与MOSFET为代表的、集大电流、高压与高频于一体的功率报道提复合器件，将传统的电力电子技术引入了现代电力电子技术时代中。因为MOSFET、IGBT等新型的电力电子器件具有显著的节能和功能驱动作用，具有先进的性能，所以新型的电力电子器件在绿色电源、电动交通工具、新型家电、感应加热、变频调速以及通信与计算机电源等领域均有着广泛的应用前景。

二、现代电力电子技术的应用

（一）高频开关整流器。具有效率高、重量轻、体积小等特点的高频开关整流器从各种仪器仪表、计算机、电视机等小功率的应用上推广到电力工程直流电源系统、通信基础电源、CT机、X光机和照明等特种电源领域。高频开关电源又可以称之为开关型整流器，其通过IGBT或MOSFET的高频工作，一般将开关频率控制子50~200KHZ的范围之内，进而实现小型化和高效率等目标。目前，高频开关整流器的功率容量一直都在增加，单模块容量从几十瓦、上百瓦快速提升到15KW。德国BENNING公司出产的Tebechop15000系列的整流模块的质量只有39KG，然而容量却已经到达了15KW（48V/225A）。TYCO公司出产的GALAXY系列的整流模块的质量只有30KG，容量却达到了12KV（48V/200A）。

（二）直流-直流（DC/DC）变换器。直流-直流变换器能够将固定的直流电压转换成可变的直流电压，广泛地应用与电动车、无轨电车、地铁列车的无级变速与控制领域，能够实现具有快速响应、加速平稳等性能的控制，并同时达到节约电能的目的。用直流斩波器取代变阻器能够节约20%~30%的电能。直流斩波器不但可以进行调压，还能够显著地消除电网侧谐波电流噪声。在通信电源领域的二次电源直流-直流模块已经商品化，采用高频PWM技术等模块具有5~20W/in3的功率密度，500KHZ左右的开关频率。

（三）不间断电源（UPS）。不间断电源普遍采用了功率IGBT、MOSFET等电力电子器件和脉宽调制技术，能够有效地降低电源的噪声，显著地提高可靠性与效率。DSP技术和微处理技术的实现了远程诊断、远程维护以及不间断电源的智能化管理。近年来，不间断电源的最大容量已经高达800KVA，而且能够利用多机并联的方式，获得超大容量的不间断电源系统。

（四）大功率开关型高压直流电源。大功率开关型高压直流电源的电流能够达到0.5A以上，电压能够达到50KV~159KV，电流能够达到100KV。大功率开关型高压直流电源在医用CT机、医用X光机、水质改良和静电除尘等大型设备上有着广泛的应用。国内研制了静电除尘高压直流电源，将市电转化成直流，将直流电压逆变成高频电压，通过高频变压器进行升压，接着整流成直流高压。通常，在电阻负载的情况下，输出直流电流可达15mA，直流电压能够达到55KV，工作频率是25.6KHZ。

（五）高压直流输电系统。适合于大容量输电、远距离输电、跨海输电、大区交流电网互联的直流输电方式是除了交流输电方式外的另一种有效的输电方式。直流输电需要安装换流桥阀和换交流变压器等主要的换流设备，需要在受电端和送电端建设换流站，以解决交流电和直流电之间的转换问题。在送电端换流站安装使用电力电子装置将交流电转换为直流电，使用直流输电线路将直流电输送到受电端换流站。安装使用电力电子装置在受电端换流站将直流电逆变为交流电。

（六）电力有源滤波器。电力有源滤波器能够对幅值与频率变化的谐波进行补偿的电力电子装置，其基本原理为在补偿对象中进行谐波电流检测，再由补偿装置产生一个和谐波电流极性相反、电流大小相等的补偿电流，使电网电流只含有基波分量。电力有源滤波器在补偿时不受电网阻抗的干扰，已经左键在国内推广使用。

（七）静止无功功率补偿装置（SVC）。目前，国内最有效的无功补偿装置是静止无功补偿装置。静止无功补偿装置一般使用晶闸管控制电抗器加固定电容器的方式，能够进行补偿装置无功功率的连续调节。目前，静止无功补偿装置主要运用与轧机、电弧炉等设备的无功补偿当中，容量能够到达±50VA，能够直接用于10KV、35KV等级的电压母线。

三、现代电力电子技术的发展

近年来，电力电子技术的发展具有以下特点：不断地提高原有的各种类型的电力电子器件的额定参数；电力电子技术进一步结合用用微电子技术，电力电子器件不断地朝着智能化、大容量的方向迅速发展，电力电子技术从全控型器件、半控型器件时代迈入了智能型器件时代。与多种学科相互渗透的电力电子技术创新不断渗透到多种相关的工业领域。电力电子技术和国家基础产业的关系也越来越密切，电力电子技术的发展和创新是可持续发展的重要环节。加强现代电力电子技术的不断创新和应用力度，是推动我国工业领域技术创新，形成高科技产业链的必由之路。

参考文献：

第2篇：电力电子技术的定义范文

关键词：电力电子技术；卓越工程师；教学改革

作者简介：鲁明丽（1974-），女，陕西西安人，常熟理工学院电气与自动化工程学院，讲师。（江苏 常熟 215500）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0103-02

“卓越工程师教育培养计划”（简称卓越计划）是教育部的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。卓越计划的重点是培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力，因此必须研究和探索与之相对应的新的培养体系。课程是培养体系的有机组成部分，其教学内容、教学方法和教学模式影响着卓越计划人才培养的质量。只有将卓越工程师教育培养标准融入到专业课程教学之中，才能保证培养目标的实现。

电力电子技术是使用电力电子器件对电力进行变换和控制的技术，该技术在一般工业、交通运输、电力系统、家用电器、新能源技术以及节能环保等领域得到广泛应用。[1]“电力电子技术”课程作为电气工程、自动化等专业的核心课程，在人才培养方案中占据重要地位。该课程在教学中具有理论复杂、结构多变、波形图较多的特点，近年来围绕“电力电子技术”教学改革提出了一些有效的策略。[2-4]如利用MATLAB软件建模和仿真作为辅助教学，解决了“电力电子技术”课程教学中的一些难点问题，但是由于MATLAB软件是对一些难于理解的内容进行仿真实践，和真正的工程实践还相去甚远，达不到卓越工程师培养目标的要求，该课程教学改革有待进一步深化。针对常熟理工学院（以下简称“我校”）卓越班学生基础扎实、学习态度积极、动手能力强的特点以及卓越工程师培养目标的要求，提出基于教学内容优化、教学手段多样、实验环节创新的“电力电子技术”课程教学新方法，为该课程的教学改革提供一种新思路。

一、教学内容的优化

现代电力电子技术正朝着轻量化、小型化及智能化的方向发展。目前在电力电子技术的应用中，基本以全控型器件MOSFET、IGBT为核心构成各种变流电路，而半控型器件——晶体管组成的应用电路逐步减少。以电力电子技术为核心而设计制造的电力电子装置（如变频器、电力有源滤波器、静止无功补偿装置、新能源发电逆变器、开关电源、和UPS不间断电源等在工业生产的不同领域得到广泛应用）使电力电子技术的应用范围得到很大的延伸。软开关技术在变流电路中已成为电力电子器件降低开关损耗和开关噪声的主要技术，PWM控制技术在变频调速技术中已成为核心控制手段。电力电子技术的这些发展和应用客观上需要对教学内容进行整合和优化。作为一门实用性很强的课程，在“电力电子技术”课程的教学中既要注重理论推导又要加强实际应用。针对卓越工程师培养要求，按照以电力电子器件为基础，以变流技术为核心，以工程应用为目标的原则，对教学内容进行模块化设计，即将课程划分为电力电子器件、AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC和电力电子技术的应用等6个模块，并根据工业生产的发展对相应模块的教学内容和课时做出适度调整。如图1所示，其中电力电子技术应用模块为4种变流电路在工业生产中的常见应用。

在各教学模块中，教学内容应该和新技术、实际应用无缝对接。电力电子器件模块应使学生掌握各种电力电子器件的特性和正确的使用方法，教学的核心内容是各器件的开关特性；全控型器件因其开关时间短、通态电压低、开关损耗小、高频性能好、驱动简单、成本低廉等优点在中小功率交流调速、逆变及斩波等方面取代着晶闸管的地位，故教学中应增加全控型器件学习的课时。压缩晶闸管整流电路、直流-直流变流电路、交流-交流变流电路和逆变电路有关的教学课时，除典型电路及实际应用较多的电路精讲外，其余作为学生自主学习内容。如AC/DC模块以工程应用较多的单相全控桥和三相全控桥及双反星形大功率整流电路为重点，其余内容可安排学生课后自主学习；增加全控型器件为核心的逆变电路的课时；加大PWM控制技术的教学，它是现代变频调速技术的核心，特别是交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势；增加电力电子技术应用的课时，尤其要增加电源技术的教学。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、变频交流电源，特别是开关电源和UPS电源在现代生活中得到广泛应用，通过这种优化使“电力电子技术”教学内容更加丰富。

在教学实施过程中应注重资源转化，将技术发展动态和科学研究成果介绍给学生，加大课程内容信息量。学生学习的内容不能局限于掌握基本定义和原理，而应面向工程实际问题，注重教学内容的推陈出新。

二、教学模式的多样化

“电力电子技术”课程教学内容的最大特点是结构图、波形图多，因此“电力电子技术”课程多采用板书+多媒体教学手段。对于卓越工程师培养还应以教学效果为目标，以工程实践为主线，进行教学模式的改革。基于“电力电子技术”课程的特点采用以下几种教学模式：课堂教学为主，网络课程平台为辅的教学模式；推进科研成果场景化课堂教学模式；探索式学习模式。下面对几种教学模式进行详细描述。

1.课堂教学为主，网络课程平台为辅的教学模式

我校“电力电子技术”课程已建成网络课程，和课堂教学相辅相成。在课堂教学的基础上利用网络平台可以使教学资源更加丰富，图形、图像、声音、动画、视频等多种媒体组织起来使学生通过全方位的感官接受信息。教学内容不再是从易到难从前到后的线形模式，而是以超链接的方式呈现信息，学生可以根据自身的知识掌握程度、知识背景、知识结构等自由选择学习内容，从而获得最佳学习方式。课程具有开放性和交互性，交互既可是同步的也可是异步的，可以克服时间、地域等差异达到资源共享。网络教学的优势就在于能够实现教学时间和地点随意性，同时又能够保证师生交互的高效性、开放性以及大量教学资源的共享性。[5]网络课程不是简单呈现“电力电子技术”教学内容，而是为学生提供丰富学习资料，也是学生和老师之间学习和交流的平台和媒介，是课堂教学的有益补充。

2.推进科研成果场景化的课堂教学模式

重视学生科研能力培养教育，是现代高等教育发展的趋向，理工科大学生的培养已从知识型向素质型转化，着重培养学生的学习能力、动手能力和综合解决问题的能力。[6]因此把工程案例和教师的科研项目引进课堂教学中是非常有必要的。

推进科研成果场景化的课堂教学法分为两个方面：一是对于重点章节把一些典型工程案例引入到课程教学中，从企业工程师的角度介绍如何完成一个工程项目，包括项目背景、设计要求、详细方案、技术线路、现场调试过程、验收标准以及整个项目的管理办法等。二是把教师的科研成果作为工程案例引入课堂教学。例如我校教师完成的科研项目“浮标光伏锂电供电系统关键技术研究”属于新能源技术类项目，可在课堂上从项目申报、项目实施、项目关键技术的解决、项目验收等方面进行讲解。在整个教学过程中，通过科研项目的引导将整个“电力电子技术”课程中学过的章节串联起来，将学过的知识点通过项目得到应用，从而达到了学习目的。

通过这两种途径，让学生系统地了解作为工程师是如何完成一个工程项目的，如何解决项目实施过程中面临的难题以及项目组成员之间的协作。

3.探索式学习模式

为了改变传统学生被动学习的模式，对教学内容中的某些重要环节采取大作业、专题研究报告、文献综述报告、研究性实验报告为载体的探索式学习模式。针对教学内容可以设计很多的环节，让学生参与其中。例如为了让学生了解电力电子技术发展前沿动态，可在开课初安排学生阅读大量文献后撰写文献综述报告；对于在逆变电路中大量使用的PWM控制技术，可让学生结合交直流调速系统进行研究做出专题研究报告；对于学生利用电力电子及电力传动实验室设备开发出的新实验项目可完成研究性实验报告等。这样在电力电子技术学习的过程中既有老师的教，又有学生主动参与的学，可通过网络课程平台不受时间和地域的限制进行交流。

三、实践教学的创新

“电力电子技术”是实践性很强的课程，而实践教学对加强学生的实践能力、综合能力的培养十分重要。卓越工程师的培养注重的是学生工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力，因此在“电力电子技术”课程实验教学中需要增开综合性、创新性试验。

综合性实验是指学生在具备一定基础知识和基本操作技能的基础上运用一门课程或多门课程的综合知识对学生综合实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合型实验，其目的在于锻炼学生对知识综合应用的能力，培养学生分析和解决复杂问题的能力。例如针对卓越工程师的培养设计了综合性实验项目“晶闸管直流电动机调速系统”，该实验综合应用了“电机与拖动”、“电力电子技术”、“运动控制系统”等多门课程的知识点，原理图如图2所示。在完成直流电机调速的实验过程中既要用到电力电子技术中晶闸管整流电路的知识，又用到了电机与拖动及运动控制系统中调压调速的知识，该实验进一步拓展可构成一个单闭环直流调速系统，对该系统可以进行静特性的研究等。该实验项目既具有综合性又具有开放性，学生在完成基本实验内容的基础上，可根据对课程群知识掌握的程度，进一步对其扩展，综合更多的内容到实验中来。

学生创新能力的培养可利用电力电子及电力传动实验室设备增加开关电源、逆变器等电力电子装置的设计、安装、调试等实践环节。围绕电力电子课程实践教学环节和毕业设计内容建设一些能自主搭建电力电子元件的实验箱或实验台，学生使用这些实验箱（或台）能自己搭电路、自己调试来完成电力电子技术及电力传动方向的课程设计、毕业设计。

另外学生每年都会参加各类竞赛，可把学生的创新成果推广到实践教学环节。如全国大学生电子竞赛的参赛作品可纳入实践环节，用竞赛项目来促进教学，激发学生对本门课程的兴趣。

四、结束语

卓越工程师培养计划以培养面向工业界、面向世界、面向未来、创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才为目标。本文在此基础上，以学生的实践能力、创新能力为核心，分别从教学内容优化、教学方法多样性、实践环节创新等三个方面对“电力电子技术”课程教学进行了探索和实践。实践表明，采用这些方法能够激发学生自主学习的能力，提高学生分析问题、解决问题的能力以及实践动手能力，为培养高质量工程技术人才奠定良好的基础。

参考文献：

[1]王兆安，刘进军.电力电子技术（第5版）[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]姜伟，莫岳平.“电力电子技术”课程教学模式研究[J].电气电子教学学报，2013，35（1）：44-46.

[3]张伟，王魁.“电力电子技术”课程教学研究[J].中国电力教育，

2013，（11）：41-42.

[4]陈宏.基于Matlab的电力电子技术课程的教学探索[J].实验室科学，2013，16（1）：54-57.

[5]沈菊红.关于多元统计分析课程教学的几点思考[J].学科教学，

第3篇：电力电子技术的定义范文

【关键词】大容量；电力电子；应用系统；关键问题；综述

当然现在随着风力发电、太阳能发电等清洁能源的并网调速、电能质量的控制等，都会将原来在不易发觉的问题显露出来。

一、应系统作用

1.首先就是节约，作为大容量电力，电力输送是比较关键的环节，电力电子应用系统就是针对电力输送来将低压变为高压输送到应用场合再变为低压，便于使用，这个控制过程就是一个完整的应用系统，比如我们看到的高铁等电力牵引、冶炼厂使用的扎机、工业窑炉等等；

2.更有效的对大容量设备的使用得到更有效果的控制；

3.传统产业、机电一体化产业改造对大容量电能质量的需求；

4.适应高频化和变频技术的发展实现最佳工作效率；

5.智能化的进展将人从危险、繁琐的工作中解放出来。

二、大容量电力电子应用热点

目前我国基于大容量电力电子技术的应用热点有电气节能、风力、太阳能等新能源发电、高铁电力牵引机车以及智能电网四个方面。

1.电气节能

节能是一个永久的话题，特别是现在能源短缺的现在，这也是经济发展必然面对的一个主要问题。电动机是电能最大的消费载体，也是节约电能最具潜力的选手。我国电动机年耗电量高达12000亿千瓦时达到全国工业用电量的60%以上，这些电动机如果采用变频就象格力格力空调一晚只需一度电的话，我们就可以节省大约30%的电能，这是一个不小的数字，也就是可以节约上千亿的电费。无论是风机还是水泵，都是需要电机来带动的，如果我们使用变频技术，控制好电机在需要高速的时候就高速运行，在需要低速的时候就低速运行，这就是需要对原有的系统进行智能化控制改造。也就是需要对原有设备需要增加变频器，而这个变频器就是做关键的设备，当然降低成本和提高可靠性将是一个关键的问题。

2.新能源发电

目前主要应用更多的可再生能源，风能、太阳能、地热能、生物质能和燃料电池，电力电子变换技术的新能源为电能转换和调整，以达到最大限度的利用和正确的匹配或负载和电网。新能源发电的电力电子技术应用特点：随机性的能源供应，风能、太阳能随天气情况有很大的变化，电网电力需求高，电网侧需求输入功率波动很小，更高的电能质量。和我国的现状[2]：网格转换器与进口产品为主，一般操作经验是不够的，国内生产仍处于摸索前进。主要的问题仍然是降低设备的可靠性，功能和性能仍不能满足要求，没有一个统一的标准。

（1）大容量发展是一个趋势，风机机组容量已经达到5兆瓦的发电系统，并发展到更大的容量，光伏（pv）电网发电系统也开始兆瓦的方向发展。

（2）直接变换使用也就是直驱式或混合驱动式系统方向发展。

（3）主要反映在效率高、可靠性高、适应的低压电网通过和岛保护需求。

3.电力牵引

高铁的机头就是电力牵引主要是应用电力电子变换和控制技术，这是影响着世界交通的发展。2008年底，国家发展和改革委员会，启动经济振兴计划的刺激国内需求，这是高速列车的主要部分，地铁、城际列车等电力牵引的发展项目，我们的高铁现在的覆盖覆盖能力已经达到了主要城市，新能源汽车将是一个纯电动汽车和混合动力汽车、以及普通混合动力汽车已经在国内的合肥等城市进行试点。电动汽车作为美国国家战略的重要组成部分明年将实现100万辆电动汽车目标，我国目前使用的电力牵引电力电子变换器仍是主要进口，国内产品也迅速增加，但动态性能差等一些问题，可靠性仍需要进一步提高电力电子技术在电力牵引的主要发展方向，包括：

（1）提高电力电子变换器的效率和功率密度的设备，主要开发集成技术和冷却技术；

（2）精确控制的实现，应用高性能的闭环控制，针对低速和高速度的矢量控制和直接转矩控制一直是一个热门的研究课题；

（3）以确保运行可靠，使用冗余控制和综合能源管理技术等等。

4.智能电网

智能电网已经成为我国正在建设的特高压电网和深化电力体制改革的一个新的方向。特高压输电是我国电网的一大特点，它具有传输距离长、低损耗、低成本的传播特征，是一种理想的传输模式。自从第一个1kkv交流特高压输电示范工程完工以来，（陕西晋东南-南阳荆门特高压工程），已经在云南、广东、向家坝、上海等地也相继建设完成了800kv特高压直流输工程。国家电网计划到2020年特高压输电建设投资将达到一亿元人民币。使用和将使用大量基于大容量电力电子技术，电力设备，其中包括固态变压器、固态断路器，以及均匀流控制器，静态无功补偿器，动态电压调节器等电力电子设备，这些主电路结构及其控制仍然是包括固态变压器、固态断路器、静态无功补偿器、动态电压调节器、静态同步补偿器等电力设备的瓶颈问题。

三、主要关键技术

关键技术仍只不过硬件（设备）、方法（拓扑）和控制技术的三个元素。

1.硬件、电力半导体器件的发展

大容量电力电子变换的高电压大电流系统需求，提出了高功率半导体器件的需求。和大部分时间，设备的好坏往往决定了系统的性能和可靠性。主要的问题是困难的过程，收益率低，电流容量低，最大电流不超过20A。最近，人们越来越重视氮化镓（GaN）设备的发展。因为它的特点类似于原文如此，类似于硅过程和生产过程。

2.PWM控制方法的应用

传统的PWM控制技术可用于大容量多电平转换电路，因为每个不同的多电平变换器拓扑的特点，因此PWM控制的目标更重要的是，有很高的性能指标。

四、存在的主要问题

（1）仍然没有完全掌握足够的半导体开关器件的特性；

（2）主电路的设计仍然处于理想化和经验化，没有和实际情况进行很好的协调配合；

（3）设备和装置的电磁暂态过程描述不清楚；

（4）设备和设备失效机理还不清楚。

急需解决的问题主要是：

（1）自适应设备的模型；

（2）安全工作区域的定义；

（3）多个时间尺度的过程的理解；

（4）能源控制仍然是一个关键问题。

五、结语

随着中国梦的实践，大容量电力电子技术必将向高功率密度、高效率、高性能的方向发展。高压特高压大容量电力电子技术必将在我国行业特别是电力驱动显示节能、高效的优点。它与计算机、通信技术和信息产业，具有广阔的市场和发展前景。与此同时，我国必须注意研究高压大容量电力电子技术，实现自主创新，建立与世界先进水平的电力电子行业。

参考文献

[1]辛克伟，周宗祥，卢国良.国内外电动汽车发展及前景预测[J].电力需求侧管理，2008，10（1）：75-77.

[2]赵兴勇，张秀彬.特高压输电技术在我国的实施及展望[J].能源技术，2007，28（1）：52-56.

[3]林宇锋，钟金，吴复立.智能电网技术体系探讨[J].电网技术，2009，33（12）：8-12.

[4]钱照明，张军明，吕征宇，等.我国电力电子与电力传动面临的挑战与机遇[J].电工技术学报，2004，19（8）：10-22.

第4篇：电力电子技术的定义范文

关键词：电力系统；电气自动化；技术

中图分类号：C35文献标识码： A

随着我国经济的飞速发展，科学技术的不断进步，电气自动化在我国已取得了较大的发展与进步，特别是近年来各种新型电力电子器件、计算机以及网络通信技术的应用，使得我国的电气自动化水平不断提高。从电气自动化的发展历程来看，电力系统中电气自动化在我国发展已有50余年的历史。虽然其引入我国的时间并不短，但是以前在电力系统中并没有得到良好的发展，因此与发达国家相比我国电气自动化的综合水平有一定的差距。不过近些年，随着我国经济的不断发展，科学技术的不断进步以及电气自动化逐渐突显出的巨大的应用优势，其在电力系统中的发展已开始步入一个全新的历史阶段。在电气自动化不断创新和完善的过程中，其优势具体表现为广泛的适用性以及宽阔的专业性。

1 我国电气自动化的现状

我国电气自动化的历史可以追溯到建国初始，由于受当时经济实力及科技水平的限制，电气自动化在我国并没有获得很好的发展。但是随着我国经济的不断腾飞、科学技术的改革创新，我国电气自动化应用越来越广。特别是IEC61131的颁布、OPC技术的出现以及计算机和多媒体技术的广泛应用，更是使电子自动化在我国电力系统中有了极大的发展。

1.1 电气自动化系统维护简易

从当前电气自动化的系统构成来看，还是以Windows NT、Internet Explore为主要的技术支撑，在电气自动化的发展过程中这些技术形成了标准的操作规范和执行语言，建立了标准的平台。而随着科技的不断进步，电气自动化系统的操作界面也日趋完善，使其更易于被企事业单位接受，从而使其得到了更广泛的应用，并且也极大的方便了自动化系统的维护。

1.2 分布式控制应用

分布式控制系统又称为分散控制系统，其由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统 。由于在电气自动化系统要实现对各个运行组成部分的有效调控和管理，而且还要处理好线路与设备、设备与设备之间的关系，因此分布式控制系统在电气自动化系统中得到了很好的应用。

1.3 IEC 61131标准使编程接口标准化

在IEC61131标准颁布以前，由于各个生产厂商执行的标准不同，导致电气自动化系统元器件市场较为混乱，可能各种元器件的型号、使用功能甚至定义方式都有着相当大的差别，这样就使设备不能很好的组合应用和进行统一管理。而在IEC61131标准出现后，使得各种元器件可以更好的组合应用，提升了其使用的效率。

2 电气自动化技术新发展

2.1 变换器电路从低频向高频方向发展

随着电力电子技术的快速发展，极大地加快了电力电子元件更新换代的速度，因此变换器电路也随之变化。由于普通晶闸管有交流变频的特点，因此以前在使用普通晶闸管时，电力系统中直流电路的运行总是处在交-直-交交替变换的状态。然而随着电力电子技术的发展，出现了第二代电力电子器件，其中PWM变换器逐渐取代了普通晶闸管，从而使电力系统的功率因素有了显著的提升以及有效的解决了电动机在低频区出现的转矩脉动现象，但是也随之带来了较大的震动噪音。

一段时期内，这一问题困扰着大量相关的技术人员，直到美国威斯康星大学Divan教授研发出直流环逆变器，才有效的解决了这一难题。直流环逆变器实现了电子器件功能的灵活转换，使其能在零电流或者是零电压的条件下进行转换，并且它完全消除了开关损耗。因此使系统运行成本得以降低，同时也减小了逆变器尺寸，有效的提升了逆变器的集成化程度。

2.2 全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管

在20世纪50年代末出现了以晶闸管为代表的第一代电力电子器件，这种半控型器件标志着自动化控制进入了一个新的时代。然而随着电力电子技术的发展，逐渐的出现一系列的全控型电力电子器件，典型的代表是：GTO、GTR、MOSTEFT，这些电子器件的出现标志着电力电子器件进入第二代。而IGBT的出现则是电力电子器件跨入了第三代。由于这些电子器件的额定电流、电压以及开关时间不同，所以它们的适用范围也不尽相同。

GTO（Gate-Turn-Off Thyristor）是可关断晶闸管的简称，又称门控晶闸管。其主要特点为：当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断；但由于其关断的增益较低，所以GTO的主要缺陷是：需要一个大功率的关断驱动电路。

GTR（Giant Transistor）是电力晶体管的简称，其是一种双极型大功率高反压晶体管，由于其功率非常大，所以它又被称作为巨型晶体管。由于其过流能力较低、热容量小，而且安全工作区以及二次击穿现象受到外界影响较大，所以根据不同的特性需要配备相应的驱动电路和保护电路。

P-MOSTEFT是电力场效应晶体管的简称，其是用栅极电压来控制漏极电流，它的显著特点是驱动电路简单，驱动功率小，开关速度快，工作频率高。但是其电流容量小，耐压低，通态电压会随着额定电压的增加而急剧的增加

2.3 交流调速控制理论日渐成熟

矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。

2.4 智能保护与综合自动化技术

根据电气自动化的需要，我国从事该方向的研究人员加大了对电力系统继电保护新理论的研究力度，并结合我国实际情况将国内外最新的技术和理论应用于电力系统继电保护装置中，例如：人工智能、综合自动控制理论、模糊理论、自适应理论以及网络通信、微机技术等。从而使新型保护装置进入了智能化时代，也极大地提高了电力系统的安全性和可靠性。同时，我国科技工作者结合我国实情对自动化系统也进行了多年的研究，其中研制的分层分布式综合自动化装置能够适用于我国35～500kV的各种电压等级的变电站。

2.5 电力系统自动化实时仿真系统

在软件仿真方面，研究人员则对电力系统实时仿真建模以及电力系统负荷动态特性监测等进行了深入的研究分析，并且还引进了加拿大TEQSIM公司研发的电力系统数字模拟实时仿真系统，从而建成了我国具备混合实时仿真环境能力的实验室。这套仿真系统可以模拟进行电力系统在不同环境下的稳态和暂态实验，为科学研究提供大量的试验数据，同时其还可以与多种不同的控制装置构成闭环系统，从而可以对新装置进行测试，为智能保护、灵活输电系统的研究提供一定的实验条件。

3 我国电气自动化的发展前景

随着第三次科技革命各种新技术的应用，电气自动化开始散发出巨大的活力，并为其带来了广阔的前景，电气自动化不仅可以与新兴的科技成果相结合应用于科技创新的实践中，而且还可以运用于工业生产。另外，伴随我国电网的大力建设，也为其带来了巨大的发展空间。

虽然电气自动化在我国已有50余年的发展历史，但是我国的电力系统综合自动化技术起步却相对较晚，因此在某些技术方面与国外存在着一定的差距。所以在电气自动化应用越来越普遍的今天，我们不仅要学习和借鉴国外的先进技术，而且需要根据我国电力系统的实际情况以及科学技术的发展水平，自主研发出更适用于我国电力系统的综合自动化系统。

4 结 语

随着科学技术的不断进步，电力电子技术也快速发展，从而促进了电气自动化应用的普遍化，也使其越来越广泛并深入的应用于电力系统之中。这些都使得电力系统的运行及管理方式有了极大地改变，各种新技术、新理论在电气自动化中的应用也促进了各专业知识、技术的融合和渗透，而这些反过来又推动着电力系统电气自动化的不断发展和进步。相信随着科技的日新月异，电力系统的科技含量将越来越高。

参考文献：

[1] 张俊.电力系统中电气自动化技术的探索[J].中国新技术新产品，2011，（3）.

第5篇：电力电子技术的定义范文

关键词：电力系统 电气自动化 技术 运用

中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2012)O9-0328-01

1、我国电气自动化的现状

电气自动化方面的研究在建国之初就已经开始，并在日后的发展中不断的完善。尤其是随着计算机技术高速的发展、IEC61131的颁布、OPC技术的出现以及Windows平台和多媒体技术的广泛应用，更是极大的促进了电气自动化技术的快速发展。

1.1电气自动化系统维护简易

现在主流的技术为Windows NT、Internet Explore以及Windows等，以其规范及语言逐渐的成为工业控制中的标准平台。并且随着PC、网络技术实现了具有操作灵活以及易于集成人机界面，使其迅速的普及与企业以及商业的管理中，从而也极大的方便了自动化系统的维修以及使用。

1.2分布式控制应用

在电气系统中，通过使用串联电缆将监视控制、工业计算机以及PLC、智能仪表等设备和现场的总线实现连接，就可以将现场的信息集中到中央控制器。而总线作为一种智能的、穿行的线，具备双向穿守护以及自动化系统的数字式的分支结构，可以实现系统的分布式控制、现场设备的连接以及将I/O模块转变为执行器。

1.3 IEC 61131标准使编程接口标准化

在IEC61131标准出现之前，世界上存在着众多的PLC生产厂家，不同的厂家生产的产品所使用的编程语言以及表达方式不一致，标准的出现避免了纷杂以及奇怪的定义方式，促使结构化的编程方式更为简化，也提升了代码的使用效率以及编程周期。

2、电气自动化技术新发展

2.1变换器电路从低频向高频方向发展

电力电子器件的更新换代直接的导致变频器电路的更形换代。当使用普通的晶闸管时，交流变频动是交—直—交变频器，直流传动的变换器主要是相控整流；当出现了第二代电力电子器件，开始采用PWM变化器，极大的提升了功率因数，有效的解决了电动机在低频区出现的转矩脉动现象，但是随之带来了电机绕组震动噪音。当时为了解决这一问题，通过提升开关频率，使得噪声不在人的听力之内，但同时也产生了电力电子器件在高压下开关损耗增加的问题。直到美国威斯康星大学Divan教授提出了直流环逆变器才有效的解决了这一难题。直流环逆变器通过使电子器件在零电流或者是零电压的条件下转换，使开关损耗降至零。这样即降低成本、减小了逆器尺寸，同时也有效的提升了逆变器的集成化程度。

2.2全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管

在50年代末出现的第一代电子电力器件，即晶闸管，标志着运动控制的新纪元。至今我国还广泛的使用着交流与直流的传动系统。但是随着交变频技术的发展，一系列的全控式器件开始出现，例如GTO、GTR以及P—MOSTEFT等，即第二代电力电子器件。由于这些器件在开关时间以及生产的电流/电压定额不同，从而使其各自有着自身的适用范围。GTO作为一种用门极可关断的高压器件，在应用中的主要缺陷是关断的增益较低，从而就需要一个强大的关断驱动电路。GTR由于安全工作区以及二次击穿现象受到很多参数的影响，并且过流能力低、热容量小，从而需要根据不同的特性设计相应的驱动电路以及保护电路，只是电路复杂。P—MOSTEFT作为一种电压驱动器件，在使用中不要求稳定的驱动电流，相应的关闭时也只需要提供放电电流即可，从而极大的简化了电路。只是其通态电压会随着额定电压的增加而急剧的增加，为制造高压P—MOSTEFT提出了挑战。GBT和MGT作为第三代器件的代表，是一类复合型的电力电子器件，通过将变换器的半桥、双臂甚至全桥组合于一起进行大规模的生产，并在实际得到广泛的应用。然后在复合化以及模块化的基础上研发了功率集成电路，不仅将主回路的器件集成于一起，同时也实现了电流检测、过压保护、驱动电路以及温度自动控制等集成，也可以看作是第四代的电力电子器件。

2.3交流调速控制理论日渐成熟

矢量控制类似于直流电动机原理，通过将定子电流的转矩分量以及磁场分量分别加以控制，省略了复杂的矢量变化、简化了电动模型，加大的简化了控制结构，具有手段直接、转矩响应速度快等特点。此外，新的技术还体现在单片机、集成电路及工业控制计算机的发展以及通用变频器开始大量投入实用等方面。

3、我国电气自动化的发展前景

电气自动化作为最具活力的高科技技术，其广阔的前景主要体现在:首先是电气自动化可以和新兴的科技成果结合，并投入到技术创新的实践中；其次是不断的优化电气自动化的系统结构，建立自动化系统的通用结构、统一平台以及标准的系统程序接口等；最受是将电气自动化运用于工业生产，注重自动化的产业化以及工作人员的专业化。

第6篇：电力电子技术的定义范文

关键词：Saber；电力电子仿真；MAST语言建模；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）23-0015-02

在电力电子仿真课程中，传统的教学方式多以仿真软件所提供的现有环境为基础进行电路的搭建。在实际教学过程中，Saber模型库中的模型是有限的，无法为特定的教学案例提供全部或最新的集成电路模型，因此，有时需要利用MAST语言来完成一定的硬件设计。[1]

MAST语言主要是用来创建模拟、数字或系统模型的，而用MAST语言建模实际上就是用语言的形式描述物理的意义，更确切地说就是要建立一系列的方程，因此用MAST语言建模的核心就是用线性（或非线性）的代数、微分方程（组）来描述对象的特征。它包括电、机械、光和流体等。从上面的定义可以看出，Saber仿真器并不是单纯的一个电路模型仿真器，从理论上讲只要能用MAST语言建立出模型，通过Saber仿真器就能对其进行仿真，这时仿真器实际上要做的工作就是解方程。[2]本文结合单相桥式PWM逆变电路具体教学实例，介绍MAST语言建模在电力电子仿真课程中应用的具体方法。

一、MAST语言建模概述

用MAST语言建模时可以首先建立系统中元件的模型，然后将各个元件按照一定的要求连接起来就构成了完整的系统，因此在这种情况下描述系统模型方程由仿真器自动完成。只要能写出描述对象特征的方程就能用MAST语言建模，因此MAST语言不仅可以建立模拟元件的模型，还可以建立数字元件的模型，对于数字模型是用元件在各离散时刻的离散值来描述的。[3]

在MAST语言中，被Saber仿真器使用的核心单元是模板（template），在创建模型中，模板是分层结构的，所谓分层结构就是在创建模板中可以引用其他模板。这样的结构有几个好处：第一，在创建模板的过程中可以直接调用Saber库中元件模型，这样将大大地减少编写模板的工作量。第二，对于经常使用到的电路结构（该结构中可以包括其他电路结构），可以将其构成一个子模板，而其他模板可以调用这个子模板。第三，可以建立一个顶层模板，在该模板中调用系统中的其他所有模板，它只反映各模板之间的连接及各模板所需要传递的参数，这样在仿真中修改参数就很方便。

在模板命名这个问题上需要注意两点：模板的扩展名必须是.sin，即templatename.sin；模板名必须以字母开头。

一个模板可能有以下的一个或几个部分，也可能包括以下的全部内容：

Unit definitions //单位定义

Connection point definitions //连接点定义

Template header //模板头

Header declarations //头声明

{

local declarations //局部声明

Parameters sections //参数部分

When statements //当语句

Values section //值部分

Control section //控制部分

Equations section //方程部分

}

在编写模板时，没有上面顺序的限制，可以按任意顺序编写，但需特别注意的是，在使用一个变量之前必须首先定义这个变量，被定义量的位置就决定了它是全局的或是局部的变量。如果要在模板中引用文件，可以在任何地方引用文件，但是为了增加程序的可读性，建议学生在编写模板程序时采用上述顺序。另外，如果要调用程序且该文件为全局调用，建议调用句放在header declarations部分，如果该文件为局部调用，建议放在local declarations部分。[4，5]

这里以理想恒流源模型为例对MAST语言的应用进行说明。理想恒流源模型如图1所示。

其MAST语言形式为：

template isource p n= is

electrical p，n

number is=100

{

equations {i（p->n） += is}

}

模板头说明模板名、模板的连接点和使用模板时需要赋值的变量，这个变量必须是在网表中进行赋值。定义模板头的格式为：template template_name connection points = arguments。定义模板头的关键字为template和element template，这两者的区别一个是内部节点可见而另一个是内部节点不可见。template_name是模板名，在通常情况下该模板的文件名和这个模板应该一致；connection points是定义的端点名，而argument则是使用这个模板时需要赋值的变量，这个变量是通过网表来赋值的。模板连接点是一种特殊的数据类型，在Saber中被称为pin类型，它与建立的模板有关。pin类型可以是机械连接点、热连接点、电连接点。由于恒流源中的连接点是电连接点，因此其连接点说明为electrical p，n。作为头说明的另一部分就是对模板参数的说明，它需要说明的是模板参数的类型，即数的类型，在本模板中定义了1个数：number is=100。isource中的方程段是用MAST语言结构体的形式描述恒流源的特征，实际上就是用模板方程来描述器件模拟端口的特征。在恒流源模型中，电流是从p点流进从n点流出，因此在方程段中要描述这一特征，在MAST中描述这一特征用i（p->m）+=is来表示。

假设有一个系统调用了这个恒流源模板isource，在这个系统中这个恒流源的名字为i1，这个恒流源的两端与节点a、b相连，恒流源电流的大小为2，则调用这个模板的语句为：isource.i1 a b=is=2，网表与模板间的对应关系：isource.i1 a b=is=2；template isource p n=is。

上述模型描述的电流从p点流进、n点流出，其电流的大小为is，在使用这个器件时在网表中要对这个值进行赋值。用任何文本编辑器编写上述这段文本后，以文件的扩展名为.sin存盘。通常情况下文件名和模板名要一致，如果文件名和模板名不一致时在使用这个模板的网表中要包含这个文件。

以上仅对MAST语言的一些编程基础进行了说明，学生还需通过实践更深层次了解相关内容。

二、教学实例

从原理角度来说，单相桥式PWM逆变电路其元件的驱动信号都是由正弦信号与三角波信号经过比较器得来的，每一个元件采取独立驱动方式，上下桥臂的互补导通关系由正弦波信号的相位决定，这种仿真模式虽然也能够用分立元件得到理想的结果，但仿真模型相对复杂，分立元件数目较多且元件参数的设置也较为繁琐。为了解决上述问题，在教学过程中将借助MAST语言实现对仿真模型的简化。

将IGBT用理想开关替代，理想开关的驱动信号用MAST语言实现。首先建立驱动器图形符号，该符号共7个管脚，输入引脚分别为采样频率、正弦波信号和三角波信号，输出信号则是4个理想开关的驱动信号。s_f为采样时钟信号输入引脚（Input Port），triangle为三角载波信号输入引脚（Analog Port），sina为正弦调制信号输入引脚（Analog Port），sw1～sw4为驱动信号输出引脚（Output Port），驱动器符号及单相桥式PWM逆变电路仿真模型如图2所示。

MAST语言编写的模型文件如下所示：

encrypted element template control s_f triangle sina sw1 sw2 sw3 sw4

state nu s_f

electrical triangle，sina

state logic_4 sw1，sw2，sw3，sw4

{

state logic_4 sw11 = l4_0，sw21 = l4_0，sw31 = l4_0，sw41 = l4_0

when（event_on（s_f））

{

if（（v（triangle）-v（sina））>0）

{

sw11 = l4_0

sw31 = l4_0

sw21 = l4_1

sw41 = l4_1

}

else if（（v（triangle）-v（sina））

{

sw11 = l4_1

sw31 = l4_1

sw21 = l4_0

sw41 = l4_0

}

#改变开关状态

schedule_event（time，sw1，sw11）

schedule_event（time，sw2，sw21）

schedule_event（time，sw3，sw31）

schedule_event（time，sw4，sw41）

}##when

}

zsmp模块提供了一个周期离散状态信号源，它为其他模块提供了采样时钟信号，这里设置输入时钟频率为20kHz；三角载波信号幅值12V、周期1毫秒；正弦调制信号幅值10V，频率50赫兹。对输入驱动信号、载波信号、调制波信号和输出负载电压、电流进行观测，仿真波形如图3所示。

对比在原理章节中采用分立元件构成的单相桥式PWM逆变电路可知，利用MAST语言编程所实现的驱动控制器也能够产生PWM驱动信号，两种情况的电路输出波形基本一致。同时仿真结果证明，该集成电路模型可以很好地为逆变电路提供驱动信号。

三、结论

通过一学期的教学实践，在电力电子仿真教学过程中引入MAST语言建模，学生对理论知识的理解更加深入，尤其是可使学生从宏观的角度去理解集成电路所实现的功能，使理论与实际更紧密结合，使分析结果可视化，这对提高教师教学质量和学生学习效率有极大的促进作用。

参考文献：

[1]丘东元，眭永明，王雪梅，等.基于Saber的“电力电子技术”仿真教学研究[J].电气电子教学学报，2011，33（2）：81-84.

[2]王红梅，黄华飞，唐春霞.Saber仿真在电力电子技术教学中的应用[J].装备制造技术，2007，（1）：80-82.

[3]秦岭，高宁宇，华亮，等.Saber仿真软件在“电机学”教学中的应用[J].电气电子教学学报，2011，33（1）：64-66.

第7篇：电力电子技术的定义范文

[关键词]电力系统；谐波；电网；污染；综合治理

中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0149-01

概述

90年代以来，电力电子学已经逐渐成为一门新兴交叉边缘科学，与此相对应的现代电力电子技术也得到迅速发展。以计算机技术和功率半导体制造技术为基础和先导，开关器件功率处理能力和切换速度领域正在不断扩大，越来越多的电气用户对采用的电能形态和功率流动的控制与处理提出了新的要求。因此，合理开发利用能源已成为当代世界共同关心的问题。电力电子技术在上述现实需求中正发挥着日益重要的作用。

但是，由于电力电子装置是一种非线性时变拓扑负荷，由其造成的谐波污染对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在的威胁，给周围电气环境带来极大影响，被公认为电网的一大公害。因此，电力系统谐波及治理的研究已经严峻地摆在了电力科技工作者面前。

1、电力系统谐波研究的重要性和必要性

在传统电力系统中正弦波形被畸变的现象早已存在，由于其功率相对不大，因而危害并不明显。可是现代电力系统对电能形态提出了新的要求，具体表现为借助电力电子装置引入功率变换技术，对功率电子的流动进行通断控制，以满足用户对频率、电压、电流、波形及相数的要求。还需注意到，随着超大容量的电力电子装置的使用，现代电力系统正试图将其快速、实时可控性应用于电网的电能输送及运行，正在出现着像动态无功补偿（ASVG，STATCOM）、有源电力滤波（APE）、可控移想装置（TCPA）和统一潮流控制（UPFC）等独具电力领域特色的应用。

概括来讲发展的动力来自巨大的技术经济效益。国内有专家统计，我国目前电能的30%是经过各类功率变换后供用户使用的。但是，作为供电电源与用电设备间的非线性接口电路，在实现功率控制和处理的同时，所有电力电子装置都不可避免地会产生非正弦波形，向电网注入谐波电流，使公共连接点（PCC）的电压波形严重畸变，产生很强的电磁干扰（EMI）。并且随着功率变换装置容量的不断增大、使用数量的迅速上升和控制方式的多样性等，电力电子装置的潜在负作用日益突出。

由于谐波问题逐渐被人们认识和了解，因此对其产生的原因、计算方法的分析、危害与影响的机理、测量与评估标准的制定，以及综合治理的实施等方面的探索也在不断深入。人们发现电力系统谐波作为电工学科的一个分支技术，还广泛渗透和交叉在其它相关学科领域中，是一门新兴的跨学科的学问和尚待加强的重点研究方向。

近年来，全世界科技界普遍关注被称为世界性的两大问题，即能源（节能、合理开发和应用）和环境（意识、改善和环境保护）。

电力工业是一个生产最佳能源产品（电力的生产、输送、分配、转换同时进行）的大系统。如何符合用电负载需求进行有效的能量转换，确已成为当今电力系统日益关注的焦点。而原有的传统的电能形态，在电能的合理有效使用上，受到了很大的约束和限制（甚至浪费）。采用电力电子装置等高技术，在高效使用电能上已越来越多地被人们所认识。例如，充分地开发频率资源，使原来依靠机械传动变换旋转电机转速（低效率）的过程，通过变频调速得以迅速灵活的变化，利用高频开头电路实现的开关直流电源，使所消耗的铁磁材料大为减少，设备尺寸明显减少。然而，电力电子装置的使用，出现的谐波问题反过来又使换流电路的功率因数下降，造成效率降低，与合理有效使用能源相悖。因此，相应的改善措施必然成榱硪恢匾研究课题。

2、谐波的综合治理

对自然界可能出现的各种危险与隐患，科学的处理方法通常是以预防为主，即所谓的防患于未然。而事实上，正像世界上对自然环境污染的治理环境情形一样，对电力系统的滤波危害也出现了“先污染，后治理”的状况。但不管怎么讲，谐波的综合防治已成为电力电子技术中及至电力系统领域周公，不可缺少的重要组成部分和应尽早及时开展的主要研究课题。

关于谐波综合治理中“综合”的内涵，有人认为用范围广泛、普遍推广来描述；也有人认为用集合的、一体化的来表述更实际；笔者认为综合治理的工作应包含以下两方面：

2.1 加强科学化、法制化管理

（1）供电部门从全系统出发，全面规划，采取有力措施不断加强技术临界监督与管理，审核尚待投入负荷的谐波水平，以已投运的谐波顺手负载，要求用户加装滤波装置；

（2）普遍采用具有法规和经济约束的手段，改变先污染后治理的被动局面。例如对电力设备、电子设备的技术规范中应有谐波以含量指标、否则不得出厂和投入电力系统使用。

2.2 采纳有效的技术措施

（1）抑制谐波电流的发生与注入；

（2）改善装置的功率因数与无功功率的补偿；

（3）滤波器最待安装拉杆的合理选择；

（4）电磁干扰的消除与电磁兼容性性；

（5）多种补偿功能一体化处理。

从某种意义上讲，电力谐波防治更主要的是针对供电系统的谐波源共同作用的结果，因此在用户端采服治理时，在公共连接点的谐波指标分配和滤波器安装的具体实施等问题要首先解决。其次，要加强抑制效果的检测和评估，准确的实时临界测形态质量这两方面的实施都会遇到很大困难和障碍。

3、国内外谐波研究工作的动态

3.1 共同关注的研究问题

（1）对换流器谐波源进行广泛深入的研究。如对PWM换流器提出了采用空间矢量泽使斯民产生谐波电量最小化的方法；对于不对称角发的AC/DC揣流器，提出了采用离散小信号模型的分析方法；

（2）在测量技术上提出了在不同谐波情况下，提出了谐波测量精度的方法研制了多通道谐波分析仪和电能质量测量仪等；

（3）在分析与计量技术方面，分析了电网参数变化、模型与原件参数的精度对谐波计算的影响；针对非稳态波形畸变，寻求新的数学方法，如今年发展较快的小波变换等；

（4）在滤波技术上，提出了时域/频域相结合的参数设计和修正方法；对无源与有源混合电路结构，研制了具有综合性能的新型电路线调节器。

3.2 目前更为关注的研究方向

（1）滤波抑措施，对无源与有源滤波混合方式的研究更加广泛和深入。认为混合滤波器可以低治理投资源、改善传统滤波器的技术性能，和未来抑制谐波的应用方向。

（2）电能质量测量和评估方法，对测量评估中涉及到一些电氖参数从新进行定义，继续提出新的测量方法和测量手段。

4、建议

在以下几个方面加强研究：

（1）有源电力滤波器检测算法和控制算法及新理论的研究；

（2）电力系统谐波补偿新型电力线调节器的方式的研究；

（3）有源与无源滤波混合方式补偿的研究；

（4）畸变波形的评估方法，谐波标准规范化和实用化的研究；

（5）各种电力电子装置和非线性负荷谐波特性的研究；

（6）电能测量临界测量方法和仪器；

（7）谐波潮流的计算和滤波器容量及最佳安装位置的设定；

（8）功率因数和波形校正器；

（9）PWM技术在改善波形质量上的作用；

（10）功率半导体材料技术的研究和开发。

第8篇：电力电子技术的定义范文

关键词：电力参数，电力分析仪，电能质量

1、浩然国际花园工程情况

浩然国际花园是上海天浦集团投资，安徽浩然置业有限公司开发的高档花园住宅小区，高品质小区配设有人防、消防、监控的智能化楼宇建筑，为确保小区智能楼宇安全供电，保证小区电能质量，使小区智能楼宇设备安全有效运行，结合工程现状，特作出分析探讨。

电力作为一种广泛使用的能源，对经济运行、提高产品质量和保障居民正常生活有着重要的意义。随着滁州电力市场电网规模扩大，一方面电力电子技术的迅速发展，特别是电炉炼钢、电弧炉、多相可控硅整流广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生畸变，造成电能质量问题的严重恶化；另一方面，由于存在众多基于计算机、微处理器、电力电子装置控制或管理的现代化工业与民用用电设备，这些精细的过程控制更容易受到电力系统扰动的影响。因此，电力信号的实时准确分析并控制就变得十分重要。

2、电力参数测量的发展及研究的意义

电力系统是一个复杂的网络，包括发电设备、输配电线路及保护设备、用电负荷等部分。为了保证系统安全、可靠地运行，需要对电力系统运行的各种参数进行实时、精确的测量，从而对系统内运行的各种电气设备进行监视、控制和保护。

电压闪变是电压波动的一种特殊反映。所谓“闪变（Flicker）”其本意是指由于电光源供电电压小幅度的快速变化导致电光源输出照度（或亮度）的闪烁对人眼所产生的不良刺激的一些现象。研究表明：0.01Hz～30Hz的电压波动对人眼视觉均产生影响，而且波动频率不同，其影响程度也不同。

作为电力管理系统组成部分的电力监控仪表也起着越来越重要的作用，因此，针对不同领域的电力系统，研制一种多功能的电力参数监测装置就具有非常重大的意义，它不但要能对如电压、电流、功率、功率因数、电能和频率等重要的电力参数进行实时、高精度的测量，还应该具有数据统计、事件报警以及谐波分析功能。

3、电力系统监测的主要变量

电能是当今世界上使用最为广泛的能源，也是环保洁净的能源。电能是由电力系统提供的；由于电能有着不易存储的特殊性质，电力系统必须时刻保证功率平衡，即生产的电能与被消耗的电能保持一致。

对于一个理想的三相交流电力系统，应该是以恒定的频率（50Hz），按照具体标准规定的电压等级进行供电；同相的电压、电流保持相位一致，各相电压之间依次保持120°的相位差、幅值大小相同，波形保持为理想的正弦波。

电力参数中主要的变量包括：电压、电流、有功、无功及视在功率、电能等基本变量；合相功率、合相电能、视在功率、功率因数等派生变量；各最大最小值、需量、曲线等统计变量。根据这些变量，用户可以明确当前的电能质量，合理控制负荷，调峰错谷；同时也可以实现对谐波源的定位，确保供电质量。

电压电流谐波，国际上公认的谐波的含义为“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍”。由于谐波的频率是基波频率的整数倍数，也称其为高次谐波。

在国际电工标准（IEC555.2，1982），以及国际大电网会议的文献（工作组报告36.05）中，对谐波也都有明确的定义：“谐波分量为周期量的傅立叶级数中大于1的h次分量”。对谐波次数h的定义则为：“以谐波频率和基波频率之比表达的整数”。IEEE标准519-1981中则定义为“谐波为一周期波或量的正弦波分量，其频率为基波频率的整倍数”。

对电力系统参数信号而言，其频谱分布可以认为是无限带宽的，但是高频分量极少，信号的大部分能量都集中在低频处。因此一般的电网谐波分析仪只计算到20次谐波，高精度的场合下则可能要求至50次谐波。

谐波测量通常是先利用谐波分析的方法求出信号的各次谐波电压或电流的幅值和相角，然后由相应的公式可以方便的求出总谐波畸变率、谐波含量等值。目前对谐波分量的分析有DFT（包括对应的快速变换FFT），以及各种加窗处理等。用DFT（包括FFT）进行频谱分析时，经常由于非整周期采样产生频谱泄露，使测得的幅值、频率和相角偏离实际值，尤其相位测量误差更大，导致电流、电压的测量精度难以满足实际需求。这需要充分权衡，并合理调整窗函数的系数，获得最佳的性能。

4、电力系统监测装置的发展动态

微电子技术和计算机技术的高速发展是电力仪表迅速进步、日益成熟的主要技术支撑。高准确度、高可靠性的元器件以及大规模、乃至超大规模集成电路等的采用，使电测仪表的使用寿命、准确度、稳定度等技术指标均显著改善。从对国内外产品的分析中可以看到，目前电子式电参数监测系统中对参数的测量一般采用的方案有以下几种：

（1）、双MCU结构。通过ADC芯片采集三相电压和电流信息，送入前端MCU完成数据采集和计算，然后由后端MCU完成按键、显示、控制和通信功能。其中算法的好坏对测量精度占有很重要的因素。

（2）、DSP+MCU结构。和第一种方案基本一致，区别在于将前端的MCU换成DSP。DSP芯片通常拥有优异的计算性能，而且普遍主频比较高，能够胜任复杂的运算。

（3）、单DSP内核的MCU结构。普通的DSP虽然运算性能优秀，但是控制性能不佳，因此依然需要后端MCU。而现在出品的新型芯片，即DSP内核的MCU，在保持DSP的强大运算能力的同时兼具有丰富的外设以及大容量的片内存储器，同时拥有比较好的抗干扰性能，足够胜任多种场合的任务。

（4）、专用测量芯片+MCU结构。这种方案将前端的计算芯片和ADC集成在一起作为一片专用的测量芯片。当需要额外的功能时，比如对某一项参数有特别的要求，或者需要芯片内没有的参数，就必须自行在MCU内进行运算。

第9篇：电力电子技术的定义范文

【关键词】电子技术；电力系统；节能；应用

电子系统已经在我国的电力系统中得到了应用，它为我国现代化的电力系统在发电、输电、等环节提供了强大的技术支持，大大的提高了我国电力系统各方面的效率，促进了我国电力系统的发展。但目前来说，电子技术仍旧是电力行业中一种新型的科学技术，对电子技术在电力系统节能方面应用的研究，不仅可以促进电力资源的节约，更有助于电子技术在电力行业的广泛应用，促进我国社会经济的发展。

1电子技术的定义

电子技术是根据电子学的原理，运用电子元器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学。包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。电子技术研究的是电子器件及其电子器件构成的电路的应用，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，三个时代的变化，促进了电子技术在各个领域的广泛应用。目前来说，电子技术的应用领域非常的广泛，包括、交通领域、工业领域、医学领域、广播电视领域、国防领域、报刊领域、电力领域等。随着社会和科学技术以及互联网的不断发展，电子技术的发展趋势也不断的变得数字化和绿色化和智能化、人性化，网络化，并且将来还会被广泛的运用到更多的领域。

2电子技术在电力系统节能方面应用的原因

随着我国社会经济的不断发展，我国的环境污染问题也变得越来越严重，工业产生的工业垃圾、污水、有害气体、以及发电等都是导致我国环境不断恶化的原因，而发电更是其中比较重要的一方面。节约电力资源，或者减少电在开发中的资源浪费，以及开发电力节能系统，都是在间接的减少对环境的污染。因此将电子技术运用到电力系统节能方面，不仅能够避免电力资源的浪费，更能促进我国环境的改善。

3电子技能技术的重要技术

（1）开关变频技术。开关变频技术是当之无愧的节能之王，开关变频技术是针对固定频率方面。很多电力系统发电的频率并不是最佳频率，因此长时间的运行会对电力系统带来很大的负担，而开关变频技术可以通过改变电力系统频率的方式来解决这个问题。（2）高频技术。当电力系统的频率改变以后，如果能在此基础上增加频率，就可以有效的利用电源来实现节能的目的。（3）软开关技术。软开关技术主要是解决硬开关技术在运用的过程中，电压和电流太快产生的开关噪声，它将会降低开关时产生的噪声，并有效的减少开关时的电能损耗，并在此基础上提升开关的频率。（4）有源功率因数校正技术。我们都知道，当功率增大的时候，输出的有功功率同样会随之加大。而无用功的功率却会降低，这种结果说明了电能的有效利用率在提升。所以，用电子技术加强功率因数，同样能在一定程度上提升电能的有效利用率。

4电子技术在节能环节的运用

4.1变负荷电动机调速运行

在对电力系统中电力资源的节约中，有两种重要且切实有效的方法：①对电动机自身的性能不断的进行改良；②加强对变动负荷电动机的转动速度，以此来达到节约电力资源的作用。当然，如果能在对电动机自身性能不断改良的同时，加强负荷电动机的转动速度，那么无论是电动机的节能，还是电力资源的节约都将会有新的突破和发展。电子技术在节能环节中的应用，一般会涉及到电动机本身，以及变负荷电动机的调速技术的应用这两方面，在实际应用中，只有将两者充分结合起来，才能保证电动机的节能达到最好的效果。这项技术在西方发达国家早就易经是成熟的技术，但在我国却仍旧处于发展期，这源于我国电力行业落后的科学技术，以及新技术在电力行业推广缓慢。对于在风机、泵类等一系列变负荷机械中运用电子技术，是通过淘汰掉传统的挡风设备和节流阀，而改为用调速控制来控制风的流量和水的流量，以及风和水的流速，通过这种尝试，在节约能源方便取得了明显的成效。①因为，这种方法可以调速的范围十分的广泛，而且精度和效率都很高。②因为通过这种方法，还实现了连续无级调速且在调速过程中转差损耗小的目标，定子、转子的铜耗也相对较小，一般可以节约30%左右的电能。阀门控制变频控制水泵流量见图1。通过在系统中加入电子感应设备，能够根据系统的需要准确的进行阀门的开关，当电子感应设备检测到水流量偏大的时候，大流量的阀门会自动开启；当电子感应设备检测到水流量偏小的时候，作用阀门会也会自动关闭，这样一来，在节省电能浪费的同时，也最大限度的提高了作业的效率。采用巨型晶体管等功率集成器件的交流高效调速装置，可使风机和泵类设备调速运行的耗电量比传统的节流方式要少30％左右。我国现有风机和水泵2000多万台，总耗电量占全国发电量的30％以上，其中70％靠调节挡板或阀门变流量运行。如有1/3改造为调速运行，即可节电150亿kWh。用栅极可关断晶闸管开发的直流高效调速方式的载波调波装置，以取代电阻器．用于城市电车，工矿电机车和电瓶车调速运行，可节电20％左右。例如沈阳市改造了500辆有轨电车，年节电400多万千瓦时。如将GTO载波技术推广到全国，则可节电10~30亿kWh。我国照明用电占全国总发电量的8．0％以上，如能改造2/3，则可节电130亿kWh。我国正在运行的12000台标准高频电炉，由于高频振荡器仍沿用电子管，因此，整机效率只有50％左右。若用静电感应晶体管代替电子管，则效率可达80％左右．微观节电30～40％，宏观节电量达10亿kWh左右。全国配电变压器若有70％配装无功补偿自控装置，则可节电100亿kWh。

4.2提高有效功率，减少耗损

我国目前的很多电力设备和电力系统中，电动机和变压器不仅消耗既定功率，还会消耗一定的无用功率，对功率的损耗很大，在一定程度上影响了电能的质量。因此，所储存下来的电源的质量，将会直接决定所运输出去的电能的质量。因此，在平时的电力生产过程中，应该尽量把两者的功率保证在相对稳定的状态下，否则就会造成电压崩塌的情况发生。而这，就需要电子技术来作为支持，通过增加一些必要的无功补给设备，来供应电动机和变压器对无用功率损耗的需求，减少对有用功率的损耗，以此来保证所储存下来的电量的质量。

4.3减少电力系统总事故的发生

因为我国电力系统各方面技术不够完善等因素，电力系统经常会发生一些漏电、断电等现象，造成电源的浪费。所以将电子技术运用到电力系统节能方面，可以通过电子设备及时的检测到各个电路事故的发生。（1）可以准确的做出判断是哪一段电路发生了漏电、断电，对断电的电路及时的做出补救措施，从而减少电能的浪费，和减少断电对社会生产带来的损害，保证电力系统的稳定运行。（2）电子技术还能给电力系统提供安全技术支持，因为漏电情况的发生可能会对人身安全造成损害，检测漏电的电子设备在检测到某一段有漏电情况发生后，可以通过安全保护设备对漏电的电路进行强制断电，以此来避免漏电造成的意外。

5结语