现代电力电子技术精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇现代电力电子技术，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：浅谈 现代 电力电子技术

中图分类号：TM1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）12-0229-01

现如今的高新技术有很多都是和电网的相位、电压、电流和频率等基本参数的转换与控制相关。现代电力电子技术能实现对这些参数的高效处理与精确控翻，对大功率的电能频率的变换能够得到很好的实现，这样可以支持多项高新技术的发展。

1 现代电力电子技术的内涵

现如今电力电子技术主要是处理的对象时功率，主要是来实现高效率和高品质的用电。电力电子技术主要通过电力半导体器件和自动控制技术、计算机和电磁技术的三者综合运用来实现获取、传输、变换和利用。在各种高质量、高效和高可靠性的电源中能够起到非常重要的作用，可以让当代的电力电子技术得到很充分的运用。功率IGBT和MOSFET是非常具有代表性，其功率半导体复合器件主要具有高频、高压和大电流等的特点。这类的特点也意味着传统的电力电子技术不能够适应现如今的社会发展，电力电子技术已经进入了一个全新的高速发展的时代。具有功能驱动、节能明显和先进等特点的IGBT，MOSFET等新型电力电子器件，所以可以在新型家电、感应加热、通信、计算机电源和电动交通工具等领域中有很好的发展前景。

2 现代电力电子技术的历史沿革

电子技术和微电子技术在80年代以来在各自的发展滞后得到了有效的结合，也就产生了全新概念的全控型的高频化电力电子集成器件。可关断晶体管（GTO）电力晶体管（GTR）以及此类晶体管的模块也得到了实用化。从此滞后，各种高频化和全控化的新型器件也相继出现，例如（功率MOSFET）绝缘门板晶体管（IGT或IGBT）、静电感应晶体管（SIT）、静电感应晶闸管（srrH）、MOS晶阐管（MCT），MOS晶体管（MGT）。这也意味着一个具有高频化和全控型的全新电力电子器件时代的诞生，传统的电力电子技术即将被淘汰。代电力电子技术大跨步进入高速发展的新时代。新一代电力电子器件的特点主要有多功能化、高频化、全控化和集成化。新型多功能的器件的出现促进了控制系统和变流电路的技术不断发展和成熟。现如今电力电子技术主要是由各种PWM电路、高频斩波电路和脉宽调制双零谐振电路组成。因此从今天的时代进入变频器，极大地丰富了电力电子技术的功能，不断开拓新的应用领域的时代的传统不断变化的需求的电力电子技术。

3 现代电力电子技术的发展

电力电子技术的发展自从20世纪90年代以来主要具有两个方面的特点：电子技术与微电子技术的不断完善结合和现有的各类新型电力电子技术器件参数的不断完善和提高。电力电子器件的发展特点使其迅速的想着大容量化和智能化的方向不断的发展，也预示着一个电力电子技术来到全新的时代。电力电子技术是多技术和多学科的相互渗透和创新结合的技术，在工业领域中对具有很强的渗透性。80年代后期，主要是以各种PWM电路和全控型新器件的现代化电力电子技术为代表。在此时代主要是家用电器等、交流电气牵引以及交流调速系统等领域运用的比较频繁。这个时代的发展预示着电力电子技术进入了新的发展阶段。在这个时代的电子电力系统当中，大型机组工作状态的改变和运转变流装置起着非常重要的作用。现代主要是给与直流输电以及系统运行的成熟控制和测试等安全保护提供一些技术手段。超导磁浮铁道系统主要有机车牵引、轻轨车以及地铁在电力电子技术应用领域已经非常普及。日本在火车在高速运行时有PWM逆变交流牵引系统取代原来的直流系统的技术是世界第一。先进的国家都非常的关注超导磁浮铁道系统的研究，其能够让火车高达500公里每小时。这样能够解除交通压力和提高运输能力，对国民经济的发展有着非常重要的作用。现如今的电力电子技术是传统产业和信息产业的主要是被控强电、弱电和接口桥梁。此技术的发展能够提高生产效率、降低消耗和节能。

4 结语

电力电子技术能能够让国家的基础产业得到非常快速的发展，其与国家发展的方针和政策的配合下能够在21世纪显得尤为重要。因此，电力技术成为了21世纪可持续发展不可或缺的组成部分，成为高科技产业链的关键所在，能够推动我国的工业技术创新。

参考文献

[1]刘莉宏.现代电力电子技术的发展及其应用[期刊论文]《北京工业职业技术学院学报》，2006年3期.

[2]赵玉冰.浅谈现代电力电子技术的应用和发展[期刊论文]《科技咨询导报》，2007年3期.

篇2

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、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。

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。

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。

二、电力电子技术的应用

1、一般工业

工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

2、交通运输

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。3、电力系统

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。

在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。

4、电子装置用电源

各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。

5、家用电器

照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。

6、其他

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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：

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关键词：电力电子；技术；应用

随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门，将成为21世纪的重要关键技术之一。

一、电力电子技术的应用

1、电气节能的应用

节能是当前社会发展的必然趋势。电气节能主要包括变频调速、电能质量控制、有源滤波等，当前阶段，在电气节能的应用中又以变频调速为主要研究内容。电机变频调速节能是当前工业节能发展的一个主要途径，在未来的发展时期，三大发展因素将会进一步促进电机变频调速行业的快速发展：一是变频器产品日趋成熟，应用范围越来越广，技术越来越新，企业投资产品的成本将会越来越低；二是电机变频调速节能的效果非常明显，具有广泛的社会效益，这样能够更好的调动企业生产的积极性；三是国家对重点耗能企业也会采取一系列措施，发展电气节能能够有效的降低企业能源消耗，减少资源浪费，为社会创造财富。

2、新能源发电的应用

当前，社会发展的速度越来越快，人们消耗的资源也越来越多，全球范围内的石油储量、煤炭资源总量逐步在减少。在传统能源逐步减少的同时，生态平衡也受到严重的破坏，环境污染日益严重。因此，新能源在未来的一段时期有很大的发展前景。现在通过新能源发电的方法越来越多，比如通过地面太阳能发电、风电等，其中太阳能光伏发电在上海世博会上被充分利用，这对于新能源的开发有很好的借鉴意义。上海世博会的太阳能发电项目不仅是我国当前规模最大、采用技术最多的项目，同时也是世博会历史上新能源发电技术的最大规模应用，可以说，新能源的世界已经离我们越来越近。新能源发电中的电力电子技术应用特点主要有：新能源在供给过程中能源供给随机性较大，比如风能、太阳能等都会随着天气的变化而变化，并对电网发电的要求比较高，在新兴的能源使用中，可以充分考虑海洋能等随意性不大的资源。

3、电力牵引的应用

电力牵引是利用电能为动力的轨道运输牵引动力形式。它是以电力系统或发电厂为电源，通过牵引变电所使电力系统受电，经过降压、变频成交流电源，由接触网向电力机车、动车组供电。比如电力机车或动车的牵引电动机将电能充分转换为机械能，驱动铁路列车运行，这给人们的生活提供了极大的方便。但电力牵引也存在一些不足，主要表现在增加了供电系统装置，使其一次性投资比其他牵引动力形式要高些，同时，电力机车在运行时，会产生高次谐波和负序电流，谐波的存在和高压接触网及其回流网的不对称，对沿线不平行接近的电信线路将产生干扰电压，对电力系统的安全、经济运行有一定的影响，对通信质量和人身安全也存在一定的影响。因此，需要采取有效措施进行防护和限制，要在以后的发展过程中不断改进技术，通过新技术来改进电力牵引的缺点，使其达到合理，为社会发展贡献力量。

4、智能电网的应用

智能电网，就是将电网进行智能化改造，它是建立在集成的高速双向通信网络的基础之上的，在运行的过程中，通过先进的传感和测量技术、控制技术以及先进的决策管理体系的应用，实现电网的可靠运输、实现经济、高效、环境友好和使用安全的目标。从更高的层次来讲，当前社会发展的电网变得比以往更大、更安全及更高能效，但其智能化程度仍旧较低，因此，其在未来的发展过程中有很好的发展前景。智能电网的核心就是智能电表。通过借助智能电表，电力事业机构能够知道用户在任意时间所使用的电能，便于他们根据用户的个性化需求提供针对性的服务，不断的满足社会的需求。

5、在工业中广泛应用

工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的凋速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展。使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千Kw的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

6、在交通运输中的应用

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并拧制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。

7、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入了电子、电器设备领域。随着计算机技术的发展，人们提出绿色电脑和绿色电源的概念。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 “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。

二、电力电子技术发展趋势及应用前景

电力电子技术已进入高频化、标准模块化、集成化和智能时代。理论和实验证明电气产品的体积与质量反比于供电频率的平方根，频率提高对其设备的制造省材，运行节能和系统性能改善意义十分深远。电力电子器件高频化是其创新的主导方向，硬件结构的标准模块是器件发展的必然趋势。目前先进模块已和包括开关元件和与其反向并联的续流二极管及驱动保护电路多个单元且均以器件标准化和产品系列化，其一致性与可靠性达到极高水平。现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。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。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋。

结语

电力电子技术随着新元器件的研发及现代计算机、控制技术的迅速发展而应用领域更加广泛，应用性能更加完善可靠，并引起了电力系统的重大变革，新的大功率电力电子器件的研发和应用将成为21世纪电力研究的前沿，必将为人类社会的发展与进步作出更大的贡献。■

参考文献

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【关键词】 电力电子 可控整流 变频装置 柔流输电 有源电力滤波器

电力电子技术是职业教育中电气类专业的一门重要课程，研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域――电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。

1、一般工业

工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

2、交通运输

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。

3、电力系统

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。 在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。

4、电子装置用电源

各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。

5、家用电器

照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为"节能灯"，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。

6、其他

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关键词 电力电子技术；应用；发展前景

中图分类号TM1 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）46-0078-02

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它对于电力领域有着非常重要的贡献，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。在现阶段的发展背景下，电力电子技术可以理解为功率强大。它与传统的电子技术相比，改变了以往的发展模式，有着许多的优势和功能：它不仅能够通过功率较大的电流和承受高电压，而且能够在大功率的情况下，很好的解决器件发热、运行效率的问题，对于我国电力事业的发展意义重大。当前，电力电子技术的应用范围已经越来越广，对于人们的生活所产生的影响越来越大。本文主要针对当前电气工程领域的四大热点进行详细分析和探讨，分别为电气节能领域、新能源发电领域、电力牵引领域以及智能电网领域4个方面。

1 电力电子技术的应用

1.1 电气节能的应用

节能是当前社会发展的必然趋势。电气节能主要包括变频调速、电能质量控制、有源滤波等，当前阶段，在电气节能的应用中又以变频调速为主要研究内容。电机变频调速节能是当前工业节能发展的一个主要途径，在未来的发展时期，三大发展因素将会进一步促进电机变频调速行业的快速发展：一是变频器产品日趋成熟，应用范围越来越广，技术越来越新，企业投资产品的成本将会越来越低；二是电机变频调速节能的效果非常明显，具有广泛的社会效益，这样能够更好的调动企业生产的积极性；三是国家对重点耗能企业也会采取一系列措施，发展电气节能能够有效的降低企业能源消耗，减少资源浪费，为社会创造财富。

1.2 新能源发电的应用

当前，社会发展的速度越来越快，人们消耗的资源也越来越多，全球范围内的石油储量、煤炭资源总量逐步在减少。在传统能源逐步减少的同时，生态平衡也受到严重的破坏，环境污染日益严重。因此，新能源在未来的一段时期有很大的发展前景。现在通过新能源发电的方法越来越多，比如通过地面太阳能发电、风电等，其中太阳能光伏发电在上海世博会上被充分利用，这对于新能源的开发有很好的借鉴意义。上海世博会的太阳能发电项目不仅是我国当前规模最大、采用技术最多的项目，同时也是世博会历史上新能源发电技术的最大规模应用，可以说，新能源的世界已经离我们越来越近。新能源发电中的电力电子技术应用特点主要有：新能源在供给过程中能源供给随机性较大，比如风能、太阳能等都会随着天气的变化而变化，并对电网发电的要求比较高，在新兴的能源使用中，可以充分考虑海洋能等随意性不大的资源。

1.3 电力牵引的应用

电力牵引（electric traction）是利用电能为动力的轨道运输牵引动力形式。它是以电力系统或发电厂为电源，通过牵引变电所使电力系统受电，经过降压、变频成交流电源，由接触网向电力机车、动车组供电。比如电力机车或动车的牵引电动机将电能充分转换为机械能，驱动铁路列车运行，这给人们的生活提供了极大的方便。但电力牵引也存在一些不足，主要表现在增加了供电系统装置，使其一次性投资比其他牵引动力形式要高些，同时，电力机车在运行时，会产生高次谐波和负序电流，谐波的存在和高压接触网及其回流网的不对称，对沿线不平行接近的电信线路将产生干扰电压，对电力系统的安全、经济运行有一定的影响，对通信质量和人身安全也存在一定的影响。因此，需要采取有效措施进行防护和限制，要在以后的发展过程中不断改进技术，通过新技术来改进电力牵引的缺点，使其达到合理，为社会发展贡献力量。

1.4 智能电网的应用

智能电网，就是将电网进行智能化改造，它是建立在集成的高速双向通信网络的基础之上的，在运行的过程中，通过先进的传感和测量技术、控制技术以及先进的决策管理体系的应用，实现电网的可靠运输、实现经济、高效、环境友好和使用安全的目标。从更高的层次来讲，当前社会发展的电网变得比以往更大、更安全及更高能效，但其智能化程度仍旧较低，因此，其在未来的发展过程中有很好的发展前景。智能电网的核心就是智能电表。通过借助智能电表，电力事业机构能够知道用户在任意时间所使用的电能，便于他们根据用户的个性化需求提供针对性的服务，不断的满足社会的需求。

2 电力电子技术的未来发展前景

当前，电力电子技术的发展已经进入到各个领域，它在人们的生活中扮演着非常重要的角色，有着非常大的发展前景，这主要体现在以下几个方面：

1）新的材料进一步更新。随着社会经济的发展，人们生活水平越来越高，对于新材料的需求也会越来越高。同样，电力电子技术也会进一步加快研究步伐，将会扩大器件的频率研究、功率等级研究，会有效的降低器件的温度，减少器件体积，同时，成本将会大幅度下降，可以大大改进系统性能，扩大应用范围，使越来越多的领域受益；

2）改进器件和装置封装形式。在未来的发展前景中，电力电子技术将会对电力电子器件和装置形式不断进行改进，实现系统集成，减小各项生产成本，同时，通过新技术的运用使其获得更高的集成化和可靠性；

3）使用无需吸收电路并且关断延时小的集成门极换流晶闸管，这样可以有更多的器件来选择应用，特别是在一些大功率应用场合的器件选择时，选择的范围将会越来越广，给人们社会生活带来方便；

4）发展新型的全半导体变流系统。随着社会经济发展的迅速，社会在选择上越来越倾向于体积小、应用广的电子器件。因此，电力电子技术的发展将会在体积小、重量轻、损耗小、无功率的全半导体变流系统上做文章，不断加大设计力度和创新手法，满意日益增长的物质文化需要；

5）发明新型家用电器产品。随着低碳经济的提倡，人们在生活中越来越追求低碳的概念，低碳对于人们的生活有着非常重要的意义，现阶段，各种低碳产品已经逐步进入人们的视线和生活之中，新型汽车、新型电动车等低碳产品供不应求。因此，未来的电子器件的发展趋势将会进一步向家用电器延伸。

参考文献

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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

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【关键词】电力电子 电源 发展趋势

1 电力电子的发展及发展趋势

电力电子技术是利用电力电子元件对电能进行控制和转换的学科。电力电子技术已经与其他技术相结合成为一门交叉的科学，它经历了三个阶段：整流器时期、逆变器时期、变频器时期，随着电力电子器件和技术的更新，使得其在很多领域都得到应用。

1.1 整流器时期

随着美国通用电气研制了第一个工业用的晶闸管，从而开启了整流器时代。上个世纪50年代工业用电基本上是50HZ的交流电，但是像电解、牵引、直流传动都需要直流电提供动力，于是基于晶闸管基础上的硅整流器就应运而生了，它能把工频交流电转化为直流电，极大的促进了工业的发展。

1.2 逆变器时期

由于20世纪70年代出现了世界性的能源危机，晶闸管作为半控型器件，不能自动断开，因此也不能适应企业的需要。交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展，这些自开断的全控型器件也得到了极大的发展，但是由于技术限制，发展也有限。

1.3 变频器时期

在八十年代随着电力电子技术的发展，大规模和超大规模的集成电路的发展标志着现代电力电子时代的来临，其中以MOSFET和IGBT为代表。它们的出现使得电频从低频向高频转化，同时也使设备向小、轻等方面发展。

现代电力电子技术的研究核心任然是电源技术，目前现代电力电子技术正向规模化和集成化发展；现代电力电子技术正从低频向高频发展；现代电力电子技术向全控化和数字化转变；现代电力电子技术正向着绿色化转变。

目前我国政府和企业都在强调创新的作用，现代电力电子技术的发展使得其与多个领域的科学相结合，其发展创新将会惠及多个领域，目前现代电力电子技术也是向着智能化和绿色化的方面去发展。这样的发展不仅能够为我国工业发展提高效率而且能够带来环境方面的保护。

2 电源技术的发展及发展趋势

开关电源的前身是线性稳压电源。电源的种类按照不同的分类标准来看，主要有以下几种：按输入-输出分为AC-AC、AC-C、DC-C、DC-C；按同负载连接稳压方式分为串联型稳压电源、并联型稳压电源；按工作状态分为线性电源、开关电源、二极管稳压电源。在我们生活中，大多数电子装置、电气控制设备的工作电源是直流电源。随着计算机等电子装备的集成度的增加，体积越来越小而功率却越来越大来取代了体积庞大的线性电源开关。新型的电力电子技术给电源开关的发展提供了物质基础，20世纪60年代末，高耐压、大电流的双极型电力晶体管的出现，使得采用高工作频率的开关电源得以问世。

开关频率的提高有利于开关电源的体积减小、重量减轻。最早期的开关频率仅仅是几千赫兹随着电力电子技术的发展开关的频率逐渐提高，当频率达到10kHz左右时，变压器、电感等磁性元件发出很刺耳的噪声。为了降低噪声，科研人员不断研发最终使得开关频率突破了人耳听觉极限的20kHz，随着电力MOSFET的应用，开关电源和开关频率进一步提高，使得电源体积更小，重量更轻，功率密度进一步提高。IGBT可以看成是MOSFET和GTR复合而成的器件。IGBT的出现，使得开关电源的容量不断增大。另外，为了解决开关频率的提高也使得电源的电磁干扰问题，20世纪80年代出现了采用准谐振技术的零电压开关电路和零电流开关电路，这种电路利用以谐振为主的辅助换流手段，使开关开通或关断前的电压、电流分别为零，解决了电路中的开关损耗和开关噪声问题，使开关频率可以大幅度提高，从而，使开关电源进一步向体积小、重量轻、效率高、功率密度大的方向发展。电力电子技术随着需要会不断的向前发展和创新，新的产品会不断的更新换代去适应企业的发展需求，目前无论是国外还是国内都有极大的需求量，而电源技术会不断向高频、小体积方面发展。

3 电力电子技术在电源领域方面的应用

3.1 计算机绿色高效率电源

计算机能够为人类的工作生活带来方便，但是过去计算机的体积庞大，在八十年代，计算机率先采用了电源开关，促使更多的电子设备采用电源开关。计算机换取了电源开关之后，为省电、环保方面做出了贡献。

3.2 高频开关电源

通信业的快速发展促使电源行业的快速发展，目前频率高体积小的电源是通信业的主流。通信设备中所用的集成电路种类繁多，电源电压要根据不同的情况使用有所不同，在 通 信 供 电 系 统 中 采 用 高 功 率 密 度 的 高 频 DC-DC隔离电源模块可以减小损耗、方便维护和安装。

3.3 直流-直流变换器

DC/DC 变化器可以将固定的直流电压转变为可变的直流电压，可以再无轨电车、地铁等行业进行应用，可以使的加速平稳，得到快速的响应，别且能够节约电能。同时 DC/DC二次电源已近商品化，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。

3.3.1 不间断电源

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。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，微处理器软硬件技术的引入使得其实现了对UPS的智能化管理。

3.3.2 变频器电源

变频器电源主要用于交流电机的变频的调速，随着日本东芝的将这种技术应用于空调技术中，国内90年代开始应用这种变频技术，极大的节省了电能。

3.3.3 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。由于电焊机工作环境恶劣，电焊机频繁的出现一些问题，高频逆变式整流焊机电源的出现解决了常出现的问题，提高了焊机工作的可靠性。

4 结语

本文笔者通过分析电力电子的发展和电源技术的发展及电力电子技术在电源领域的应用，来揭示未来电力电子的发展趋势，鼓励更多的科研人员能够敢于想象，发挥自己的创造力研发出更多适合工业和能源需求的电源。

参考文I

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[论文摘要]汽车是当前重要的交通工具，汽车的发明和汽车相关技术的发展极大地改变了人们的出行方式，加快了商品和人员的流通。

随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度也越来越高。汽车技术与电子技术相结合催生出汽车电子技术概念。电子技术在现代汽车工业中的广泛应用加快了电子汽车的发展趋势，推动了汽车功能的多元化和便捷化。

一、汽车电子技术

现代电子技术与汽车工业的结合促成了电子汽车概念的诞生和实现，概括地来说当前的汽车电子技术主要包括：智能化集成传感器：提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作坊大处理。同时，他还能自动进行时漂、温漂和非线性的自动校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响；嵌入式微处理机已广泛地应用与安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。软件技术：随着汽车电子技术应用的增加，对有关控制软件的需求也相应增加，并可能要求进一步计算机联网。因此，要求使用多种语言，并开发出通用的高水平软件，以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件；多通道传输技术，多通道传输技术的采用，对电子控制集成化的实现是十分必要和有效的。采用这种技术后，使各个数据线成为一个网络，以便分享汽车中心计算机的信息。汽车车载电子网络：汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。为了进一步提高行使的经济性，温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。由此，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。集成化技术：汽车电子技术的一个发展趋向是功能集成化，从而实现更经济、更有效以及可诊断的数据中心。光导纤维：汽车电子技术的进步，已使各系统控制走向集中，形成整车控制系统。这一系统除了中心电脑外，甚至包括多达23个微处理器及大量传感器和执行部件，组成一个庞大而复杂的信息交换与控制系统等。

二、国内汽车电子技术发展

电子技术在汽车工业中的应用加快了汽车技术的升级和突破，自20世纪80年代以来，汽车工业的长足发展，也是以电子技术（特别是计算机、集成电路技术）为动力而实现的。采用电子技术是解决汽车所面临的诸多技术问题的最佳方案。因此一国电子产业的发展水平及其在汽车工业领域的应用情况决定了其在未来轨迹汽车行业竞争中的地位和影响力。目前，国产汽车的电子技术应用多数还处于初级阶段。只有少数厂家，主要集中在一些中外合资和国内较为先进的汽车生产厂家，开始将电子控制装置应用在汽车工业中。国内现在采用的电子装置主要包括发动机的燃油喷射、电子点火控制、汽车安全性方面的安全气囊，ABS等领域，而且多数为直接引进国外产品组装，国内科研院所目前有关汽车电子技术应用的研究也主要集中在发动机控制、电控悬架、ABS系统等几个方面，在汽车的电子网络化技术、GPRS导航及智能交通系统的研究等方面与国外还有一定差距。

三、现代电子技术促进汽车智能管理的发展

随着经济的快速发展和人民群众对汽车工业要求的逐步提高，当前的电子技术在汽车工业领域里得到了很好较快较好的应用。汽车智能管理系统就是这一应用的重要体现。车辆智能管理仪（以下简称管理仪）硬件构成主要由CPU，数据存储器扩展电路、IC卡接口电路、GPS接收电路、光电隔离的输入、输出电路、数码相机控制电路、指示灯、蜂鸣器及电源部分组成。采用GPS接收机接收卫星的信号，经过计算后可得出车辆所处的经纬度、行驶速度、行驶方向等参数。管理仪还能够采集与司机操作有关的数据，如刹车、远光灯、近光灯、左右转向灯、喇叭、雾灯、制动气压、车门开关等参数。管理仪根据预先设定的时间间隔和特殊事件的触发，将有关数据保存入IC（Intelligent Card）卡中。根据这些数据，车辆管理部门就可以对车辆的历史运行状况进行检查、管理，以确定车辆是否按照规定的要求运行。管理仪还能够对最近15次停车前，每次停车前50秒的所有信息进行详细记录，GPS数据的采集速度受GPS系统的限制，每秒钟记录1次，其他参数每隔0.2秒记录一次。管理仪还具有数码照相机的控制接口，可以根据外部触发信号，对车内的情景拍照。 转贴于

汽车工业是高科技工业，汽车性能的每一步提升都伴随着新技术、新工艺的运用。电子技术是21世纪推动经济发展和社会变革的重要技术之一，电子技术的发展及其在汽车工业领域的广泛应用将有效提升汽车工业的发展水平。

参考文献

[1]高艳青：《现代电力电子及电源技术的发展趋势》，载《电脑与电信》2007，1.

[2]张庆湘：《浅析电子技术在现代汽车工业中的发展与应用》，载《企业技术开发》2007，6.

[3]李卫东：《浅谈电子技术在现代汽车工业领域中的应用》，载《中国职工教育》2005，9.

[4]陈长军、张敏、马红岩、林希峰、闫文清，《激光技术在汽车工业上的应用》，载《机械工程师》2007，9.

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【关键词】现代电话通信技术；电力自动化；应用

1电力自动化概述

通常电力自动化主要包括：通讯网络；自动化的控制设施；就安静继电保护技术等等。为用电客户提供先进可靠的监控设施进行远程实时的检测与管理，以便及时发现故障，及时解决。进而保证电力系统安全可靠的工作运行，并可以不断优化电力负荷，其管理灵活方便。近年来，我国计算机网络技术与遥控技术的不断发展进步，有效促进了我国电力系统自动化发展，许多原先看上去各不相关的技术相互融合，共同发展，进而实现电力系统高度的集成化、智能化与自动化，为了适应市场经济的发展需要，电力系统自动化与一体化管理是必然的发展趋势，电力自动化一定要紧跟通信技术、计算机技术和其他IT技术的发展趋势。通常来说电话通信遥控和常规遥控的方式比较而言，我们并不需要专门布设线路，传输通道是可以共用的，其具备良好的由于性，现代电话通信技术主要是利用现有的无线移动电话网络与固定电话网络，与用电客户的电话交换网络来共同组成的，就目前来说推动网络是非常完善的，几乎没辐射不到的地方，联通网络系统与城市小灵通系统在不断发展进步，电信网络也发展迅速，有效促进了我国电话有线和无线网络相互结合到达全国联网，使得电网通信遥控不收距离的限制。方便灵活的移动、联通、电信等无线短信通信系统，不仅仅卡哇伊跨越省市，甚至可以跨越国家来传送信息，并且每条短信信息在国内仅仅一毛钱就可以了，所以，我们利用手机短信，实现超远程的遥控设备，以及报警是一项非常好的选择，其应有成本也比较低，使用起来也比较便捷简单，因此，被广泛应用在各行各业，电力自动化系统也不例外。

2现代电话通信技术在电力自动化中的重要作用

近年来，我国电力系统电网的改造不断深入，电力自动化发展已经成为现代我国电网的发展趋势。现代电话通信技术是一种可以进行远程监督与遥控的通信技术，我们通过把现代电话通信技术应用在电力自动化中，可以充分利用现代电话通信技术的特点，充分实现对电力自动化系统与电力设备进行远程实时的监控与维护管理。我们通过把现代电话通信技术应用在电力自动化中，可以使得电话与移动网络的施工建设具备施工周期比较短，遥控的费用比较低，以及手机的短信非常方便灵活等特点，在确保电力自动化可以安全稳定的工作运行与保证电力企业可持续健康发展中起着非常重要的作用，所以，现代电话通信技术是一种运行工作费用比较低、应用起来比较简捷与可靠性比较高的运程遥控技术，值得在现代电力自动化系统中被广泛的推广与应用。应用现代电话通信技术可以实现对电力自动化系统进行实时的运行监控和维护管理，是现代我国电网系统与电力调度自动化系统研究的新方向。通常来说，现代电话通信技术在电力自动化中的重要作用主要有以下三点：

2.1实时监控电力系统

现代电话通信技术在电力自动化系统中的应用，可以有效对电气自动化系统与电气设备的工作运行状况进行实时监控，在检测出故障之后，可以及时准确的采取解决措施来处理，迅速解决故障，进而确保电力自动化系统与电气设备的工作运行更加稳定、安全与准确，特别是现代电话通信技术具备远程遥控、维护管理以及诊断等方法，进而有效促进了电力自动化的健康发展。

2.2建设成本比较低

现代电话通信技术和常规遥控方法相比较而言，并不需要设置专门的信息传输通道誉通信线路，我们可以利用用电客户电话的交换网络、无线移动的电话网络，以及有线固定电话的网络等等，非常便利，也不需要投入更多的施工成本，电话通信的网络也不受遥控距离的限制条件，可以进行全天候、实时的监控，也可以跨越省市、甚至是跨国来传送与控制。

2.3维护费用比较低

我们利用移动手机、办公电话、以及住宅电话等等，可以实现远程监控与诊断电力自动化系统与电气设备的运行状况，实现使用比较简单、运行安全可靠、成本造价低，并可以大大降低维护管理费用。我们把现代电话通信技术应用在电力自动化系统中，可以利用现代电话通信技术全面监控整个电力自动化系统的工作运行，以便及时准确地发现电力自动化系统中可能存在的故障，迅速采取有效针对性来解决故障，进而降低电力自动化系统故障处理的维护管理费用，降低维护管理工作人员的劳动强度，可以使得电力企业获取较大的经济效益与社会效益。

3现代电话通信技术在电力自动化中的具体应用

3.1移动手机短信通信技术的应用

随着我国科学技术的飞速发展，现代通信技术也得到了快速发展，航天技术与电话通信技术相互结合，使得移动手机通信技术得到了快速发展以及广泛应用。手机短信遥控电路技术是移动手机通信技术在电力自动化中的典型应用。在以前移动手机可以通过短信控制太空中的卫星，并且读取卫星上传输的数据信息，现如今在装上蓝牙系统之后，我们可以采用无线方式接收与发射信号，这样可以有效控制卫星，并实时监控电力自动化。其原理主要是：手机短信遥控电路技术集合了来电显示、过滤器、短信内容的提取等模块，在移动电话的控制模块里面输入具有一定权限的手机号码，同时编制遥控指令的短信内容之后，只有具备相应资格的手机号码与正确短信内容，才有可能接收短信内容，进而实现遥控电力自动化，不然是没有办法驱动遥控对象的，就会拒绝执行短信内遥控命令，进而保证了传输信息的安全性。

3.2DTMF拨号遥控技术的应用

在实际工作中，DTMF信号作恶一种稳定性与可靠性都相对比较高的实用通信技术，被最早应用在程控电话的交换系统中。一般情况下，DTMF信号主要包括以下二种：①高音组。主要包括1633Hz，1477Hz，1336Hz和1209Hz。②低音组。包括941Hz，852Hz，770Hz和697Hz。一共共八种频率信号，DTMF拨号遥控技术一般是八选二的方法，分别在高音组与低音组里面分别选择一个信号来组成复合信号，进而形成十六组特定编码的遥控信号系统。DTMF拨号遥控技术在电力自动化中的应用的原理是：在远端电话控制模块里面设置具有遥控权限的电话，并且保证电话号码具有一定的身份遥控功能。我们在当拨号验证通过的时候，通信系统可以提供相应的提示信息，并且进行相应的DTMF编码拨号，驱动相应的遥控对象动作。对于下线没有相应权限的电话，则不给予以接听与拨号。DTMF拨号遥控指令编码方案主要以下包括九种：①第一路开关。遥控开启拨号编码为1*，遥控关闭拨号编码为1#。②第二路开关。遥控开启拨号编码为2*，遥控关闭拨号编码为2#。③第三路开关。遥控开启拨号编码为3*，遥控关闭拨号编码为3#。④第四路开关。遥控开启拨号编码为4*，遥控关闭拨号编码为4#。⑤第五路开关。遥控开启拨号编码为5*，遥控关闭拨号编码为5#。⑥第六路开关。遥控开启拨号编码为6*，遥控关闭拨号编码为6#。⑦第七路开关。遥控开启拨号编码为7*，遥控关闭拨号编码为7#。⑧第八路开关。遥控开启拨号编码为8*，遥控关闭拨号编码为8#。⑨第一到八路开关。遥控开启拨号编码为9*，遥控关闭拨号编码为9#。

3.3电话振铃遥控技术的应用

一般来说，电话振铃遥控技术的振铃遥控主要是由提取来电显示的号码、振铃电压、号码过滤器等等，这些模块共同组成，把具有一定权限的移动电话，或者固定电话设置在远端电话的控制模块里面，主要可以确保该电话号码具有相应的“身份证”功能。电话振铃遥控技术的远端控制模块仅仅接收具有一定权限电话的振铃信号，进而驱动相应设施来遥控电路，进而按照相应状态的信息数据回传输给远端的电话，将振铃遥控信号进行回传。另外，我们还需要选择不同传感器进行连接，例如：单片机的电路，电路的接口用下沿触发，触发电平自高而下，从5~0V。对于那些没有权限的电话，则不给予以接收振铃的信号，那么可以没有办法也驱动遥控设施来遥控电路。

4结束语

总而言之，在电力自动化中现代电话通信技术的具体应用，大大提高了电力系统自动化的性能，有效促进了我国电力企业的可持续发展。

参考文献

[1]李胜利，赵曼.浅析现代电话通信技术在电力自动化中的应用[J].科技与创新，2016，23（11）：204~205.

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关键词：现代电厂 自动化技术 电力系统

中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）11-0210-01

现代化的科技的高速发展让电力系统自动化技术拓宽了应用领域，它凭借了现代化的科学信息技术与网络电子技术对供电系统进行了监督控制，还能够将数据记录号，把记录好的数据运用网络传达到电力的控制监督部门的电脑上，让监控部门的工作员工能对供电系统的运转状况进行技术的分析，找到故障的原因，根据数据进行调整。自动化技术是一项非常复杂且综合性比较强的技术，它与信息技术、控制技术、电子技术、网络技术等多种理论技术有着不可分割的联系。现代电厂电力系统自动化技术的快速发展，为电力系统和电力行业提供了能源管理与环境质量问题的解决方案，并且还消除了现代化信息与自动化技术两者的矛盾。

1 现代电厂电力自动化系统概述

电厂电力系统的自动化通常是指电工进行的二次系统，也就是指电力系统的自动化采用了多种具有自动的控制、检测以及决策的功能装置，并且通过数据传输系统和信号系统对电力系统的全系统或者是局部系统以及各个元件进行远方或者是就地的自动的协调控制和监视调节，以此来确保电力系统能够安全的稳定的健康的运行。

2 现代电厂电力系统自动化技术的实际应用

2.1 电厂电网系统的自动化技术应用

电网系统的自动化技术的起源很早，它的应用同时也是现代化电网技术自动化的开端。电网系统的自动化技术主要有：电网的主要系统与运行的装置。它的最重要的作用就是能够对现代电网的运转进行调整、对现代电网的正常运转进行监控与对现代电网出现的事故进行分析和解决。

2.2 发电厂的自动化技术应用

发电厂的自动化技术的应用主要有：自动发电系统、自动电量的控制体系与动力设备的自动化系统。中国通常的发电厂是分为两种发电厂，一种是水电力发电厂；另一种是火电力发电厂。不管是水电力的发电方式还是火电火烧其他的别的发电手段，在自动化的技术系统中都能找到相同的地方，相比较来说，一般的水电厂的自动化系统的技术要高于火电厂。

2.3 变电站的系统自动化技术应用

变电站的系统自动化是包括现代化的信息技术、网络技术等，并通过监控、检测和保护等措施对变电站内的重要机械设备实行自动化。现在，随着计算机的监控技术融入到变电站的运行中，中国的变电站系统正向着自动化的方向发展着，并且要继续实行无人监控的工作方式。真正地实现机械设备自动化、自动监控、自动记录。

2.4 配电网自动化技术股应用

新型配电网综合受控端基于高速SCADA系统，可以实现电网信息的快速采集和信号的综合处理，并且大大减少了受控端的数量，从而使系统的规模得到简化。这种受控端不仅具有以往终端所具有的功能，还可以实时监测系统的潮流分布、电压情况、系统是否产生震荡、频率是否满足要求等，将这些信息传递给主控方，供进一步分析使用。同时，这些受控端之间还可以进行相互通信，进一步提高数据的精确程度。

3 现代电厂电力系统自动化技术的发展前景

3.1 现代电厂电力系统的综合自动化

现代电力系统的综合自动化就是通过对整体系统的优化方式作为基础，实现信息的资源共享，使自动化技术水平不断地提高，从而实现现代化电力系统的集成分布。并且今后的现代电力系统的自动化技术会这样继续发展，把传统的分散型等一些系统进行集成化，应用世界前沿的高端化的科学技术实现一个统一的信息综合系统。

3.2 现代电厂电力新型FA系统

新型的FA系统主要的思路是实现分布式电源，即根据不同的负荷就地提供合适的电源，减小线路传输的损耗，提高能量利用率。根据国家电网制订的未来发展方案，未来我国将把输配电系统分离，并在用户端设立电网提供者的信息，用户可以根据实时电价选择供电方。新型FA系统应用于配网自动化中也存在许多困难，主要有：分布式电源位置不确定，配网的运行方式多变，从而导致二次设备难以满足要求。

3.3 现代电厂电力信息一体化的配电网络

信息一体化是未来社会的发展趋势，配电网不是一个单独的部分，而是电力系统的一个重要的组成部分。在未来的发展中，配电网络要更多的考虑电力系统这个整体的重要信息，而不是单单关注配电网区域的信息。

4 结语

总之，智能技术在电力系统中的广泛应用大大的推动了现代电厂电力系统自动化的进程。我们相信随着人们不断的对各种智能控制的理论的研究，它们之间会更加的紧密联系，对今后电厂电力系统的发展起到更加重要的作用。

参考文献

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关键词：电力系统；自动化水平；防雷新技术

随着电力系统容量的增加和自动化水平的不断提高，电力调度自动化系统已广泛使用计算机、RTU等微电子设备。县级电力调度及其变电站由于其所在地土壤电阻率较高或地处山区等，其地网的接地电阻往往很难达到规程的要求，其防雷工作更需引起重视。尽管有些电力调度自动化系统采取了一定的防雷措施，但其效果并不理想，仍然经常发生雷害事故。本文通过在县级电力调度自动化系统防雷的实践，提出调度自动化设备的现代防雷技术。

1 雷电入侵通道

雷电直接击在变电所设备上，这种情况几率比较小，因为设计和施工的时候都会考虑到安装独立的避雷针，避雷带和避雷网。

雷电可能沿着电源线入侵，雷电波沿线路侵入到变电所，如避雷器动作，则是避雷器残压叠加后，通过所用变的电磁感应耦合到低压网络，使微机保护、综合自动化的电源模块损坏的。此时，低压电网过电压的幅值主要与避雷器的残压，避雷器与变压器距离和避雷器接地引下线的长度有关。

雷电可能沿着通信线入侵，雷电引起的过电压在通信线路与设备之间有一定电位差直接作用于串行通信口（RS232/422/485等），根本原因是在400V低压电源侧缺少必要的防雷保护措施，特别是缺少相应电压等级的避雷器保护，使低压网络中的雷电过电压得不到有效的限制。同时，雷电对微机监控系统、调度自动化系统和通信系统的电源又没有与其他电源分离，或采取特别的防止雷电干扰的措施而使雷害事故发生。

雷电感应时常发生，通过35kV或10kV高压感应到400V的低压线路。如低压网络较大，或有低压架空线路时，当雷电在其近区活动时，会在400V低压网络上感应出较高的过电压而打坏接在低压电网上的微机保护、综合自动化系统，调度系统或通信系统的电源部分。

此外，雷电还通过反击、截波以及倒灌等方式作用在设备上，如图1所示。

2 目前二次设备防雷存在的问题

2.1 MOV残压与二次设备耐压值配合不合理

由于目前的制造工艺有限，使得避雷器的残压比额定电压高6倍。例如在220V线路上使用的低压避雷器残压为1.3kV，而一些敏感芯片的耐压值仅为6～10V，其残压值极大地超过了芯片的安全电压。

2.2 MOV动作时引起截波过电压

避雷器在动作时电压下调（截波），通过避雷器安装点到二次设备端之间导线的电感与二次设备输入端对地电容构成谐振回路。截波通过该谐振回路会产生很高的过电压（截波过电压）。

3 针对问题的对策

3.1 电源系统等电位技术

IEC1024规定：为实现雷击保护电位均衡，应采用均压等电位导体或过电压保护器，将处于被保护空间中的外部避雷装置、建筑物钢筋架、安装设备、各种导电体、供电及通信设备等连接在一起。当雷击时，地网电位升高φ=IRch=100kA×2Ω=200kV，水平方向的电位以1kV/m的速度下降。由于二次设备所用电源都是由变电站的站用变压器所供给，站内各二次设备分布在不同位置，而设备外壳则是就近接地，电源中性点与设备外壳间的电位差引发反击，如图2所示。由电源系统造成巨大的电位差，导致反击和“倒灌”的发生。

电位差计算。三个设备外壳电位分别为：φ(A,B,C)=IR-L(1,2,3)ε；而电源的电位为：φD=IR-L4ε；设备外壳与电源电位差为：Δφ=φ(A,B,C)-φD。其中ε为电压降常数1kV/m。

各二次设备与电源系统的电位差数据表如表1所示。

解决办法：二次设备用电源通过1：1 的隔离变压器向二次设备供电，使被保护对象的各部位尽可能构成等电位，从而杜绝电位差对电子设备造成的损害。如图3所示

隔离变压器的作用：电位浮动，二次设备用电源通过1：1隔离变压器向二次设备供电，实现二次设备局部地网电位“浮动”，利用“水涨船高”原理消除反击。

雷电波隔离，通过隔离变压器初、次级开路的原理对沿电源入侵的雷电波实现隔离，被隔离的雷电能量经隔离变初、次级的避雷器入地。

3.2 避雷器残压衰减技术

针对避雷器残压远远大于二次设备芯片耐雷水平的情况，可采用一种新型的中和变压器对其进行衰减。

该中和变压器由一环形铁心和绕在铁心上的线圈组成。如图4所示，新型中和变压器的工作原理：一般情况下，中和变压器是在差模输入的状态，产生的感应电势方向相反相互抵消，对于二次系统无任何影响。

当雷电入侵时，变压器是在共模输入的状态，雷电流经避雷器进行泄放，在线圈里会感应出很高的电势，这部分的变化电压抵消部分残压，以达到降低残压的目的。

U输出=U入残压-ΔU，

而ΔU=L(di/dt)，此时两线圈中的电流方向相同，则

Φ=Φ1+Φ2，

所以总电感值为：

L=L1+L2+2M。

两线圈的互感系数M由磁通量和雷电流决定。

雷电流的陡度是非常大的，根据上式则可明显看到中和变压器输出给二次系统的电压有很大减低。

此外，使用中和变压器还能消除直接使用避雷器而产生的截波过电压。

4 结束语

随着电力调度自动化系统电脑通信设备的大规模使用，雷电造成的危害越来越严重，以往的防护体系已不能满足电脑通信网络安全的要求。我们应从防直击雷，防感应雷电波侵入，防雷电电磁感应，防地电位反击等多方面作系统综合考虑。严格按防雷接地规程办事，应用新技术新装置，采用电源系统等电位技术和避雷器残压衰减技术是确保电力调度自动化系统极大减少雷害的重要手段。

参考文献 ：

〔1〕 唐兴祚.高电压技术〔M〕.重庆大学出版社，1991.

〔2〕 王剑，张学鹏．输电线路防雷改进措施的研究〔J〕．华北电力技术，1998（10）：1～5.

〔3〕 周泽存.高电压技术〔M〕.中国电力出版社，2004.

〔4〕 王巨丰.现代防雷新技术〔M〕，2007.7.

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关键词：现代管理技术，物资管理，应用

 

电力是国民经济的基础产业，国家经济要发展，电力要先行。供电企业要建立现代企业制度，实行企业的规范化运作、商业化运营和法制化管理，以保证日常生产运营和相关工程建设的物资材料需要，就必须把企业的物资采购管理提高到一个更高的水平。俗话说“兵马未动，粮草先行”。可见，供电企业的物资采购管理在企业管理中尤为重要。

一、供应链管理与价值链管理的结合，实现行业低成本战略

供应链管理从单一的企业角度来看，它是指企业通过改善上、下游供应链关系，整合和优化供应链中的信息流、物流、资金流，以获得企业的竞争优势。供应链管理是企业的有效性管理，体现了企业在战略和战术上对企业整个作业流程的优化。在传统供电物资管理中，比较注重供应链管理，而且在多年的实践中，摸索了很多管理的经验，提高了企业物资供应的效率，降低了物资采购成本。

在今天瞬息万变的竞争环境中，单独的供应链管理理论已经不能适应企业发展的需要，价值链管理应运而生。论文参考网。由于制造（生产）企业、施工企业、服务企业、零售企业等关系的日益密切，企业需要把原材料采购、产品加工、产品回收和后续服务等整个过程看作一条价值链，并对整个价值链实施有效的管理，达到企业总成本的最低。价值链的概念就是基于这样一种观点，即企业要从总成本的角度考虑其整体营运效果，而不是片面地追求采购功能的个体成本与个体效益。价值链管理的目标是：通过企业对价值链各个环节加以协调，实现最佳的效绩，增强企业整体竞争力。高效的价值链设计、价值链成员间的信息共享、库存的可见性、施工生产的良好协调，会达到企业库存水平的降低、施工作业更有效等目的。价值链管理是当前国际企业管理的重要方向。

价值链管理理论对于物资管理同样重要。论文参考网。传统的物资管理追求的目标是在质量成本一定的前提下，力求使物资采购成本、运输成本、储存成本三者之和达到最低。这只是站在物资供应的角度所要求的目标。比如，在日常采购中，物资部门根据材料计划单，按照规定的规格、质量、数量，通过招标等手段，采购回合格的物资，入库检验后，由施工项目领用出库，就算完成了一个管理循环，不需要过多考虑采购计划的制订和物资使用的效果与效率。如果把物资管理作为行业整个价值链管理中的一个链条来考虑，物资管理追求的目标就需要与企业整体发展的目标一致，要求物资管理具备适应性、多极化、协作性等特征。比如，多年来我们的采购模式一直是在设计院把图纸设计出来后，由各需求项目根据图纸的设计提出材料计划单，然后由物资部门购买到满足企业的生产需求与成本承受能力的材料。然而仍然较难掌控的是设计单位在设计过程中将部分材料的材质标准提高，比我们与业主签订合同的材质标准高出0.5到2倍，或者出现A、B两种材料都能满足于设计及施工，在价格方面A材料却是B材料的2倍，但在设计中设计单位却选择了A材料，这些原因都导致了部分材料成本的增加。如果按照传统的物资供应理念，物资部门在尽力保证了物资采购、运输、储存费用的最低，就已经基本上完成了管理使命。但是，如果按照价值链管理的理念，企业在不断进行价值链成员与生产的协调过程中，不难发现以下问题：控制材料的采购成本应包含设计、采购两个环节，同时设计又制约着采购。因此，如果物资部门联合施工部门运用专业知识，参与到设计变更或图纸会审当中与设计单位进行沟通，进行设计优化、工艺改造等，在一系列优化方案决策中，最终取得最优方案，这样才能更好地控制好材料成本。物资管理部门要变被动服务为主动参与决策，在价值链中提供增值服务，使得企业整体效益得到提高。

二、信息化建设与流程再造、模块化管理相结合，提升物资管理系统的效率与应急能力

现如今，随着通信技术的不断发展，信息沟通的手段与技术也不断升级。难怪有人说，现代企业的竞争，就是信息的竞争。对于供电企业物资管理来说，网络技术与远程控制不仅能够很好地解决管理地域加大的问题，而且对压缩库存、提高存货周转也具有极其重要的意义。论文参考网。因此，物资管理信息管理系统的建设非常重要。

供电企业物资管理系统信息化建设的基本理论和技术手段，如今已经非常成熟，而且已经在部分项目运行良好，在此不作详细阐述。这里论述信息化对传统物资管理工作产生的变化。

一是实现物资管理系统信息化，可以实现供货厂商信息化。经筛选后确定的合格供应商资料可以在物资管理信息系统中公开，系统具备对系统内出现的非合格供应商资料进行封存或报警等功能，可以保证物资采购质量，杜绝人为违规采购。二是能够实现产品价格信息化。在充分了解主要物资行情的基础上，建立相应的货源和价格信息库，对物资采购实行动态管理，及时整理供应厂商业绩和资信，尽可能选择质优价廉的供货对象。在物资采购策略上，根据市场变化，在保证物料质量的前提下，尽最大努力把采购价格控制在最低限度。对所采购的物资积极主动征求需求施工部门意见，通过比质比价后选择采购。三是能够实现物资库存信息化。能够使物资管理从合同签订，到货物验收和发放，更为规范。在仓储管理中，可以随时或定期对库存和进出库物资进行检查，可以实时掌握实物存量，了解有无盘亏盘盈，有无积压物资、失效变质、报废物资及其原因等，通过库存信息可以及时发现物资管理过程中存在的问题并予以及时解决。四是能够实现用料项目信息化。各用料项目的发料情况可以建立单独的数据库，可以为日后物资消耗分析和企业的成本分析提供数据。综上所述，供电企业通过物资信息化建设，不但能够提高物资管理的效率，提供远程授权与控制，而且能够节约人力资源，增加管理跨度，降低物资管理成本。

物资管理系统信息化建设为提高物资管理提供了平台和基本手段，但仅有这些是远远不够的。因为，信息系统只是基于当前的管理流程，客观反映管理过程的基本信息，最终不能解决管理本身的问题。因此，需要引入流程再造、模块化管理来解决我们日常管理过程中的基本问题。

流程再造就是企业规模化以后，由组织过程重新出发，从根本上思考某一过程的价值贡献，然后运用现代资讯手段，最大限度地实现技术上的功能集成和管理上的职能集成，把组织内部的非增值活动减到最小，最终实现过程最优。模块化管理是指对生产、服务、管理过程中最基本的、相似的过程实施固定营运过程、标准资源配置和标准服务输出的一种便捷的管理方式，它可以将复杂的管理、生产过程通过若干个标准模块组合起来，从而达到降低复杂程度、提高营运效率的目的。因此，归结到物资管理上，首先要实施管理过程的流程再造，把管理过程中非增值活动减到最小。其次是对经过再造的最优业务流程实施模块化管理。形成模块后，同样的模块可以运用于类似的管理过程中。不同的模块在复杂过程中的再组合，实现了管理活动的简洁化和成本耗费的最低。

以上是笔者对现代管理技术在企业物资管理中应用的粗浅理解。其实管理的过程，就是不断协调、减少耗费、创造价值的过程，需要我们每一个物资工作者去努力探索。

参考文献：

[1] 徐英. 加强供应链管理提高建筑企业竞争力的探讨[J]. 现代商业, 2009, (21) .

[2] 李晶. 浅谈物资采购管理中存在的问题及对策[J]铁道物资科学管理, 2002, (06) .

篇14

关键词：电力系统；自动化技术；控制方法

中图分类号：TM7文献标识码： A

1现代电力系统自动化概述

由于电力系统内部庞大且复杂的系统组成以及电力系统原件的延迟、饱和等复杂的物理性质，想要对电力系统进行完全地自动化控制是一件十分具有难度的事情。虽然随着科学技术的发展，这些难点逐渐得到了攻克，但随着人民生活水平的提高，对于电力系统的新的要求也不断出现。现代电力系统自动化具有如下几方面的特点：

1.1对系统控制的灵敏化、及时化与准确化；

1.2综合特性不断增强，控制系统的适应性与自组织性不断增强；

1.3控制效率较高。

2现代电力系统自动化发展趋势

随着电气物理化技术的不断进步以及电脑信息技术的进一步发展，电力系统自动化也逐渐向高适应性、高安全性以及高综合性方向发展。

2.1高适应性电力系统自动化技术的研发

由于电力系统的不断完善、各类电力系统组成部分的多元化和多样化，较为单一的电力系统自动化方式已逐渐无法满足现代复杂的电力系统，将部分系统移植到新建的电力系统中，时常会出现电力调度的不适应性现象。因此，有必要对高适应性电力系统自动化技术进行研发，以满足电力行业的多样化需求。

2.2二次设备系统安全研究

二次设备系统主要是指用于控制电力系统的通行功能、安全保护功能以及传输功能的系统。由于人们信息和生成安全化意识的不断增强，二次设备系统的安全性研究也逐渐引起了人们的重视。二次设备系统几乎包含了全部的电力系统自动化过程，它的安全性能直接影响自动化控制的合理实施，是今后电力系统自动化技术研究的重点。

3电力系统自动化的分类

电力系统自动化可以分为电网调度系统、配网系统自动化、发电系统、变电系统的自动化以及反故障系统的自动化几个方面，下面对其进行分别阐述。

3.1电网调度系统、配网系统自动化

电网调度系统中运用自动化，不仅能够合理的调度电能，而且还能够确保电网调度的安全运行。其作用主要体现在两方面：其一，能够降低电能的生产以及传输费用，确保安全性，最终提高经济效益；其二，确保电网调度的安全运行，为使用者提供较高质量的电能。配网系统的自动化是采用计算机技术，主要应用在电网改造建设上，逐步提高配电系统的网络化程度。

3.2发电系统、变电系统的自动化

发电系统中应用较为广泛的就是DCS技术，该技术能够将监测设备以及保护设备安装在开关柜内，加上现场总线连接方式，利用通信管理机与后台机连接起来，由多个计算机对其回路进行控制。此项技术的运用为发电系统提供了一个分散控制，集中控制以及配置灵活的整体系统。对于变电站系统的自动化是应用网络技术以及通信技术，运用此三种技术重新组合二次设备，为变电站提供一个具有综合功能的系统。变电系统的自动化可以利用全微机代替原来的人工操作方式，大大的提高了变电站的安全性以及效率性。

4分析电力系统自动化的应用能力

电力系统应用自动化技术的能力主要包括：

4.1数据共享的能力。由于电力系统的控制对象一般都具有较繁琐的电力处理结构，建立一个电力系统的空间模型是非常有必要的。要想实现数据共享应具有电力系统的基本模型，而这种模型只有自动化技术才能够完成；

4.2整合数据的能力。由于市场经济的发展，各种需求不断增加，尤其是在用电量需求较大时，需要提升变电站的电压，增加输出功率，而在用电量低谷时期，需要减少变电站的功率，这样一来，就能够减少企业成本。无论是哪一种方式，都需要借助一定的自动化技术来完成，实现相关信息的共享以及对动态数据进行整合，才能够多方面满足电力企业的长远需求。对数据整合的方式主要有加强电力企业的功能性，完善数据库以及加强电力企业的信息化以及自动化；

4.3安全保障能力。应确保电力系统的日常运行，保障电力数据的技术存贮以及更新，保障从业人员的生命安全以及保证变电站的预算，进而节约成本。如：采用自动化系统，能够相应的采取措施降低事故风险，当工作间的温度超过36摄氏度时，自动化系统就能够自动打开通风设备，降低室内的温度；若发电机自身的温度过高时，就会自动降低发电组的功率，进而降低发电机的温度；

4.4安全监视能力。实现自动化系统能够代替无人操作，由于人不可能24小时都关注电力系统的变化，因此，实现自动化监测是非常有必要的。电力系统的自动化监测与其他系统是不一样的，不仅反映客观事实，而且还能够提前预警将要发生的风险，这样一来，就能够提高电力运行的安全性。

5现代电力系统自动化控制方法

电力系统具有十分复杂的内部组成结构与较难控制的物理性能，因此为提高现代电力系统的控制效果与安全效果，必须采用多方面的先进控制理念对其进行控制，并不断进行控制技术的革新。

5.1神经网络控制系统

自19世纪50年代神经网络控制方法被研制出来以来，经历了近70年的发展，其内部模型与数学算法得到了较好地完善。神经网络控制技术具有较强的非线性，并具有并行处理能力较强、自组织能力较好等优势，因此也逐渐成为电力系统自动化控制方法中的常用控制方法。神经网络控制系统的控制机理是将大量的控制质量赋予在连接权值之上，通过自带算法对权值进行调节，并最终达到神经网络的非线性映射的效果，从而满足电力系统自动化控制的使用要求。

5.2专家控制系统

专家系统是以模仿电力专家解决电力系统日常问题的电力系统自动化控制方式，它能有效应用于紧急情况下的处理功能、系统自动恢复功能、电力系统故障自检测与自动隔离功能，除此之外，它还提供人机接口，供工作人员对电力系统进行综合有效管理。然而专家控制系统是基于人工经验而编制的系统，它缺乏有效的创造性与学习型，并难以对较为复杂的情况进行控制。这些缺点都在一定程度上限制了专家系统的进一步扩展使用，同时也是电力系统自动化控制专家亟需解决的关键问题所在。

5.3综合智能控制系统

随着用户需求的不断增加，电力系统自动化控制开发者也对自动化控制系统进行了全方位的革新与融合，综合智能控制系统就是一种较为现代化的智能控制技术。它在一定程度上集成了模糊控制与神经网络控制在模型结构与算法上的优势，并在此基础上集成了各种智能控制系统的功能，从而使综合智能控制系统具有较好的兼容性能与自组织自学习性能。综合智能控制系统可以从多方位多角度对各类问题进行智能控制，从而使原有的多种控制系统之间得到相互的互补功能，以合力完成更为高级的电力系统自动化控制功能，同时也是电力系统自动化控制技术的主要发展趋势。

结束语

电力系统是人们生活中的重要组成部分，对电力系统的自动化控制能够有效提高系统的工作性能，降低工作成本。为进一步完善与发展现代电力系统自动化控制技术，本文对现代电力系统自动化特点进行了描述，并对电力系统自动化控制的主要方式及其未来研究方向进行了分析，成果有利于我国电力系统自动化技术的进一步发展。

参考文献