电力电子精选(九篇)

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第1篇：电力电子范文

1.电力系统发展现状

电力系统是能源利用、输送以及配给的主要载体，在社会经济发展中发挥着至关重要的作用。近年来，随着石油资源紧缺、环境不断恶化，促使电力系统的规模化发展向环保、智能化、可持续化发展。目前，我国的电力系统转型的主要特征表现为主干电网、微型电网及地方电网协调发展，分布式电源与储能装置组合，电力资源输送与分配智能化、灵活高效，电力系统的安全可靠性等。其中，可再生能源的并网发电、储能装置的功率转换等功能的实现需要靠电力电子装置来完成，电力电子装置的单元化、模块化、智能化发展也促进了电力系统向智能化的转变，保证了电力系用的运行可靠性，对于电力系统的发展具有至关重要的作用。

2.电力电子装置在电力系统中的应用

2.1在发电中的应用

电力电子装置在电力系统发电环节中的具体应用主要表现在发电机组励磁、风力发电、光伏发电等，具体如下：（1）发电机组励磁。发电机组采用静止励磁技术，该技术具有操控简单、调节速度快优点。例如，在水利发电中采用交流励磁技术，对发电机组励磁电流频率进行动态调整，使发电系统对水头压力及水量进行快速调节，从而提高水利发电厂的运行性能及效率，整体提高了发电品质。（2）风力发电。风力发电的核心环节是交流器，交流器的主要工作是把不受控制的风能转化成电压、频率及相位满足并网要求的电能。（3）光伏发电。光伏电站是通过光伏阵列组件、汇流器、逆变器等对太阳能进行集中利用的结构。由于光伏发电系统尚处于发展阶段，建设过程中还需综合考虑光伏阵列的、逆变器的组合方式等关键因素，以提高光伏发电效率。

2.2在电能存储中的应用

电能存储技术在电力系统应用中可以有效缓解高峰负荷供电需求，对提高现阶段电力设备的使用率和电网的使用效率具有重要的作用。另一方面，也可以有效应对电力故障问题，在一定程度上提高电能质量与用电效率。（1）压缩空气储能：利用电网用电低谷剩余的电量驱动空气压缩机，将能量转换为高压空气储存起来；当电网用电负荷达到高峰时，将储存的高压空气释放出来，推动涡轮机组发电，在发电过程中，通过控制发电机的励磁拓宽发电的范围，从而有效提高发电机组的发电效率。（2）抽水蓄能：即使用用电低谷富裕的电量驱动水泵，将低水位的水泵至高水位的水库中，将电能转换为水的势能；当用电高峰时，在利用水的势能推动水轮发电机组发电，向电网补充电能。在抽水蓄能过程中，利用机组中的转子绕组励磁方式可有效提高发电效率。（3）电池储能：即利用电网低谷的富裕电量对电池进行充电，到高峰负荷时向外发电的过程，通常采用锂离子电池、钠硫电池与全钒液流电池。在电池系统中，利用变换器实现电池充放电过程中的功率调节。

2.3在微型电网中的应用

微型电网是指由分布式电源、功率变换器、储能装置等组成的小型发电配电系统。该系统中主要通过功率变换器进行调节，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行，从而实现局部功率平衡与能量优化。微型电网主要有直流微电网、交流微电网、交直流混合微电网等多种形式，其中交流微电网是目前的主流形式，其分布式电源、储能装置等通过电力电子装置连接至交流母线，并利用PCC处开关的控制，从而实现微电网并网运行与孤岛模式的转换。

2.4在输电环节中的应用

（1）直流输电：直流输电包括两种主要输电模式，常规直流输电和柔性直流输电。不同的方式以不同的换流器为基础，其中常规直流输电采用基于晶闸管作用下的换流器，柔性直流输电采用基于全控器件的换流器。与常规直流输电相比，柔性直流输电的最大特点是采用了可关断器件和高频调制技术，具有可以独立控制输出有功功率和无功功率等优势。（2）分频输电：即利用倍频变压器可以在较低频率的条件下进行输送电能，较高频率下用电，极大降低了交流输电线路距离，提高了系统传输能力。（3）固态变压器：又称电力电子变压器，可以对电压的幅值、频率、相数与形状等特点进行交换，实现原方电流、副方电压以及功率的灵活控制。固态变压器在电力系统中的应用，可以有效改善电能质量、提升电力系统的稳定性、安全性与灵活性。

3.结语

电力资源对社会经济的发展有着至关重要的作用，而电力电子装置在电力系统的发电、存储电能、微型电网等方面的应用同样起到不可忽视的作用。电力电子装置的应用促进了电力系统转型，可有效改善电力系统的性能，实现了电力系统的长远发展。

作者:王显平 单位:莱西市职业中等专业学校

参考文献:

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[3]喻翔.电力系统中电力电子装置的应用研究[J].电子技术与软件工程.2015(10)

第2篇：电力电子范文

现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。

当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。

1.电力电子技术的发展

现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

1.1整流器时代

大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

1.2逆变器时代

七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。

1.3变频器时代

进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

2.现代电力电子的应用领域

2.1计算机高效率绿色电源

高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。

计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品，绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。

2.2通信用高频开关电源

通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。

因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。

2.3直流-直流(DC/DC)变换器

DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源),同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。

通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。

2.4不间断电源(UPS)

不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。

现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。

目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。

2.5变频器电源

变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器,将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。

国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。

2.6高频逆变式整流焊机电源

高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。

逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合,整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。

由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。

国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。

2.7大功率开关型高压直流电源

大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。

自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。

国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。

2.8电力有源滤波器

传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。

电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流;(2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。

2.9分布式开关电源供电系统

分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。

八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展，各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为国际电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加，应用领域不断扩大。

分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。

3.高频开关电源的发展趋势

在电力电子技术的应用及各种电源系统中，开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术，通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。

3.1高频化

理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统“整流行业”的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造,成为“开关变换类电源”,其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。

3.2模块化

模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于“标准”功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了“用户专用”功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、合理的热、电、机械方面的设计,达到优化完美的境地。它类似于微电子中的用户专用集成电路(ASIC)。只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。另外,大功率的开关电源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求,而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供充分的时间。

3.3数字化

在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC)问题以及功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。

3.4绿色化

电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。这些为2l世纪批量生产各种绿色开关电源产品奠定了基础。

现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下,由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性,使器件性能对开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可使功率开关工作在零电压或零电流状态,从而可大大的提高工作频率,提高开关电源工作效率,设计出性能优良的开关电源。

总而言之,电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国内有20多亿人民币的市场需求,吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。

参考文献

(l)林渭勋:浅谈半导体高频电力电子技术,电力电子技术选编,浙江大学,384-390,1992

(2)季幼章:迎接知识经济时代,发展电源技术应用,电源技术应用,N0.2,l998

(3)叶治正,叶靖国:开关稳压电源。高等教育出版社,1998

第3篇：电力电子范文

关键词:电力电子技术;电力系统;应用研究

电对保障居民生活及工业生产具有重要作用，而基于实际情况，目前我国电力系统还存在一定不足，供电设施设备容易出现故障，不易维修，且出现故障后诊断存在一定困难，影响电力的有效供应。电力电子技术对电力系统的发展具有极大的保证作用。对于此，充分利用电力电子技术，加大其在电力系统中的应用对保证电力系统供电正常具有促进作用。

1当前电力系统运行所存在问题分析

电力系统的有效运行对保证居民生活及工业生产具有较大的作用，而基于目前实际情况，在现有工业化生产及居民用电中，常由于供电异常问题导致巨大的损失，影响颇为严重。具体来讲，目前电力系统供应中所主要存在的问题集中于以下几个方面：

1.1电力管理运行用电缺乏安全管理

电力作业属于运行用电作业属于特种作业，必须具有相关资质的人员上岗作业，并实施监护。但目前电力系统管理中，由于缺乏专业电气人员，电力工作人员由于缺乏专业水平，贸然作业必然引起违章作业，临时用电造成极大隐患。另，电力系统在运行管理中，对于出现的异常问题，相关人员不能及时对其处理并采取有效措施应对是主要问题，常导致引起较大的损失。

1.2接零保护重视度不足

目前，企业为减低成本及提高工作效率，对电力系统用电装置大多均未配置TN-S系统；且大多施工人员对用电安全认知程度不足，缺乏对接零保护的认识，常导致用电安全事故的发生。对于该类故障，其主要原因在于相关单位对电气安全保护不到位及缺乏有效防护措施的投资使用造成，实际应用中应引起主要及重视。

1.3不重视电气设备材料选型及质量

电力系统管理中不重视电气设备材料选型及质量，如各类电气元件选型不恰当及质量不合格，比如各类企业为节约成本及提高企业利润，忽视质量要求，对于部分产品，恶意降低规格及标准，常导致施工质量无法达标，无法满足实际使用要求。在这种情况下，一单生产过程中电流、电压及功率出现过载情况，容易导致电路发热等情况，激发电火花等，引发电气故障发生，造成生命及财产安全。

1.4临时用电管理不规范，存在任意搭接情况，存在安全隐患

在一些企业在实际生产中，临时搭接用电，不规范用电，常导致用电过程容易对电路造成过载等危险，影响电路系统运行正常及对企业造成由于电气故障所导致的经济损失。

2电力电子技术发展趋势分析

我国电力电子技术在这些年取得了较好的发展，且技术也有了显著提升。而对于其发展趋势，首先来讲，模块化及集成化是主要趋势，如对于电力电子技术，电源单元及功率器是主要组成部分，也是其核心所在，模块化及集成化的发展使得电气元件更加的紧凑，体积更小及能够与不同功能的器件实现有效配合，为电力系统的发展起到乐极大的技术支持。同时，现代电子电力技术朝低频向高频发展是必然趋势，以变压器来讲，其供应频率与变压器的容积、电感反应具有反比关系，而在电力器件体积逐渐减小的情况下，加速有低频向高频发展是必然的趋势，如可控制关断型电力电子器件的出现很好的反应了现代电子技术发展的趋势，也是主要方向。另外，电力电子技术朝全控化及数字化发展。如目前应用的关断型电器使用还存在一些风险，但电力电气技术的发展对该电器设备进行了有效改革，如自关断的全控性器件使用，有效弥补和避免了危险的发生，使得电力电子技术变革得以很好体现，表示这电力技术发展逐渐智能化及数字化，为该行业的发展带来了极大的前景。此外，电力电子技术的发展朝绿色化转变是主要趋势，如节能一直是我国所倡导并要求在实际生产中必须使用的技术，同时，也能为各使用单位带来显著的经济效益。而一直以来，电子设备以严重高次谐波额形式流入电网中，对电网造成了极大的污染，其结果将导致电网功率严重下降。而这些年，各电网滤波器等各电器元件的使用为电网有效运行带来了可能，极大推动了电网的有效运行。

3电力电子技术在电力系统中的应用分析

对于电力电子技术在电力系统中的应用，具体内容如下:电力电子技术在电源方面具有一定的应用价值。分别对一般电源及专用电源分别说明；一般电源在电力电子技术的应用下取得了一定的效果。如通过整流器转变，可使交流电转化为直流电。如现在电力技术中，利用电气电力元件，能够通过蓄电池作为备用电源对负载实现供能，不仅具有较好的降噪性，同时也使得电源有效性及可靠性得以充分保证。对于专用电源，高频逆变器的使用满足了高性能、大容量的要求，具有广阔的使用前景。现代电力电子技术在我们日常生活中应用也较为广泛，当前家用电器普遍应用现代电力电子技术，给我们的日常生活带来了较大的便利。许多电器都只需要按下按钮就能进行工作，而不需要人们亲自动手。同时，利用电子电力技术，结合数字化计算机技术，能够有效实现预约与在线监测的功能，对于提高用户使用质量具有促进效果。

4结束语

综上所述，电力系统安全有效运行关系企业的发展与生存，是企业高度重视及思考的话题，也是企业在日常利用中重点把控及解决的主要问题，加强用电安全管理及做好设备的运行与维护，对于保证电力企业利用安全具有重要的意义。对于电力系统运行来讲，电力电子技术的应用对保证电力设备供电正常具有积极促进作用。笔者结合实际情况，就电力系统中电力电子技术的应用情况进行了说明，以供参考。

参考文献

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[5]付明鑫.电气自动化在工业生产中的重要性与发展方向的研究[J].电子技术与软件工程,2014(03).

第4篇：电力电子范文

现在是科技发展的高峰期，科技的发展促进了人们对新材料的旺盛需求，新的材料和结构器件又反过来促进了电力电子技术发展，并在社会中得到广泛的应用。在电力系统中，应用电力电子技术也取得了很大进展。电子电子技术是电子技术的主要内容之一，除了电力电子技术，还有信息电子技术。现代电子技术主要是用电子器件进行设计的，以电子学原理为基础，进而制造一些特定功能的电路，可以为解决实际问题提供科学的依据的一项高科技电子技术。该项技术主要应用在电力领域，主要是建立在电工原理学科、电子学等学科的理论基础上。

2电力电子技术的发展

电力电子技术智能化的飞速发展，主要是可以将电子信息和器具的处理功能的整合，将电力电子技术的发展与电力系统的发展走向一体化。很多人指出：新型的微电子技术将是人类学科发展的主战场，将会带领人类走向新的智能时代。

3主要的应用

在电力系统中，包括发电环节在内的多种设备，是将来应用该的主要载体，使用该技术可以优化设备的工作状态。（1）使用先进的静止励磁技术的发电设备具有安全性高、结构简单和成本廉价等优点，其控制静止励磁是采用的闸管整流并自励方式，此方式在各行业的大电力系统得到广泛采用。因为励磁机的中间惯性部分被去掉了，所以具备快速性调节性能，可以产生良好控制效果和充分发挥其性能。（2）水力发电主要依靠的是水流的流量和流速，使用电力电子设备，使得发电机的运转速度随着水流的变换而不断的变换，提高发电效率。而风力发电是依靠的风的风速，还与发电机的发电效率有关，运用电力电子设备可以提高风机转子的风能捕捉效率，提高风力发电的效率。风力和水力发电都是一种变速的恒频励磁发电。通过电力电子设备的调节使得设备的最优转速达到最优的发电状态，获得最优的有效功率，改变转子的转速获得不同的电流频率，获得恒定频率的电流。

4电力系统中的应用

4.1在节电方面的应用

4.1.1变负荷电动机调速运行

电动机节电主要是表现在两个方面：一个是不断的发掘设备的节电余地；二是使用最新的变负荷电动机的变速调节技术来实现。这两方面的单一实现都不能达到最优的节电措施，只有将它们有机的结合起来，使得设备在节电的同时有实现节能的变速的多重节电目标，获得较好的经济指标。现在在矿产开采和加工等行业的电力系统中应用较为广泛。

4.1.2减少输送过程中的损耗和使用大功率输电

电力设备消耗的功率有有用功率和无用功率的消耗，无功功率是确保电力的质量的重要环节，所以我们在使用的设备的无用功率较低时应该使用必要的无用功率补充设备，确保电力质量，还可以实现设备的功率因素的提高。

4.2在输电环节中的应用

4.2.1通信高频电源开关

现在科学的迅速发展要求信息的传播速度快而且还要稳定可靠，所以极大的促进通信行业的电源产业的发展。通信之中使用的电源开关主要是一次和二次电源开关，前者主要设备是整流器，后者为电流变换器。不同设备使用的电压不同，集成电路的种类也多;因此，在通信供电系统中，从中间母线电压，根据设备的工作电压进行变换乘所需要的电压，这样可以使设备的工作效率提高，减少中间环节带来的损耗等问题。

4.2.2电流变换器

它可以将恒定的电流转变乘所需要的可变直流电，在地铁列车和无轨电车无级变速的控制上该技术已经成功的应用了，同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能。使用新型的电力电子设备更换原有的效率低的变阻器，可以大幅度的降低能耗约三成以上，而且设备的工作效率很高，电压调节平稳，降低了电流变换时引起的巨大噪声和波动等，不利因素都进行有效地控制和抑制，使调节和控制效果取得了明显的进步。

4.2.3直流输电技术

直流输电、轻型直流输电技术具有很多优点：有较大的输电容量，能灵活的进行调节和控制，并且稳定性能极好等。同时，电压直流输电所具有的的独特优势是：可以利用海底电缆输电;并能进行远距离输电;还可以将不同频率系统进行联网。在上个世纪七十年代，电力电子技术正式应用在直流输电上，起源于世界上第一个晶闸管换流器的诞生。从那往后，在生产实践中所用到的直流输电工程基本上都是用的晶闸管换流阀。

5在配电环节中的应用

目前，能否进行可靠性供电，到底如何进行加强和提高电能质量，是现在配电系统中所需要迫切解决的问题，要抑制各种瞬态的波动和干扰才可以使电能质量得到控制，同时还要满足频率和谐波以及电压的不对称度的要求。现代控制技术和电子电力技术发展的主要领域是用户电力配送。而且DFACTS的设备和原理及功能与FACTS比较相似，根据市场的需求，其使用范围会逐渐广泛，再加上电力电子器件价格越来越廉价，可以预计DFACTS设备产品将快速进入一个高速发展的阶段。

6结论

通过以上介绍可以知道，电力系统是电力电子技术主要应用的一个方向。在已有研究成果的基础上，使得该技术应用和运行投入逐渐加大。只有在不断改善该技术应用经济性的情况下，才有可能在电力系统中大规模推广这项技术，将会极大的推动我国电力事业的科学还管理，减少不稳定事件的发生。

作者:王再利 单位:西安财经学院后勤集团动力中心

参考文献

[1]陈建业等.电力电子技术在配电网中的应用[J].国际电力,2001(01):28-32.

第5篇：电力电子范文

本文针对应用型本科人才培养的定位特点，探讨了电力电子技术课程教学方法的改革，包括理论教学改革和实践教学改革，通过优化教学内容、创新教学方法等对电力电子教学进行改革。依托先进的实验设备、大学生电子设计赛事并结合高校教学研究项目，对电力电子技术课程教学进行改革。通过教学改革，提高学生实践能力，实现应用型本科人才培养的目标。

关键词：

电力电子技术；教学改革；应用型本科

一、序言

近年来，实现绿色用电、寻求新型清洁能源已成为各国关注焦点。电力电子技术不仅可实现提高用电效率、改善用电品质，同时也是光伏发电、风力发电等新能源利用所必须的技术基础。由于本课程横跨强、弱电与控制技术，因而是门难学的课程。与普通本科相比，在办学思路上，民办高校更加注重应用型人才的培养，因而对于应用型本科院校，电力电子技术的教学不能完全沿袭其着重理论推导和全面讲解的教学模式。如何开展电力电子技术课程教学、改革教学内容、课程体系和教学方法都是值得我们探讨的问题。

二、电力电子技术教学的现状分析

当前，应用技术型院校电力电子技术课程的教学主要面临以下几个方面的问题：

1.教学内容不新。

随着电力电子技术的快速发展，新型的电力电子器件不断出现，但是将理论知识和先进技术相融合的适合与应用技术型院校学生的电力电子技能掌握的教材很少，应用型本科院校应更加注重理论和实践的结合，更强调学以致用。因此，需要从讲授的理论内容、教学方法、教学模式、实践应用等方面进行有针对性的改革。

2.学生基础较薄弱。

应用型本科院校的学生入学时学习基础相比较之下要弱一些，自身的文化基础普遍偏低，学习主动性不高，只求领会肤浅内容。电力电子技术的前修课程为电路、模拟电子技术和数字电子技术。应用型本科院校的学生很多对于这几门课的掌握都不深入，一些分析方法都不熟练甚至无法掌握，这给电力电子技术课程的教学带来很大难度。

3.传统的教学模式过于枯燥、抽象。

电力电子技术课程的最大特点是包含了大量的电路和波形图，特别是三相整流的部分，图形更为复杂。要对各种变流电路的工作过程给予形象的表示，使学生能感性地理解课堂教学内容，这就要求我们在教学方法和手段上突破创新。教师如何在有限的学时里，确定好合适的教学内容，教学方案，采取恰当的教学方法和教学手段，提高学生学习的兴趣，获得理想的教学效果，都是一个值得不断深入探讨和实践的问题。

三、改革探索

作为一所培养应用型人才的高校，在课程改革中须明确人才培养层次，紧扣“应用”二字，才能理清改革思路，树立正确的改革目标。为在电力电子技术课程改革中突出“应用型”特点，应用了实例教学等教学手段，帮助学生打好扎实理论基础，设计贴合实际应用的实验、实训等实践教学环节，提升学生的应用能力，培养学生自主学习能力，保证学生的知识、能力和素质获得应有的提高。改革目标主要是以下几点：

1.围绕应用型人才培养目标改变教学思路。

针对学生能力和需求的差异，将教学内容分为基础知识掌握、应用能力培养两个方面，其中基础知识掌握方面的教学满足就业需要，应用能力培养方面的教学则以满足职业技能需要和培养创新能力。通过课堂教学内容的改革，体现课程综合化趋势，重新组织教学内容，突出课程实用性和趣味性，改变传统教学中对四大变流电路孤立、单一的学习模式，基础知识掌握以基本变流电路的分析为主，讲授基本的电路工作原理。应用能力培养方面，引入生活中常见电路以及电子设计实例，如调光台灯、电动自行车等实例进行教学，详细讲解实例的电路设计，并鼓励学生大胆实践，通过自己组装或设计简单的电子技术产品来提高动手实践能力；有效的推进电力电子技术教学，提高了学生的理解能力，并对电力电子技术的应用建立起直观的认识，对学生电力电子技术应用技能的培养起到了大大的推进作用。结合系统供电、控制等模块电路结构、原理的介绍，通过一系列具体电路分析，将《模拟电路》、《电机与电气》等前期专业课程的知识与《电力电子技术》所学理论知识相联系。并且，在保证理论基础扎实前提下，增加日常电路分析和设计实践环节在整个教学过程中所占比重，以实例激发学生自主学习兴趣，以兴趣带动能力培养，在这一过程中培养学生的读图、分析、画图、简单电源电路设计等能力，实现理论与应用相辅相成、有机结合，最终提升学生实际应用方面的综合素质。

2.围绕能力培养，深化教学方法改革。

根据学生毕业后从事职业所必需的能力，在教学过程中，弱化对教材中过于复杂电路的理论分析和公式推导，突出对实际电路应用和设计的分析。采用引导型教学方式，注重教学过程中的学生分析解决问题能力的培养，在教师“教”与学生“学”的过程中不断发现问题和新的突破点，将学生被动接受知识的过程转化为其不断解决问题的过程，使学生主动学习、开放思维，并在此过程中加深相关理论的理解，训练其分析和解决问题的能力，增加理论教学趣味性。加强实践性教学环节，通过实验、大学生电子设计赛事等实践性教学内容锻炼学生的实际动手和电路分析能力，发挥学生潜力。学生参加全国大学生电子设计大赛，通过电源类题目的赛事，使学生掌握电力电子技术方面的技术、技能。目前取已得奖项共28项

3.侧重发扬教学理念，发挥实践的导向作用。

应用型本科院校的教学理念是培养应用型的人才，实践变得尤为重要。加强电力电子技术实践教学对培养学生的应用技能是十分必要的，传统的以课堂讲授为主、实验为辅的教学模式对这门课不太适合，因为这门课的实践性很强，学院本着从实际出发，根据本学院开设实践培训的能力与学生电力电子专业技能培养的需求，明确了电力电子技能培养形式，即对学生开展了开关电源的设计制作培训，理论教学中所设计方案付诸于实践，在这一实践环节中学生首先要根据基本的理论知识设计不同类型、不同设计指标的开关电源，用protel软件画出电路原理图，画出PCB板图，其次所有的元器件，要学生自己跑市场按照电路图备齐。最后完成实际电路的焊接调试等工作，这个过程和实际工作中的动手过程差别不大。在实验室开放的时候，学生可以自行到实验室完成电路焊接。在这一过程中学生学到了课堂上学不到的实践知识，如基本器件部分的电力二极管、功率MOS管和IGBT等器件的使用，学生自己在网上按型号找资料，找出资料中的应用典型电路，以及器件的重要参数值，如导通电阻耐压、耐电流。学会元器件的识别与检测，掌握穿孔元件安装和焊接技能，学会万用表、电子毫伏表和示波器使用方法，并摘取说明器件典型特性的实验波形和学到的知识相对照，形成完整的测试报告。通过由元件到电路的过程，同学们不仅强化了课堂内容的理解，而且亲身实践了实际产品设计的全过程。

4.教学要注重产学研结合，加强实践能力培养。

实现应用型人才培养目标的一个重要的途径即落实产学研结合教育。学院鼓励学生关注本专业的研究课题，在学校的大力支持下，学生积极申请了相关的创新创新项目多项，并付出行动参与课题研究，能够利用寒暑假及课余时间进行实践，自觉主动提高个人实践能力。为了提高学生的实践应用技能，学校鼓励学生积极创新及参加各种技能赛事，通过学生自制实验设备、参加国际国内的各种赛事，培养学生的各种能力。教学中通过实训设计自制电路板，再对电路板进行测试，通过实际电路制作调试大大的提高了学生的理论理解与实践应用能力。

总之，从培养适应社会经济发展需要的工科应用型人才角度出发，有针对性地开展对电力电子技术这门学科的教学改革，才能使该课程做到理论实践紧密相连，保持课程的实用性、先进性，体现其既具有理论深度，又与实际操作紧密结合的综合性特点。同时，通过在校期间对学生实践技能上的提前训练，使他们具备应用型人才的特点，帮助其建立必要的专业素养，能为学生就业及今后在工程领域的发展奠定良好的基础。

作者：李喜平 丛昕 魏昭辉 苏洪雨 单位：哈尔滨剑桥学院

参考文献：

[1]施昕昕.应用型本科电力电子技术教学探讨[J].科教文汇，2014(1).

[2]田海.应用型本科院校“电力电子技术”课程教材探析[J].中国电力教育，2014(1).

第6篇：电力电子范文

【关键词】电力电子装置 可持续发展 智能化

电力系统是能源利用、传输与配给的主要载体，社会的发展也是发挥着积极的作用，化石能源与气候环境出现的微机，促使电力系统正是从规模化发展向可持续发展的方向转化。伴随着高电压、大功率电力电子器件的发展，变换器模块化、单元化以及智能化水平的不断提高，控制策略与调制的策略性能的提高，电力电子装置在我们的电力系统里面就会发挥越来越大的作用。

1 发电环节

1.1 发电机组励磁

大型的发电机组应用静止励磁的技术，其具有的特点就是调节的速度快、控制比较简单，可以显著的提高发电厂的运行性能与效率。水力发电机组应用交流的励磁技术，可以实现发电系统对于水头压力与水流量的动态变化快速的调节，可以改善发电的品质，提升发电效率。

1.2 风力发电

变流器是风力发电里面必备的核心环节，风电变流器通过整流器与逆变器将不稳定的风能变换为电压、频率以及相位相符合并网需要的电能。伴随着变流器拓扑结构由两电平、三电平向有源中点钳位、模块化多电平换流器等多电平拓扑方向发展，使得风力发电系统的容量和电压等级逐步提高，有效降低了线路损耗和传输导线成本，促进了风电特别是海上风电的大规模开发。

2 电能储存

储能技术在电力系统里面的应用是可以缓解高峰符合供电具有的需求的，同时可以提高现有的电力设备利用率以及电网的运行效果。同时还可以有效的应对电网故障的发生，提高其电能质量与利用的效率，满足社会与经济的发展对于优质、可靠以及安全用电的需要。

2.1 可调速抽水蓄能

抽水蓄能电站一般都是由上水库、下水库以及发电系统组成的。在运行的时候，上下水库的落差是再不断的变化，所以抽水蓄能电站只有在工作变速的情况下面才是可以发挥最佳的发电效率。目前可调速的抽水蓄能机组只要采用的为转子绕组励磁的方式，励磁的调节系统一般采用基于晶压管的周波变换器。

抽水蓄能机组通过调节转子励磁的电流的频率与幅值，是可以实现有功出力以及无功出力的大幅度独立的调整，同时便于利用机组启动与运行模式的有关切换工作，使得抽水蓄能电站在电力系统里面可以更好地发挥调峰填谷、调频以及紧急事故的处理等多重的作用。

2.2 电池储能

电池储能系统主要含有的为电池系统与功率的调节系统，电池一般采用的为锂离子电池、钠硫电池等，在电池系统里面，采用的为小功率DC/DC变换器可以实现电池模块的电流均衡使用。大功率以及高增益DC/DC变换器集成到电池模块内部，并不是作为电池模块输出结构实现串联成组，就会提高直流母线电压等级以及简化均衡控制要求与优化功率调节的系统的拓扑。在功率的系统里面，电压型的四象限变换器作为电池系统与电网的电力电子接口，变换器可以采用三相桥式模块并联与H桥模块的拓扑，除了进行电池充放电管理外还能实现储能系统的各项并网功能。

3 微型电网

微型电网是由分布式电源、储能装置以及功率变换器、监控保护装置集合而成的。我们通过功率变换器的调节，实现了局部的功率平衡与能量的优化。在外部电网出现故障的时候，我们还可以通过变换器的解列，使得微型电网运行在独立的模式里面，还可以继续的向关键的负荷提供电能。经过实践分析，我们将分布式电源通过微型电网的形式接入到电网并网运行，也是发挥分布式电源效能最为有效的方式。

在微型电网里面，分布式电源与储能装置的互联可以采用多变换器方案也是可以实现，由一个多接口变换器来实现的。我们采用多个变换器的时候，各个控制器也是相互独立的，因此需要依赖通信的方式进行协调的工作，存在成本高、可靠性差以及通信延迟等严重的问题，降低了系统的性能。多接口变换器是一种可自我持续的多输入多输出的变换器，其可以与各种分布式电源、储能装置与负荷是相联接的。变换器可以阿精一个接口的直流或者是交流功率处理与调度到任意的接口，其可以轻易的实现再生能源的利用率，增强同电网互联的经济性等。多接口变换器运行可以分为生产模式、紧急模式以及恢复模式等，在生产模式里面，变换器可以获取再生的能源，进行储能的管理，同时也是可以满足负载供电的需要。在紧急模式的以后，变换器也是可以作为不间断的电源来使用的。

4 输电环节

4.1 直流输电

直流输电含有的为常规直流输电以及柔性直流输电，常规直流输电采用的就是基于晶闸管的换流器；柔性主流输电采用的为基于全控制器件的换流器。通过与常规的直流输电相比较，柔性直流输电具有的特点就是有功功率与无功功率可以独立的控制，不需要滤波以及无功的补偿。所以其更加的适合于在再生能源里面接入、孤岛供电以及城市供电等领域展开应用。

4.2 分频输电

分频输电系统利用为较低的频率进行电能的传输，其可以有效的减少交流输电线路的电气距离，提高系统的传输能力，抑制线电路电压的波动。在水电、风电等众多的可再生能源发电系统里面，因为发电机转速是比较低的，所以十分适合利用低频进行发电与传输。

5 结束语

电力电子装置在发电、储能以及微型电网里面应用以后，可以有效的改善电力系统的性能，促进电力系统的逐渐转型，在这个方面展比较系统的深入研究，有助于电力电子装置寿命的延长、低传给你本以及高安全性能的实现，对于电力系统的发展具有重要的意义。

参考文献

[1]汤广福，罗湘，魏晓光.多端直流输电与直流电网技术[J].中国电机工程学报，2013（10）.

[2]丁明，，苏建徽，陈中，吴建锋，朱承治.可再生能源发电中的电池储能系统综述[J].电力系统自动化，2013（01）.

[3]王锡凡，王秀丽，滕予非.分频输电系统及其应用[J].中国电机工程学报，2012（13）.

[4]罗安，吴传平，彭双剑.谐波治理技术现状及其发展[J].大功率变流技术，2011（06）.

[5]赵争鸣，雷一，贺凡波，鲁宗相，田琦.大容量并网光伏电站技术综述[J].电力系统自动化，2011（12） .

第7篇：电力电子范文

关键词：电力电子技术；电力系统；控制

1 前言

当代在电力系统中，电力半导体器件和组合装置运用很多，大到在高低压直流输电中用到的换流器，小到家用电器产品电视机中的开关电源、手机电池充电器，当然还有在工业中应用广泛的调压调速变频器、大功率整流器、调压和调功器等，其应用广泛到了电力系统各个器件和各个不同的电压等级中。该技术的特点较多，包括控制灵活、反应快速、控制准确、运行可靠等。将电力电子技术运用到电力系统中不仅可以改善电能控制质量、提高输电运行能力、改善和提高电网运行的可靠性、稳定性和控制的灵活性还可以降低输电线路电能损耗。

2 电力电子结束的应用状况

目前，对超大容量超远距离的电能输送来说，高压直流输电技术显得是更加经济，而且还有交流输送电能所没有的优越性。在新一代超高压直流输电技术中，大量使用了GTO、IGBT等电力电子可关断器件，还广泛的使用了电力电子技术中最具代表性的脉宽调制技术。

在我国的输电系统中，虽然已有一些变电站使用了SVC，而且容量都比较大，但是所用的均为进口，型式为TCR与TSC的组合器件或单独的开关投切电容器组。在国内工业中应用 的TCR装置有很多，其中绝大部分容量都在10MVAR，然而让人想不到的是这其中国产的还不到一半。低压的380V供电系统中，有不少各类国产的TCR无功补偿装置在投入运行。但是至今仍然没有一套我国自主研发的SVC投入到我国的高压输电和变电系统中运行。考虑到SVC在电力系统中的重要性，预计在最近几年时间里，国内的SVC研制并将其投入到输电领域、配电领域以及工业的运用都将会遇到前所未有的发展。

现如今，我国国内的一些与之相关的规划局、科研院所、设备生产单位以及高校都已陆续开始对FACTS技术进行研发和生产。最引人瞩目的是国家电力科学研究院等电力研究单位和东北电力管理局合作开发和研究的500kv高压出线上安装的TCSC等技术

如今，变频调速SFC技术已经到了和传统的直流调速技术相媲美的阶段，在二者的竞争中，SFC技术大有取而代之的趋势。变频调速技术在电力系统中应用比较广泛，主要有两个方面：首先是将过去发电厂的风机、水泵的控制改为变频调速控制，节电效益明显增强；其次是将传统的抽水蓄能机组改用SFC技术控制，大幅减小机组启动过程中电压对电网的冲击。除此之外，当机组运行在低水头时，还可提高机组的发电效益。目前，我国的SFC技术发展缓慢，国内已经投入使用的高压变频器，几乎都是引进的国外的变频器设备和技术。

3电力电子技术在电力系统中应用的发展趋势

按照当前的形势来看，最具有可靠性的电子技术是电力电子技术在未来的发展中的新热点。电力电子技术采用了技术先进的表面贴装，将存流器件、触发器、主要电源等几种器件集成在一起，具有多重功能，大大的缩小了电力电子装置的重量和体积，同时也降低了损耗和成本，提高了工作的效率。而新型材料又是电力电子器件发展的基础，所以新型材料的发展也是电力电子技术发展的一个瓶颈。近些年来，出现了碳化硅等新型半导体材料。其中，用SIC制作的器件和理想元器件特别接近。还有，随着大、小功率集成电路等新型器件的大量涌现，智能的功率、高压等集成电路的制作工艺和制作技术必定是未来几年乃至几十年电力电子半导体技术的研究的热点。若是集成技术的突破和新型半导体材料的突破相互融合，必然会诞生更多性能更好的、功能更加强大的新器件，功率集成电路SMANPOWER HVIC就是一个明显的例子，他的出现极大地满足了现代工农业大力发展的需要。除了这两者之外，自动控制用的芯片的发展也很是神速。为了让社会更好的运用新器件的优良性能，为了满足诸如波形产生、驱动电路控制、电路实时保护等方面的要求，只有通过研制新材料，改进新工业技术，不断创造出快速性能更加完善、人工智能化程度更高、工业使用更加方便的新型高速控制芯片。

4 总结

电力电子技术的发展肯定是当前一段时间和未来重点研究的热点。电力电子器件的发展直接影响着电力电子技术的发展，电力电子技术的供电电源、电机调速、电力配电等几个方面获得了相当广泛的应用。无论是对于传统的工业，如电力、船舶、矿冶、机械、汽车等，还是一些高技术的技术产业比如通信、激光、航空航天等的发展都至关重要，电力电子技术是提高这些相关行业的水平技术的重要手段，同时也是经济发展迅速的前提。电力电子技术的快速增长、高速度的发展，使其成为了新时代最重要的高端技术之一。

参考文献：

[1] 曾岳南, 邓则名, 章云, 陈林康. 电力电子与电力传动实验教学[J]. 实验室研究与探索, 2005, (S1)

[2] 张选利, 蔡金锭, 刘庆珍. 人工智能在电力电子电路故障诊断中的应用[J]. 福州大学学报(自然科学版), 2003, (03)

第8篇：电力电子范文

关键词：电力电子技术；教学研究；教案；第一堂课

作者简介：汤赐（1978-），男，湖南湘潭人，长沙理工大学电气与信息工程学院，讲师。（湖南 长沙 410114）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）17-0042-03

电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，其应用范围非常广泛，涉及一般工业、交通运输、电力系统、通信网络、计算机、新能源发电等。“电力电子技术”已成为本科教学阶段的专业基础课程，[1]地位十分重要。然而由于课程难，内容多，课时少，所以上好“电力电子技术”是一件具有挑战性的工作。教案的制作和使用有助于应对这一挑战。

很多非师范院校出身的大学教师都没有写过教案，只写过讲稿，笔者也一样。直到拜读北京理工大学龚绍文教授所著《大学青年教师教学入门：大学施教学初步》，[2]才正式接触大学讲课的教案。读完深受启发，对自己所授课程也尝试着写教案，并应用于实际教学，取得了较好的教学效果。下面对如何做好“电力电子技术”教案谈谈自己的一些认识和体会。

一、“电力电子技术”教案制作和使用的目的及其结构

“电力电子技术”教案是教师为某次课的宏观指导思想和具体课堂进程而设计的教学方案，用来保证课堂教学质量达到规定要求。

一般来说，一次“电力电子技术”课的教案由两大部分组成：概述和教学进程。概述主要用于阐释教师对本次课的基本认识和实施教学的指导思想，涉及授课对象及其特点（重点是学生的专业特色、就业去向、已有的知识基础和学习能力）、题目或主题、教学目的、重点和难点、讲授方法和教学手段等。[3]教学进程则负责具体组织教学步骤，用以落实概述中的基本分析和指导思想，通常按授课时序写明每个教学段落的教学要求、教学内容、表达方式和时间分配等细节。

二、“电力电子技术”教案优劣的评判标准

由于“电力电子技术”教案制作和使用的目的是为了保证课堂教学的效果，因此教案的基本结构及其具体内容能否真正实现该目的才是评判优劣的标准。一份较好的“电力电子技术”教案应该具备六个特征。

1.教学目的明确

不论是向学生传播电力电子技术知识，还是培养他们的思想品质，都是孕育在具体教学内容的传授之中，因而在制作教案时，要把每次课的教学目的具体化、明确化，并通过教学内容这一载体反映出来。

2.教学内容充实

首先，要保证包含了“电力电子技术”课程最基本、最重要和最核心的教学内容；其次，应适当介绍与上述教学内容有关的最新进展，拓宽学生知识面；最后，可尝试结合自己的科研经历，讲出对上述教学内容实际运用的切身体会。

3.教学重点突出

依据“电力电子技术”课程的基本要求和教学大纲，确定每次课拟向学生介绍的重要知识点或需要培养的重要能力。值得指出的是，随着电力电子技术的发展，特别是电力电子器件的发展，“电力电子技术”课程的教学重点是会发生变化的，因而不应把课程的重点看成是固定不变，年年如此的。[4]例如，西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》（第4版）[1]实现了以基于晶闸管的电路为主体内容，向以采用全控型器件的电路为主体内容的转移，充分反映了电力电子技术学科的新进展，因此，在教学时，要重点介绍基于全控型器件的电路以及控制这些电路的PWM技术。

4.教学方法得当

教学方法是多种多样的，包括讲授法、谈话法、讨论法、直观教学法、准直观法、边讲边练法、单元教学法、发现教学法、程序教学法、案例教学法、暗示教学法等，[2]上述方法都有各自的优势和不足，适用于不同的场合，因此，不应盲目肯定或否定一种方法，而应结合教学模式、教学手段和教学设备加以综合使用。对于“电力电子技术”这门课程而言，笔者非常信赖案例教学法——通过演示MATLAB/Simulink模型搭建与仿真分析来传授学生点石成金的“金手指”。

5.教学手段多样

语言表达（包括肢体语言）和黑板板书、多媒体屏幕显示、实验演示等是帮助教师阐述教学内容和讲解思路的两类重要教学手段。前者作用于学生的听觉，后者则作用于学生的视觉，二者形成合力，共同保证课程的教学效果。

6.教学进程合理

根据“电力电子技术”学科的发展、自己的理解和听课学生的实际情况，对教材中的内容进行消化、整理和布局，反映在教案上，就是如何给每次课的讲授内容分段并确定它们的讲授顺序。

三、“电力电子技术”教案制作的准备工作

为了制作一份能够体现出教学目的明确、教学内容充实、教学重点突出、教学方法得当、教学手段多样和教学进程合理等诸多特征的教案，需要完成以下三个方面的准备工作。

首先是要做好整体性备课工作。整体性备课是对“电力电子技术”课程的全面准备，是教师能否讲好这门课程的最关键的一步。只有对“电力电子技术”课程有了整体上的把握，对教学内容已经做到了融会贯通，才能在具体讲授每次课时有一个全局的高度、有一种俯视的自信，才能清晰流畅、举重若轻讲授课程，犹如庖丁解牛，游刃有余。

其次是要做好每次课的备课工作。整体性备课是非常重要的，但课还得一次课一次课的讲。事实上，只有每一次课都讲好了，整体性的把握才能落到实处，因此，在每一次讲课之前也要备好课，具体来说：要根据教学安排表明确本次课所讲授内容的大题目，确立教学目的，选择具体内容及讲授重点；根据教学的具体内容确定教学模式，例如，课堂讲授、实验或讨论等；要把教学内容组织成一次讲授式或议论式或谈话式的文稿，应服从并服务于主题，把各部分内容按起始段、中间段到结尾段的顺序安排组织好；选择合适的教学方法和教学手段；写出一份教案来，准备在课堂中使用。

最后是要多向有丰富授课经验的老师请教，尤其是要多听他们的授课，并及时写下自己听课后的体会，融入到自己的授课中去。多听（听人授课）、多讲（自己授课）；再带着问题去听，带着体会去讲……完成几个循环往复的提高过程。

四、“电力电子技术”教案示例

为了更直观地说明笔者上述认识和体会，本节给出了“电力电子技术”绪论课的教案实例以供参考。

1.概述

课程名称：电力电子技术

本课内容：绪论

授课单位：电气与信息工程系

授课对象：D电气工程06-4，5，6

授课时间：90分钟

（1）教学目的。通过对“‘电力电子技术’课程及电力电子技术的地位与作用是什么？什么是电力电子技术？它的发展经历了哪些阶段？目前主要应用在哪些领域？”等问题的初步说明，使学生们对电力电子技术有一个宏观意义上的了解。

（2）教学意义。“电力电子技术”作为电力系统及其自动化专业的选修课，理论性较强，比较难学。考虑到本科生都有一定的自学能力，加之内容多、学时少，这就不可能讲授过细。“绪论”可以为学生们从课程整体内容上把握“电力电子技术”的实质问题提供帮助。

（3）教学重点。“电力电子技术”课程及电力电子技术的地位与作用；电力电子技术与电子学、电气工程、控制理论三者的关系；电力电子技术目前主要应用的领域（结合授课对象所学专业的特点及需要）。

（4）教学难点。无。

（5）教学方法。课堂讲授，给出主要内容。

（6）教学安排。先简单进行自我介绍，再引出本次课的主要内容：

回顾学生已学课程，提出问题：各门课程如何衔接并构成整体？“自动控制原理”中的理论如何运用，并实现对交流电动机的控制？

在介绍“什么是电力电子技术？”时，要重点介绍它与电子学、电气工程、控制理论三者的关系。

在介绍“电力电子技术的发展经历了哪些阶段？”时，要扣住电力电子器件的发展史这条主线。

在介绍“电力电子技术目前主要应用在哪些领域？”时，要针对授课对象的专业特点与需要，重点介绍电力电子技术在交直流电机调速、交直流电力机车、电力系统FACTS和HVDC、太阳能和风能发电、电动汽车、超导储能、不间断电源、开关电源中的应用，并注意衔接好电气工程与电子学、控制理论之间的关系。

（7）教学手段。以口授为主，一定量板书。

2.教学进程（见表1）

五、结束语

教学效果和学生的收获是教学研究的出发点和落脚点。由于课程难，内容多，课时少，所以笔者对如何制作并使用教案来上好“电力电子技术”课程谈了谈自己的认识和体会，涉及“电力电子技术”教案制作和使用的目的及其结构，优劣评判标准，以及需要完成的准备工作等方面，并给出了一个具体的教案示例，希望能起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

[1]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].第4版.北京：机械工业出版社，2000.

[2]龚绍文.大学青年教师教学入门——大学施教学初步[M].北京：北京理工大学出版社，2006.

第9篇：电力电子范文

关键词： 《电力电子技术》 教学改革 慕课 翻转课堂

1.引言

电力电子作为一项新兴技术，因为其变换和传输电能的功能，在生产生活的各个领域受到越来越多的关注。全球性的能源危机使人们的目光开始转向环保型能源，如太阳能、风能，不同形式的能量之间的转换必须依赖电力电子技术。以上海为核心的长江三角地区经济的快速发展，必然会带动电力电子技术的大力发展与应用，同时电力电子技术的发展也相应推动长三角地区经济的迅速发展。

目前国内外高等教育部门均已认识到加强电力电子技术专业教育的重要性。通观全球的电力电子技术教育现状，“改革”的观念渗透到从课堂教育、仿真、实验到专业论文的方方面面。近十年，当高职完成规模建设的过程后，必然实现走内涵发展的道路，实现人才培养目标。我院人才培养目标定位：立足不断探索创新人才培养模式，培养高素质的技术技能型人才。因此，无论从该课程对国计民生的重要性还是从教学务实的角度讲，对于该课程的建设和教学改革都具有重要的实际意义。

2.教学现状

（1）学生方面。对于高职学生，本门课程一般在大二开设，已有电学的基础知识，但是本门课程涉及的电学知识，被遗忘和不扎实现象特别严重，在讲授过程中因为没有掌握基础知识，所以学习这门课程很吃力，以致厌学。

（2）教学方面。近十年来电力电子技术得到飞速发展，新器件和新的控制方法不断出现，《电力电子技术》教学内容必须随自身技术的发展及时更新，但实际授课教材大纲往往内容滞后，与电力电子技术的发展不协调，造成课堂教学与工程实践相脱节；基本沿用传统的以课堂教学为主、验证性实验为辅的教学模式，与先进的现代教学方法和教学手段不相适应，不利于学生对本课程的深入理解；目前课时越来越少，给高职学生的学习和教师教学带来难度。

3.教学方法改革

利用新的教学方法提高学生对电力电子课程的兴趣，被视为电力电子教学改革的重要手段。迅速发展的信息技术和网络技术不仅被应用于实验室建设，而且被广泛作为课程教学的新方法。国内外许多大学都已开发出电力电子的网上授课内容，并以多媒体的形式呈现，其中以瑞士的iPES最著名。

通观国内外高校电力电子教学现状，有很多值得我们学习和借鉴的新方式、新方法，在我国电力电子教学改革中，以下几方面值得注意。

（1）建立系统的观念。在教材编写与课程内容组织的过程中，从电力电子系统的观点出发，将相关知识有机融合，避免将各种电力电子器件、各种结构功能的电路作孤立讲解，因为电力电子电路通常都是几种电路组合在一起构成一个系统实现一定的功能的，仅仅孤立地讲解其中的一个意义不大。

（2）注重电力电子电路的设计，培养学生的电路设计思想和能力。从电路设计的角度出发组织电力电子技术的教学内容，是一种很好的教学方式。哪怕是最简单的电力电子电路的设计，也是一个很好的开端。

（3）课堂教学、仿真、实验并重。在课堂教学中引入各种先进的教学手段，在实验室中引入先进的仿真软件，如MATLAB、PSPICE等，同时下大力气建立电力电子技术实验室。通过各种实验电路搭建完整的电力电子系统，应是实验室的基本功能，而不仅仅是对各种功能电路的验证。

（4）在教学中，为了跟上电力电子技术快速发展的步伐，仅仅讲授教材中的内容是不够的，还应采取调研、讨论、讲座、专题报告等各种形式，使学生对电力电子技术的前沿技术有所把握，为学生未来的科研与工作打好基础。

（5）积极开展电力电子及相关课程的网上教学，用动画、多媒体等先进手段展示电力电子的课程内容，提高学生的学习兴趣。通过交互式网页设计使学生主动参与学习，增强教学效果，如“慕课”（MOOC，大规模在线开放课程）。

4.MOOC+翻转课堂

近年兴起的“慕课”已在全球高等教育界引发热潮，我国北大、清华、复旦等高校相继加入“慕课”平台。同时，国内高校认识到，应借势“慕课”冲击，努力提高教学质量，还能用较低的成本进一步均衡国内高等教育优质资源。建设“中国式慕课”很快由理念变为行动。

翻转课堂是指重新调整课堂内外的时间，教师不再占用课堂的时间讲授信息，这些信息需要学生通过看视频讲座、听播客、网络阅读等形式课后自行学习。教师更多地利用课堂时间对学生进行一对一的互动和指导。

把基于MOOC的翻转课堂法融入《电力电子技术》的教学实践活动中，使师生共同走进课程，体验、思考，成为课程的创造者和主体，这种教学改革在全国范围的课程改革中尚属前沿。

参考文献：

[1]陶生桂，胡兵.长三角地区电力电子技术发展及应用[J].变流技术与电力牵引，2007，1：38.

[2]关晓菡，赵徐森，张卫平，刘元超.电力电子技术实验教学改革探讨[J].第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集，2005：543.