电力电子技术节能精选(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篇电力电子技术节能，期待它们能激发您的灵感。

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关键词：电力电子技术　工业　节能　变频

中图分类号：TM92　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)010-042-02

1、引言

电力电子技术是一个新兴的领域，它将电子技术应用到电力领域，将强电和弱电结合控制。从电力电子技术问世至今，在各行各业都有广泛的应用，尤其在工业上发挥着重要的作用。在工业方面，电力电子技术主要应用在电力牵引、电机驱动和先进装备制造业等。在电力电子技术的基础上实现的大功率变流器及其控制系统，大功率高精度可程控交、直流电源系统，高精度数控机床的驱动和控制系统，这些技术不但提高了工业制造精度和效率。更重要的是有效地降低了能耗，实现绿色工业。

2、电力电子技术的发展历史

从1958年美国通用公司研制出世界第一个工业用普通晶闸管开始，电能的变换和控制就开始了从旋转的变流机组和静止的离子变流器进入由功率半导体器件构成的变流器时代。虽然早在20世纪初就已经出现在了可以控制电流的真空管和水银整流器，但电力电子技术真正得到飞速发展并被广泛应用，还是在硅整流器件诞生之后。硅整流器件包括从半控型晶闸管(SCR)到全控型的门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极型晶体管(BJT)和电力场效应晶体管(Power-MOS．FET)・随着硅整流器件的发展，电力电子器件的控制能力和开关速度得到了提高，而电力电子技术的发展也相应先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代。

3、电力电子节能技术的典型应用

3.1变频调速系统　变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流／过压／过载保护等功能。变频器的功能很多，比如其优化电机运行，全世界中用电量有60％左右是通过电动机来消耗的，因此变频器在提高电动机的电能利用率上有很大的作用。根据全球著名变频器生产企业ABB的测算，单单该集团全球范围内已经生产并安装的变频器每年就能够节省1150亿千瓦时电力，相应减少9700万吨二氧化碳排放，这已经超过芬兰一年的二氧化碳排放量。　在一般的工业领域，通常场合下的电机调速均采用电力电子技术与电力传动技术，目前该技术已经比较成熟。在异步电动机运行时，需要同步进行调压和调频使电机在获得良好的运行性能，同时保持控制的灵活性。目前主要通过交-直-交变频调速系统来实现这一目标。包括可控整流调压、方波(六脉波)逆变调频和不控整流器整流、脉宽调制逆变器同时调压调频两种主要结构形式。但一些高压大功率应用(电力牵引，中高压高性能电机驱动等)场合，依然是这一领域的技术制高点，仍在进行不断的研究。　据最新资料统计。在美国大约有8％的发电量消耗与照明负载有关，约50％－60％的发电量用于电动机的驱动。近年来，由于美国应用高度发展的电力电子变频技术对白炽灯和各种电机进行改造，使电能节约15％－25％左右，在日本，由于广泛使用变频技术，使得目前单位国民总值平均能耗居世界最低的情况下，又再把全国发电量的10％节约下来。

3.2高频开关电源技术　电气产品的体积、重量与供电频率的平方根成反比，所以当我们把频率从50Hz提升到200Hz时，用电设备的体积重量大体下降至原来的5％-10％，基于这个原理，对传统行业的电镀、电加工、充电等各种电源进行改造，不仅其主要材料可以节约90％或者更高，还可节电30％或者更多。　目前，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，传统的相控式稳压电源已逐步被高频开关电源所取代，高频开关电源通过MOSFET或IGBT在高频下工作，其开关频率一般在50Hz-100Hz之间，以实现高效率的小型化。

3.3新型静止无功发生器(ASVG)　变压器和交流异步电动机等都属于感性负载，这些设备在运行时不仅消耗有功功率，而且还消耗无功功率。因此无功电源与有功电源一样，是保证电能不可缺少的部分。随着电力电子技术的进一步发展，逐步出现在了应用变流技术进行动态无功补偿的静止补偿器。它是通过将自换相桥梁式电路直接并联到电网上或者通过电抗器并联到电网上。ASVG根据直流侧采用电容和电感两种不同的储能元件，可以分为电压型和电流型两种，图1所示的原理图为电压型补偿器，如果将直流侧的电容器用电抗器代替，交流侧的串联电感用并联电容代替，则为电流型的ASVG。交流侧所接的电感L和电容C的作用分别为阻止高次谐波进入电网和吸收换相时产生的过电压。当逆变器脉冲宽度恒定时，调节逆变器输出电压及系统电压之间的夹角，就可以调节无功功率及逆变器直流侧电容电压Uc，同时调节夹角和逆变器脉宽，既可以保持Uc恒定的情况下，发出或吸改所需的无功功率。

4、我国电力电子技术应用于工业节能情况

我国电力电子行业起步较早，1957年美国发明了晶闸管，1962年我国就研制出自己的晶闸管，电力电子节能技术遍布工业制造、交通运输、电力系统、电子装置等各个领域，包括一大批轧机、无轨电车、电焊机、电镀和电解电源以及风机和水泵等机电设备，由于采用现代电力电子技术进行改造，其效率大大提高。电力电子技术已经渗透到日常生活的各个角落：上班乘坐的交流调速地铁；上下楼用的交流调速电梯；室内用的变频调速空调；照明用的高频振荡荧光灯；计算机用的开关电源和UPS．家用电炊具中的电磁炉等。这些新型设备大大提高了效率，降低了能耗。

5、结论

通过以上分析，可以看出电力电子技术能够实现工业上高效节能的目的，具有非常高的实用性，应用范围也相当广泛，在工业中很多领域已经开始发挥出重要的节能作用。随着电力电子技术的发展，其必将为绿色工业提供更好的指导和更强的动力，为节能减排创造更广阔的发展空间，从而造福全人类。

注释：

①唐政．浅谈电力电子技术发展与应用[J]中国科技博览,2010,30：　635．

②李泽元．21世纪的电力电子技术[J]电信技术．1999,11：1．3．

③林辉．异步电动机的软起动技术[J]I电机技术．2010,3：32-34．

④刘冬岩，韩直．电力电子技术与节能[J]．中国能源，1997,10：　43-44．

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关键词：家用电器；节能技术；电力电子技术

前言：

本文主要讲了家用电器节能存在的一些问题，没有比较健全的监督部门以及资金不够，一些检测仪器不全。电力电子技术在20世纪得到了快速的发展，如今在很多领域都有使用，尤其是信息通信方面和家用电器领域。电力电子技术与人们的生活紧密地联系在一起，人们在使用电脑、空调、冰箱等时，都是在间接地或者直接地使用电力电子技术，所以电力电子技术也渐渐地被人们重视起来，成为众多学者的研究目标。

1 家用电器节能遇到的问题与电力电子技术现状

1.1 电力电子技术的现状

电力电子技术在一些电子器件中发挥着非常重要的作用，通过电力电子技术来对各种电路进行控制。人们综合运用电力电子技术的各项功能，在此基础上添加一定程度的创新，从而能够在众多领域得以应用。其中应用最多的是电力方面，在发电方面起着核心作用，其次就是工业方面以及家用电器方面。电力电子系统在促进电力系统发展过程中有着重要的作用，在电力输电时，先是从电厂开始发电，然后把输送的电流通过改变电压之后才进行输送，因为在输电的过程中，输送过程中的电压也高的话，输送的电流也就相对比较小一些，在电流从电厂输送的过程中，可以产生比较小的损失，从而就能够将大量的电流节省下来。将电力电子技术运用到高压输电中，从而能够将在长距离输电、容量大的电路在输送的过程中产生的损耗降到最低。电力电子技术的应用，极大程度上促进了中国电力系统方面的发展。电力电子技术在电器节能方面也有着重要的作用，因为电能在输送过程中电流与电压的转换以及对电能的控制是通过各种电力电子器件来进行的。电力电子技术有着四种基本的功能，人们综合运用电力电子技术的各项功能，在此基础上添加一定程度的创新，从而能够在众多领域得以应用。其中应用最多的是电力方面，在发电方面起着核心作用，其次就是工业方面以及家用电器方面。电力电子技术在家用电器上也有着非常重要的作用，而且在家用电器中的应用于我们日常生活都有着直接或者间接的关系，我们对电力电子技术的应用也有着比较深的感触。比如说，我们平常生活中都会用到的节能灯，而节能灯就是综合运用了一些电力电子技术才生产出来的，它是电力电子技术的结晶。电力电子技术的应用使得节能灯的体积比白炽灯和日光灯更小，样式比白炽灯和日光灯更多，而且其发光率更比白炽灯和日光灯高，所以节能灯以绝对的市场优势占据着很大的市场份额。除了节能灯外，电力电子技术在家用电器中的应用的产物还有电视机、计算机、变频空调等，这些产品已经融入在我们生活的点点滴滴中，在我们生活中发挥着非常重要的作用，为我们的生活水平的提高做出了很大贡献。

1.2 家用电器节能遇到的问题

在家用电器节能方面，仍然没有比较健全的监督部门，虽然有些城市监督机构成立的比较早，但是部门中人数较少，很多节能工作不能直接进行，有时只能监督一些耗电严重的大规模企业，一些小企业往往成为漏网之鱼。而且购买节能监测仪器需要大量的资金，而当监督部门资金不够时，相应的一些仪器必然不能到位，长期以来也没有建立一个比较完善的家用电器节能方面的检查部门，不能查出哪些家用电器耗电严重。部分家用电器生产企业内部高层管理者没有节能节电的意识，也不重视节能工作，或者公司内部存在相关节能要求，但是不能够实际落实。

2 电力电子技术的发展前景和针对家用电器节能问题提出的对策

2.1 电力电子技术的发展前景

电力电子技术已经融入在人们的日常生活中，比如说计算机、变频空调、手机等产品，在人们生活中有着不同的角色，而且人们对这些的依赖性也越来越强。电力电子技术有着非常广阔的发展空间，具体表现在以下几个方面：新产品所需要的材料在不断更新。在一个经济迅猛发展的大前提下，人们对生活质量的要求也越来越高，对新产品的开发与新的材料的要求也越来越高，所以要更新现有技术和现有材料是电力电子技术的必然趋势，正因为电力电子技术与人们的日常生活紧密相连，所以我们应该更加重视电力电子技术用到的材料更新，从而降低电子器具的成本，扩大电子器具能够应用的范围，为人们能够有快捷方便舒适的生活做出贡献。从降低电子器件生产成本的角度考虑，人们应该在生产电子器具时运用电力电子技术不断改进电子器件的装置，使得电力电子器件那能够模块化生产，从而降低成本，获得更大的经济效益。

2.2 针对家用电器节能的现状提出的相关对策

在家用电器节能方面，仍然没有比较健全的监督部门，很多节能工作不能直接进行，有的监督机构因为人员不够只能监督一些耗电严重的大规模企业，一些小企业往往成为漏网之鱼。所以要改变这一现状，必然要在各地建立相应的节能监督部门。在监督部门内部成员问题上，各地区应该根据自身的实际情况收编一定的人才，定期对节能监督人员进行培训，让他们在监督时能够做到公平公正，同时监督部门高层也应该因地制宜，不断完善监督制度，不断更新对耗电企业的处置方式，消除部分企业存在的侥幸心理。节能工作不是一个两个人的事情，也不是仅是生产企业需要做的事情，节能减排与我们每个人都密不可分，我们应该承担起节能的责任，节能减排，人人有责。相关节能部门应该加大节能减排宣传力度，可以在各小区举办形式不同的活动，通过居民参与的方式，强化居民对于节能减排的意识，向居民普及节能减排的相关知识，使居民在购买使用电子器件时能从节能方面考虑，从而购买相关的节能产品。

3 总结

世界上存在的资源都是有限的，一旦挥霍完，人类将会无资源可用。而且我国能源匮乏，煤矿资源每年的开采量已经严重超出了煤矿资源的极限，而且受到环境、技术多方面因素的限制，煤矿资源开发的难度越来越大，所以我国节能工作迫在眉睫。在家用电器节能上，我国还没有比较健全的监督部门，虽然有些城市监督机构成立的比较早，但是部门中人数较少，很多节能工作不能直接进行。要解决这一问题，就应该在各地建立相应的节能监督部门，在监督部门内部建立和完善相关节能制度，在对企业监督时要严格执法，做到公平与公正。同时也要加大宣传，可以在各小区举办形式不同的活动，通过居民参与的方式，向居民普及节能减排的相关知识，从而强化居民对于节能减排的意识，使得居民在选购电子器件时，能够优先考虑节能器件。要想实现每家每户都能节能器件的目标，就要不断开发新的节能器件，要不断进行创新。在研究创新时必然要用到电力电子技术，因为电力电子技术与人们的生活紧密地联系在一起，人们在使用电脑、空调、冰箱等时，都是在间接地或者直接地使用电力电子技术。在电子器件生产时在运用电力电子技术方面要注意研究和开发新的材料，从而降低电子器具的成本，扩大电子器具能够应用的范围，从而能够为给人们提供快捷方便舒适的生活做出贡献。

参考文献：

[1]鲁冠华，刘星.浅析电力电子技术的发展[J].山东水利职业学院院刊，2009，（04）：1-3.

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1.1学历层次需求

一直以来，我国对应用电子技术行业的学历没有太多强制性的要求，使得应用电子技术人才的学历参差不齐。现在许多企业为了提高资质等级，对应用电子技术人才的学历提出了更高的要求，普遍需要动手能力强的大中专学生。除此之外，由于企业竞争的白热化日益严重，许多企业都不愿意用更多的花费进行人才培训，为了提高人才利用率，就需要能够直接上岗的应用电子技术人才。

1.2综合素质需求

除了要具备专业的技能水平，应用电子技术人才还需要具备完善的综合素质，如心理素质、业务素质和身体素质。现代企业无论是从人文素质方面还是职业道德方面都对应用电子技术人才提出了更高的要求。由于应用电子技术行业的流动性和劳动强度过大等原因，决定了应用电子技术人员必须要具有勇于奉献和吃苦耐劳的道德品质和职业精神。

2多能力结构的应用电子技术人才的培养目标

从广义上来说，多能力结构的应用电子技术人才培养的主要目标是坚决拥护党的基本路线，有专长有特色、德智体全面发展的，并且能够适应管理、建设、服务和生产的全方位技术应用型的人才。从多能力结构的应用电子技术人才的具体培养目标来看，人才培养的目标首先是使技术人才拥有良好的道德素质和政治素质，具备正确的人生观、世界观和价值观，养成良好职业道德和社会公德。其次，牢固掌握所学的单片机控、电子电路、电路分析等专业基础理论知识。能够较好的操作和应用计算机、以及计算机软件，增强实践动手的能力，并能适应一线的工作岗位。最后，运用所学的技能和理论知识辅助电子产品的开发与设计，并进行产品的检测和维修等服务工作。

3多能力结构的应用电子技术人才培养新规划

多能力结构的应用电子技术人才培养新规划是紧密围绕培养目标，为社会培养出优秀的技能应用型人才。因此，人才培养规划方案不但要适应当今社会的发展需求，还要突出专业技能、综合素质培训，同时注重专业能力拓展。

3.1坚持社会需求导向

多能力结构的应用电子技术人才培养规划必须以社会需求为导向，及时关注和了解电子行业的发展趋势和目前的发展状况。对社会需求进行调研工作，并聘请行业专家来进行专业规划的指导以及制定相应的培养计划。时刻观察社会需求变化的趋势，及时对专业方向和专业结构作出调整，并完善人才培养方案。

3.2注重专业技能和综合素质培养

在进行人才培养规划时，应该合理的分配专业实践培养与理论培养的比重，突出专业技能培养的同时强调实践培养；基础专业的培养应紧密的围绕培养目标以及新技术在社会发展中的应用，对缺乏的工艺和人员设立相应的培养课程；加强生产实训和实践教学的培养力度，设立现场实验、教学，以及基本的专业综合、技能实训；实行2＋1的培养模式，重视与相关电子技术企业加强合作，开发实践教学的基地，学生前两年可以在学校接受教育，培养理论知识、专业技能和职业素质，最后一年到企业顶岗实习。根据应用电子技术的特点，不断的完善培养的内容从而优化培养中的教学体系，以更好的满足社会需求。

3.3加强专业能力的拓展

专业能力拓展包括电子设计大赛、课外实验、科学实践等。鼓励学生积极参加学校、全省和全国的设计类以及电子制作的比赛，争取获得相关电子行业的资格证书。学生在校期间学校应组织电子协会开展社会实践，让大部分学生加入到电子协会的服务之中。除此之外，开放电子制作的使用和设计实验、综合设计实验以及项目的开发和研制，为技术人员提供更多参加研制和开发的机会。

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[关键字]电力系统；自动化；节能；技术

1.电气系统设计的节能控制

1.1配电设计的节能优化设计

电力系统就是为电气系统中所需用电的设备提供一个必要的动力。因此，在配电设计过程中，首先就要考虑电力系统的适用性。对于适用性而言，既要满足用电设备与供电设备的可靠性要求，又要保证电气设备对控制方式的要求，还要保证电力系统高效、稳定、易控、灵活、可靠等特点。

在配电设计过程中，其次要考虑电力系统的安全性。而对于安全性而言，既要保证导线的绝缘性能良好，又要满足各导线之间的绝缘距离，还要保证导线的负荷能力、热稳定和动态稳定的裕度，并做好电气系统的防雷与接地，以确保在电气系统运行过程中用电设备与供电设备的安全。

1.2提高电气系统的运行效率

在电气系统中优先选用节能设备，从设备的选择开始就为电气系统的节能打下坚实的基础。另外，我们还可以利用均衡负荷、补偿无功、降低损耗等方法使电气系统在运行过程中达到节能的目的。如，在配电设计时，合理调整负荷以及合理选择设计系数能够提高电源的综合利用率与设备的运行效率，从而直接或间接地降低电能损耗。2电气系统运行的节能技术

2.1降低线损

电能在传输过程中，由于导线存在电阻，因此会产生有功功率损耗。为了降低线路上的电能损耗，最直接的方法就是尽可能地减小导线的电阻。而导线的电阻与电导率及导线长度成正比，与导线截面积成反比。因此，减小导线的电阻就可以从以下几个方面入手：

2.1.1选用电导率较小的材质做导线。

2.1.2减小导线的长度：一方面，在布线时尽量让导线走直路，避免走弯路、走回头路，从而减小导线的长度；另一方面，尽量将变压器向负荷中心靠近，从而减小供电距离。

2.1.3增大导线的横截面积：在条件允许的情况下，尽量选用横截面积较大的导线，从而减小导线电阻。

2.2无功补偿

在电气系统中，无功功率占供电设备容量的很大一部分，占用了电网资源，增加了能量损耗，降低了线路电压，影响了电能质量和电网运行。而对于用户而言，无功功率的直观表现为功率因数偏低，当功率因数小于0.9时，用户就须向供电部门缴纳一定比率的罚款，因此用户用电的成本将会增加，经济效益就会下降。若我们选用合适的无功补偿设备，就可以实现无功就地平衡，提高功率因数，从而实现节能减耗、提高电能质量、稳定系统电压的目的，并可切实提高经济效益和社会效益。

对电气系统进行无功补偿时，无功补偿设备的选用有以下几点要求：

2.2.1在使用电容器补偿时，电容器容量应该根据负荷容量、三相电压平衡度、目前功率因数、目标功率因数等参数经过计算来确定。若有谐波存在，就要串联一定容量的电抗器，滤除线路上的谐波。

2.2.2为了有效的防止投切振荡、过补偿和无功倒送，在电容器的容量、无功电流、无功功率这些参数中最优的投切物理量参数为无功功率。

2.2.3以前，补偿电容的分组方式和投切方式普遍采用等容量分组方式和循环投切方式。后来，又演变出按比例分配、按编码配置、按级投切等分组或投切方式。但是，这些方式都不能达到我们想要的补偿效果。因此，现在更多采用的是模糊投切方式，其适应面广、跟踪准确、调节平滑、效果显著。在电容器组投切过程中，低压补偿宜采用复合开关作为投切开关，而高压补偿则宜选用真空接触器作为投切开关。

2.3谐波过滤

目前电网中非线性特性的电气设备数量在不断增加，从而产生的谐波电流也越来越多。而这些谐波电流在电网阻抗上产生的电压与基波电压重叠就会引起电压的畸变。基波畸变不仅会严重影响电气设备的运行和寿命，还会造成电气设备的误动作。因此，我们必须消除电网中的谐波。目前消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。

有源滤波器具有很多的特性，如：反应快，具有优异的动态性能等。有源滤波器可在补偿无功的同时滤除2～60次谐波，可大大提高功率因数和电能质量。采用有源滤波器对谐波进行过滤，可有效防止电气设备误动作和提高电气设备的运行效率，也可使无功补偿达到更好的效果，实现节能的目的。

2.4变压器的选择

在选用变压器时，应该满足以下几点要求：一是应尽量选用非晶合金变压器、立体卷铁芯变压器等节能型变压器，以大大降低变压器本体损耗；二是应尽量采用三相四线制供电模式、单相用电设备应均匀分布在三相电源上，并实施单相自动补偿等手段，有效保持负荷平衡。

2.5其他形式的节能

除了在电气系统中采用节能技术进行节能外，还应该在用电侧从根本上节约能源，如：在家庭用户中照明用电占整体用电的很大一部分，因此，将照明的光源采用发光率高、光色好、显色性能优异的高效光源无疑是一个节能的好选择。

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关键词：节能减排；电厂；自动化技术

电厂自动化技术具有节能减排的特点，促进电力事业的可持续发展。自动化技术是电厂发展的必须条件，有利于电厂的节能与降耗，辅助调整电力系统的运行结构。目前，我国电厂提出新的改革计划，推进电厂自动化技术朝向节能的方向发展，积极落实节能减排在电厂自动化技术中的应用，完善电厂的运行及发展，体现自动化技术的节能优势。

1 电厂自动化技术中的节能减排理念

节能减排理念下，电厂推进了自动化技术的应用，目的是改善电厂现行的状态，通过自动化技术实现节能减排，体现电厂自动化技术中节能减排的潜力。

1.1 自动化产品中的节能减排

电厂节能减排中，应用了多项自动化产品，辅助电厂实现节能减排，如：微电脑系统、软启动等，表明了自动化技术中节能减排的体现，自动化产品在电厂中的应用，提高了电厂控制的精准度，严格控制电厂运行中的功率、负载等参数，具有节电、节能的特点，还具有全面的控制作用，在自动化产品的应用下，落实节能减排措施。

1.2 自动化系统中的节能减排

电厂运行中的自动化系统，也是自动化技术节能减排的一项代表[1]。电厂中比较常见的自动化系统有：调度自动化、管理自动化等，目的是提高电厂运行的效益产量，控制资源、能源的投入量，以此来体现节能减排理念的控制作用，通过自动化系统的全面连接，促进自动化技术的节能发展。

2 节能减排理念下电厂自动化技术的应用

节能减排是电厂未来发展的方向，遵循节能减排理念的要求，分析自动化技术在电厂中的实践应用，如下：

2.1 变频技术

变频技术是电厂自动化技术节能减排中的典型代表，电厂运行中，最为常用的燃料是：煤、油或燃气，潜在很大的浪费隐患，此类传统材料的使用，增加了我国能源的生产量，而且电厂运行中的燃烧消耗比较非常大，不利于节能减排。为了降低电厂燃料的使用量，在电厂运行中引入变频技术，利用变频调节器主动调节燃料的使用量，按照电厂运行的具体需求，控制燃烧的投入量，尤其是锅炉运行状态的控制，变频调节器可根据锅炉的状态，适当调节风量，由此确保燃料符合锅炉的运行需求，规避了锅炉燃烧中潜在的浪费隐患，在锅炉燃烧过程中实现变频调节，表明此项自动化技术的节能优势。

2.2 DCS系统

DCS系统是一项具有自动化功能的控制系统，其可辅助电厂实现一体化运行。DCS系统在电厂运行中，自动控制电机、锅炉以及电厂中的各项设备，属于较为先进的自动化技术[2]。例如：某火电厂中引入了DCS系统，该火电厂通过计算机，在整体上监控设备的运行和使用，全面掌握火电厂的运行信息，DCS系统在计算机的辅助下，具有自动化的特点，其可实时监控火电厂的运行，实现多信息综合化管理，有效控制火电厂现场中的浪费现象，火电厂在DCS系统的作用下，在短时间内掌握运行信息，提供可靠的运行方案，提高了节能减排的运行能力，利用DCS系统严谨的控制消耗和排放，实现了高效率的能源利用。

2.3 现场总线技术

现场总线技术在电厂中的应用，具有较高的节能优势[3]。电厂中的现场总线技术，规模越来越大，以某电厂主机组中的现场总线为例，分析节能的表现。该电厂已经完成了主机组内的现场总线设计并投入实践运行，与传统技术相比，现场总线技术的节能优势有：（1）降低了硬件设备的使用量，现场总线技术充分利用了计算机的优势，减少了硬件的数量，利用PC做为控制站，降低控制室的占地面积；（2）现场总线安装较为简单，同一条线路上可以接入多个设备，大规模降低了安装费用，而且工作量小，不需要投入过多的人力、物力。

3 节能减排理念下电厂自动化技术的发展

电厂自动化技术在节能理念的作用下，具有很大的发展潜力，朝向高水平、高质量的方向发展。结合节能减排理念下自动化技术在电厂中的应用，分析发展方向。

首先是清洁与环保发展，其为电厂自动化技术发展的主流，便于落实节能减排的应用，优化电厂的自动化运行，降低电厂运行中的污染水平，确保电厂运行环境的清洁，达到环保的目的[4]。清洁与环保发展，规范了自动化技术在电厂中的发展方向，强调了节能减排的重要价值。

然后是电厂自动化技术中节能减排的大规模发展，我国电厂中的自动化技术，集中体现在小型系统内，而节能减排理念的要求中，自动化技术应该以全局为中心，在整体上体现自动化技术的节能与降耗，拓宽节能化自动技术在电厂中的应用范围，实现大规模的节能降耗，表明自动化技术节能减排的潜力及发展能力。

最后是在自动化技术节能减排的发展过程中，深化安全技术的应用，加强电厂自动化技术安全控制的力度，提高安全节能的水平，以免影响自动化技术的应用效益，完善自动化技术中节能减排的思想，满足电厂对自动化技术的需求，加快自动化技术节能发展的速度，维护节能减排的安全与稳定。

4 结束语

电厂自动化技术与节能减排存在密切的关系，电厂企业通过发展自动化技术，加强电厂节能减排的控制力度，提高电厂节能降耗的水平，满足电厂节能发展的基本需求。自动化技术中渗透了节能减排的理念，电厂中积极落实自动化技术的应用，体现节能减排的实践优势，同时明确自动化技术节能减排的发展方向，有利于实现节能减排的效益价值。

参考文献：

[1] 支秋林.电力企业节能减排浅析[J].科技创业家，2013，05：191.

[2] 常亮.绿色电力的电厂自动化控制探析[J].科技传播，2013，14：75+61.

[3] 陈涛.节能视角下的电厂热动发展分析[J].电子制作，2014，19：237.

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随着我国经济水平的不断提高，各行各业都得以实现长足的发展。而在电力电子技术方面，也因为科技的进步而提高了技术水平，尤其是在电力系统中的应用发展越来越广泛。比如说电机的变频调速、工业的供电电源、配电和绿色照明等方面都凭借电力电子技术的应用而有了一个质的飞跃。在近几年的发展中，电力电子技术的应用系统又有了新阶段的发展，基于此，本文将深入分析电力电子技术应用系统的发展方向，以便于能让这项技术得到更多的应用。

【关键词】电力电子技术 应用系统 发展热点

就当前的形势分析，电力电子技术已经成为了我国国民经济中的重要基础性技术之一，它的发展也能够带动电力系统的质量提高。在最近几年中，随着我国经济的迅猛发展，为众多行业的开拓提供了充足的物质保障，尤其是电子电力技术的应用上也呈现出了快速发展的大好势头。面对目前全球的能源危机和环境污染问题，电力电子技术也凭借着自身的特点，在电气工程的领域中发挥了巨大的作用。

1 电力电子技术的发展历史

电力电子技术的前身是半导体技术，经过了半个多世纪的发展和进步，电力电子技术在半导体技术中逐渐发展和分离，越来越广泛地应用在了人类社会的日常生活中，为连接强弱电建起了一座稳定的桥梁。综合说来，电力电子技术的发展总共经历了3个阶段。

第一阶段：20世纪50年代，可控硅整流装置，应用于电力系统中大功率电子技术；

第二阶段：20世纪80年代，柔流输电技术

第三阶段：当前时间段，实现了用电设备的高效节能、设备的智能化、小型化和轻量化

从中我们可以看到我国的电力电子技术起步比较晚，但是随着时间的发展也得到了长足的进步。

2 电力电子技术的应用对电力系统的重要意义

电力电子技术的发展离不开计算机技术和自动化控制技术水平的提高，电力电子技术的应用能够最大化提高电力系统的用电效率，增强了电力系统的自我控制能力，同时也提高了整个电力系统的服务质量。电力电子技术在电力系统中的应用有很大的意义，主要体现在了：提高了电力系统的自动化智能程度，特别是电力电子技术中的模糊控制和智能化控制对电力系统起到一个推动性作用；二是提高了经济效益和社会效益，电力电子技术的广泛运用，能够提高设备的能源转化效率，降低了成本的开支，缩短了运行周期，为整个电力系统赢得了良好的社会效益；最后一点就是完善了产业结构和管理的形式，电力电子技术的提高，也让电力产业成为了新型的企业，有助于提高产业整体的完整性。

3 电力电子技术在电力系统中的具体应用

3.1 电气节能

电气的节能主要包括了变频调速、电能质量、有源滤波等内容，在这其中，变频调速是主要的工作内容。早在2006年，国家就启动了电气节能这项工程，工程中也包含了电机系统的节能。在这样的政策扶植之下，国家每年都会资助约为100多个节能项目，并且取得了巨大的成效。这个项目一个最典型的例子就是电机系统的“十一五”节能规划，总体节电为200亿千瓦时，庞大的数据表明了节能量取得了良好的效果。

3.2 新能源发电

全球的人口基数大，并且呈现着增多的趋势，加上工业水平的发展，对于能源的需求量不断增大，这个给全球的能源环境带来巨大的挑战。石油和煤炭的储量在不断减少买环境污染问题严重，生态平衡遭到了严重的破坏，如果不马上解决这些问题，能源的资源总会有枯竭的一天。在这样的环境下，新能源的开发和应用受到了全世界的广泛关注。利用新能源来发电主要包含了太阳能、风能、生物质能等清洁能源发电，世界上的发达国家，如美国、欧盟、日本等都相继采取了“绿色能源”的计划，一时间，新能源的发电技术已成为电力电子技术中的主要应用领域。

新能源发电在电力电子技术中的应用主要体现在一次能源供给的随机性大，由于太阳能、风能都会受自然环境的影响，并且对输入的电能波动小。

3.3 电力牵引

电力牵引目前已经成为世界各国的交通发展的新特点，电力牵引中主要包含了高铁、地铁、轻轨和电动汽车等，我国也投入了大量的资金来发展电力牵引技术。

电力牵引的主要特点是：蓄电池供电、四象限运行、恒力矩控制以及高温和强振动的工作环境。也正是由于这些特点，导致了对于电力电子设备的高要求，根据我国的事情来看，仍然以进口的牵引设备为主，而国产产品适应能力差、动态性能不够，未来国产产品的发展还有很长的路要走。

电力牵引在电力电子技术中的应用的发展方向为：提高电力电子的变换器装置效率和功率密度，发展集成技术和冷却技术；实施精确控制尤其是针对低速和高速下的平衡控制一直是重点研究的课题；最重要的还要保证电力牵引的可靠性运行，采用综合管理的手段。

3.4 智能电网

智能电网是我国新提出的一个概念，一般定义为电力电子技术、新能源发电技术、传感技术等的电网控制技术。智能电网中的电力电子技术最大的特点就是容量大、电压高、组合结构、分布广等内容。目前智能电网的发展正处于初级阶段，还存在着一定的问题，比如功率半导体的器件能力需要提高，需要向更大容量来直接变换，并保证电力质量的可靠性。

4 结论

电力电子技术的应用，在目前的电力系统中获得了广泛的应用，并取得了非常显著的进展，为电力企业获得了大量的经济效益。在未来的经济发展中，电力电子技术必须要发展成为现如今高新技术系统中一个必不可少的关键环节。当然，一项技术的发展必然存在着很多问题，但是只要通过国家的政策扶持和电力企业的技术创新，就一定能够想出具体的措施来解决问题。只要我国在电力电子技术的发展中抓住机遇，应对挑战，就一定能让电力系统取得更健康的发展。

参考文献

[1]赵争鸣.电力电子技术应用系统发展热点综述[J].变频器世界，2010（01）：41-43.

[2]赵争鸣.电力电子技术应用系统的一些新发展[J].电力电子，2010（01）：6-10.

[3]柳建峰.我国电力电子技术应用系统发展现状探究[J].数字技术与应用，2013（05）：230-232.

[4]林雄金.电力电子技术发展及其在电力系统中的应用探讨[J].通讯世界，2013（01）：124-125.

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关键词：电力电子技术；应用；自动化；智能化

中图分类号：G718文献标识码：B文章编号：1672-1578（2013）10-0002-01

1.电力电子技术的发展

1.1电力电子技术的发展阶段。电力电子器件的发展分为两个阶段，一是传统电力电子器件，它是以电力二极管和晶闸管（SCR）为代表的第一代电力电子器件，自 1957 年生产第一只晶闸管以来，它以其体积小、功率低等优势首先在大功率整流电路中迅速取代了老式的汞弧整流器，并衍生出快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管等多种品种。它立足于分立元件结构，工作频率难以提高，大大限制了它的应用范围，但是因为它价格低廉，所以在大电流、高电压的发展空间依旧很多，目前以晶闸管为核心的设备在许多场合仍然被广泛使用。二是现代电力电子器件，它是将微电子技术和电力电子技术相结合，研制出的一种全新的高频、全控型器件。现代电力电子器件的主要产品有功率晶闸管、可关断晶闸管、功率场控晶体管、绝缘栅双极晶体管、MOS 门极晶闸管等。这些产品当中，由于绝缘栅双极晶体管和 MOS 门极晶闸管两个为场控复合器件，所以也成为了最有发展前途的两种[2]。

1.2电力电子技术的发展方向。未来电力电子器件可能在以下几个方面发展 ：（1）大容量化。利用微电子技术，提高单个器件的电压、电流容量，从而达到满足高压大电流的需要 ；（2）易驱动。由电流驱动发展为电压驱动，大力发展复合器件，还可专门研制专用集成模块，以便更适合中小功率的控制 ；（3）模块化。采用新技术和新工艺，将几个电力电子器件集中到一起，不仅缩小其体积减少连线，同时还可减低企业的生产成本 ；（4）功率集成化。充分利用集成电路工艺，将集成电路的功能与电力电子器件集成于一块芯片，实现集成电路功率化和功率器件集成化，并逐步向智能化方向发展 ；（5）降低导通压降。研制出比二极管压降还低的器件来提高交流效率、节省电能。

2.电力电子技术的应用

2.1工业领域中的应用。工业领域中，交直流电动机的应用十分普遍，如大型鼓风机、数控机床伺服电机等。当前，在大量冶金工业中，电力电子技术也被广泛应用于直流电弧炉电源、淬火电源、中高频感应加热电源中。同时，在水电厂的蓄能机组中，应用现代电力电子技术科对大型机组工作状态、调速作出改变。此外，工业领域的有很多高温场合，而在高温环境下，电力电子装置的应用有着十分严格的散热要求。然而随着电力电子器件频率不断提高、容量不断增加，器件发热问题就凸显出来，尤其是在一些高温应用场合，如散热措施不适当，就很有可能造成器件温度超过所允许的最高温[1]。结合高工作温度、大容量的应用场合，提出了液态冷却，其相比于气体冷却和油冷，可提高两个数量级的导热系数。通过实践表明，该水冷装置的故障率很低，且具有体积小、冷却效率高、无污染等显著优势。可以说，该装置在工业领域的应用推广，为电力电子技术的应用提供了基础保障，从而使器件潜力得到充分发挥。

2.2电力电子技术在电力系统中的应用。电力电子技术在电力系统通向现代化进程的道路上有着不可磨灭的功劳，我们都知道，在高电压输电的工程中，由电厂发出电之后，把电流通过变压器进行变电之后再输送，这样做的目的是因为在电流一定的情况下，电压越高电流也就越小，在输送的过程中损耗也就越小，可以节省大量的电流，因为电力电子技术的变流特性，尤其是在特高压的输送技术发展中，利用电力电子技术，将直流输送电端的整流和受端电流都应用了晶闸管变流装置，这就在一定程度上解决了长距离、大容量的输送电流导致的电流损耗过大的问题，这一举措为中国的电力行业做出了极大的贡献，使中国电力系统迈出了至关重要的一步。同时在同步发电机励磁系统和交流电动机的变频调速以及新能源发电和智能电网的应用等方面也得到了广泛应用。

2.3电气节能的应用。节能已经成为了当前社会发展的必然趋势，因为电在人们日常生活中的重要作用，因此电气节能也就显得尤为重要。电气节能目前主要包括变频节能、电能质量控制、有源滤波等三个方面，在当前阶段，变频节能在这三个方面中又是重要的一点，人们所熟知的变频冰箱、变频空调等，它们已经开始为人们的生活提供服务。在未来的发展时期中，电机变频调速行业还要进行快速的发展，这主要是因为它的以下三个重要发展因素 ：一是因为变频器产品越来越成熟，而且应用广泛，现代电器产品都开始进入变频时代，又由于它的技术越来越新，企业投资产品的成本也越来越低，这就更为变频器产品的发展和应用提供了绝好的机会。二是因为变频调速节能非常明显的效果，为社会提供了广泛的效益，也为企业提供了较高的利益，所以越来越多的企业对变频调速节能产生了兴趣。三是国家也开始在这方面出台一些措施，对重点耗能企业进行严格控制，鼓励督促他们发展电气节能，不仅可以降低企业能源的消耗，同时也减少了资源浪费，为社会创造了巨大财富。

2.4交通运输中的应用。电力电子技术在电气化铁道中有着广泛应用，整流装置被应用于直流机车中，交流机中应用变频装置。同时，铁道车辆中，直流斩波器的应用也十分广泛，在磁悬浮列车的未来发展中，电力电子技术扮演者重要角色。除电机的牵引转动外，各种车辆辅助电源同电力电子技术也密不可分，电动汽车电机的驱动与交换就是凭借电力电子装置来实现的，且在蓄电池充电过程，也需要电力电子装置的参与来完成。船舶、飞机均需要很多电源，且有着不同要求，故它们同电力电子技术难以分割。而如果将电梯也视作交通运输的话，且也需要电力电子技术的参与，以往，直流调速系统在电梯中普遍应用，而近年来，电梯中应用方式也主要集中在交流变频调速[3]。

2.5电力电子技术在家用电器中的应用。电力电子技术在家用电器中的应用我们都深有感触，如日常生活中应用到的"节能灯"，就是电力电子技术发展的直接产物，它以其体积小、发光率高等的绝对优势已经取代传统的白炽灯和日光灯。同时变频空调、变频冰箱、电视机、音响设备、计算机等电子设备也是利用电力电子产品，它们已经进入到了我们的日常生活中，并为我们生活质量的提高做出了巨大的贡献。

3.总结

电力电子器件从开始的单一功率整流管与晶闸管发展到现今的现代电力电子器件，尤其是绝缘栅双极晶体管（IGBI）与 MOS 门极晶闸管（MCT）的出现，摆脱了传统电力电子器件的一些弊端，使电力电子技术进入了一个全新的发展时代，在未来的发展过程中，人们对电子产品要求越来越高的明天，电力电子器件还会得到进一步的发展，电力电子技术也将会给人们的生活带来越来越无法想象的精彩。且我们有理由相信，在不远的将来，电力电子技术必将取得更好地发展和应用，促使电源技术更加实用、经济、成熟，从而实现高品质、高效率的用电。

参考文献

[1]刘永军。 浅谈电力电子技术在电力系统中的应用[J]。 黑龙江科技信息，2013，（16）。

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1、新能源发电方面的应用

随着人们生活水平的不断提高，对电力能源的需求量不断增加，使得能源危机问题越来越严重。而且，还造成了大气污染，破坏了人们赖以生存的地球环境，不利于生态平衡的维持。为此，缓解能源紧张，加强新能源的研发刻不容缓。目前，在新能源发电过程中，风力发电、生物发电及光伏发电等受到了高度重视。由于新能源具有不稳定性，随机性较强，不利于能源的开发。而将大功率电力电子技术运用到新能源发电领域中，便可以有效的解决这些问题，进一步促进我国新能源的开发。

2、智能电网领域的应用

随着电力行业的不断发展，电网开始走向智能化、现代化，为了进一步确保电网系统的安全性，我们一定要加强智能电网的研究，从而提高我国电网系统的经济效益和社会效益。目前，我国智能电网的发展有待提高，处于发展阶段，与发达国家差距很大。为此，我们要将大功率电力电子技术运用到智能电网中，促进智能电表的广泛应用，方便供电企业通过智能电表了解用户情况，并为用户提供人性化服务。

3、电气牵引方面的应用

电力牵引主要指运用电能为轨道提供运输动力，依靠电力系统来当作电源，同时也广泛的应用到生活中。以往运用燃机驱动，现在将大功率电力电子技术运用到电力驱动系统中，为轨道运输提供了很大的方便。虽然如此，由于供电系统是相对独立的，成本花费较高，而且在机车运行过程中，产生的信号波对电力系统有一定的不良影响。为此，我们在运用过程中，要注意做好抗干扰措施，避免系统受到破坏。

4、在电气节能方面的应用

随着能源的日益紧张，节能已经成为社会发展的主要趋势。将大功率电力电子技术运用到节能中，运用同步发电机励磁系统、变频调速装置来达到电气节能效果。变频技术的发展越来越迅速，变频器的应用越来越广泛，将变频器运用到电气节能中，不仅能够降低企业成本，还能够有效的发挥节能效果。

5、定制电力技术

定制电力技术是大功率电力电子技术与控制技术的有效结合，主要是为了确保电能的供电质量，有效的满足用户的电力需求。在人们的生活工作中，不仅对电能的需求量不断增加，而且对供电质量也提出了更高的要求。为了进一步保证供电质量，预防供电问题的发生，我们就要将大功率电力电子技术运用到电力系统中，也就是指定制电力技术，通过静止无功发生器装置的使用，来调整电压的稳定性，确保供电质量。

二、总结

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关键词：电力系统；电力电子技术；应用

1 电力电子技术的发展

随着20世纪50年代末第一只晶闸管的问世，电力电子技术便登上了历史舞台，在这以后的几年里，电能的控制经历了从旋转交流机组到电力电子器件构成的交流器机组的转变，这一过程的转变标志着电力电子技术的真正诞生。在随后的几十年里，电力电子技术依次经历了第一代电力电子器件、第二代电力电子器件以及第三代电子器件的过渡。在第一代电力电子器件中，电力二极管和晶闸管作为典型的代表器件，这些器件的小体积、低功耗等优点使得他们有了极其广泛的运用，第一代电力电子器件的普及为电力系统的发展起到了巨大的推动作用。随着可关断晶闸管(GTO)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、电力晶体管(GTR)、静电感应晶体管(SIT)、MOS控制晶闸管(MCT)、电力场控晶体管(MOSFET)等通断两态双可控器件的问世，标志着电力电子器件已经实现了从第一代到第二代的过渡，之后，由于电力电子技术发展的要求，又进入到了第三代电力电子器件的时代，相比第一、二代电力电子器件，第三代电力电子器件有着明显的优势，因为它更注重电力电子技术的环保性、节能性、自动性以及智能型。

2 电力电子技术在电力系统中的应用

上个世纪80 年代，由于相关技术的不断发展及更新，提出了柔流输电理念，因为这个概念的提出，使得很多的研究人员开始将注意力转向电力电子技术在电力系统中的应用上来，也正因为如此，在以后很短的一段时间里，相继出现了多种电力设备，这为电力系统的发展提供了契机。根据自身多年的工作经验以及其他研究人员的研究成果，笔者将从电力系统中的“发电环节”、输电环节、“配电环节”以及“节能环节”四个环节分别阐述电力电子技术的应用。

2.1 电力电子技术在发电环节中的应用

电力系统的发电环节是一个比较复杂的环节，因为它的运行涉及到发电机组的很多种设备，在发电环节容易出现问题，正因为如此，将电力电子技术应用到发电环节就显得很有必要，在此环节中，电力电子技术的主要目的是为了改善这些设备的运行特性。在静止励磁的环节中，通常都会采用晶闸管整流自并励连接方式，因为这样做除了具有设备结构简单、工作运行时可靠性高的优点外，还能降低该过程的的造价，因此晶闸管整流自并励方式已经被世界很多大型电力系统所采用。电力电子技术的介入，省去了励磁机环节，使其大大的加快了自身的调节性能，不仅如此，还为其提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。水头压力和流量是决定水力发电有效功率的因素，当水头压出现较大的变化幅度时，机组的最佳转速变将会受到较大影响。虽然与水力发电不完全一致，但是风力发电有着相似的变化特点，因为在风力发电系统中，风力发电的有效功率和当时的风速的三次方成正比关系，风速的变化将直接影响到风车能捕捉到的最大风能。通过以上水力和风力发电系统中的一些特点的分析，我们知道，如果想获得最大的有效功率，可以通过将机组变速来实。变频电源是这项应用的技术核心。另外，在电力系统的发电环节，可以通过使用一些较低电压或高压的变频器来使水泵实现变频调速，这样做可以达到一定的节能目的。正因为低压变频技术的这些优点，使得它一度成为一个研究的热点，如今，该技术已经非常的成熟，国内外已经有了很多的生产厂家。但是同时具备高压大容量变频器设计很生产的企业却很少，这方面的技术还有待我们的深入研究。

2.2 电力电子技术在输电环节中的应用

在高压输电系统中，通过将电力电子技术运用进去，引发了一次电力系统中的革命，这次革命被称之为“硅片引起的第”，因为电力电子器件的应用，极大地改善了电力网的稳定性。相比交流输电，直流输电具有很明显的三个优点：①输电容量大；②稳定性好；③容易控制。正因为如此，在电力输送的环节，通常都是采用直流输电。对于一些距离较远的电力输送以及一些特殊的电力输送，高压直流输电拥有其自身独特的优势。1970 年第一项晶闸管换流器的问世，标志着电力电子技术正式应用到直流输电环节，从那以后，世界上所有的新建直流输电系统基本上都是采用晶闸管换流阀。从此，电力电子技术正式迎来了它在电力输送环节中的应用巅峰期。FACTS 技术是在电力电子技术的基础上发展出来的一项输电技术，FACTS 技术是在 20 世纪80 年代后期发展出来的。它除了可以灵活的对交流输电功率进行控制外，还可以极大地提高电力系统的稳定性。

2.3 电力电子技术在配电环节中的应用

在目前的配电系统中，供电可靠性和电能质量是两个重要的环节，但是目前世界上还没有几个发电系统能将这两者存在的问题处理的很好，所以，如何保证供电的可靠性以及提高电能的质量是配电系统中迫切需要解决的问题。在这两个环节中，电能质量的保证显得更为棘手，因为要实现对电能质量的控制，除了要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求外，更要抑制各种瞬态的波动和干扰的影响。电力电子技术在一定程度上能够满足这些要求，DFACTS 技术就是电力电子技术配电系统中应用的一个体现，它结合了现代控制技术，在某种意义上，可以把 DFACTS 技术认为是 FACTS 技术的缩小版本，因为他们的原理以及结构都是相同的，最主要的是他们的功能大体相似。

2.4 电力电子技术在节能环节中的应用

（1）变负荷电动机调速运行：电力电子技术能够在节能环节中起到变负荷电动机调速运行的作用，变频调速具有以下几个方面的优点：①调速范围广；②精确度和效率高；③能实现连续无级调速。正是因为以上的优点，使得在调速过程中降低了转差损耗，节电率通常都可以达到35%左右。

（2）减少无用功损耗，提高功率因数：在电气设备中，对于一些感性负载，例如变压器和交流异步电动机，他们在工作的时候，不像其他的电气设备一样，他们不仅要消耗有功功率，还要消耗一部分的无功功率，对于无功功率这一部分能量，它的消耗对实际的电能生产是没有任何帮助的，但是在电力系统中却要保持无功功率的平衡，因为这样能够阻止系统中的电压降低，对电气设备起到了保护作用。所以，电力网或者电气设备一旦出现无功功率容量不足时，应该及时的增加相关的无功功率补偿设备，以便提高设备的功率因数。

3 结语

本文主要从电力系统的四个环节（“发电环节”、输电环节、“配电环节”以及“节能环节”四个环节）分别阐述了电力电子技术的应用，虽然这几个环节已经较全面的概括了电力电子技术在电力系统中的应用情况，但是希望相关的研究者继续深化这方面的研究，为世界电力系统的快速稳定发展提供一点可靠的依据。

参考文献

[1] 殷海兰.电力电子技术在电力系统中研究与应用[J].科技天地,2010,(10):12-14.

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一、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、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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从70年代开始，在自关断器件发展中就是的电力电子技术进入到了逆变时代，在这一时期由于能源危机就让交流电机变频调速因节能效果明显而有了很大程度上的发展，虽然已经实现了逆变以及整流，但在工作的频率方面还不高。到了80年代，集成电路技术开始从大规模和超大规模的方向得到了迅猛发展，一些以MOSFET和IGBT作为代表的大电流以及高频和高压功率的半导体复合器出现以来，电力电子技术在这一阶段已经进入到了发展的重要时期，多样化的新型器件都已经应用在了电路技术当中，同时向着复合化和模块化的方向进行发展，在性能上更加的完善可靠，为用电的设备高效节能等提供了重要基础。

2电力电子技术在现阶段的实际应用探究

2.1电力电子技术在交通运输中的实际应用

新时期电力电子技术得到了迅速发展过程中，已经在诸多的领域有了应用，其中在电气化的铁道交通当中就对电力电子技术有了广泛应用，在电气机车当中的直流机车就是对整流装置进行的应用，而交流机车方面就是对变频装置进行的应用。另外，在磁悬浮列车当中的电力电子技术的应用比较关键，有着诸多的地方需要电力电子技术的支持才能够使得磁悬浮列车得以顺利的运行，不仅在牵引电机传动方面，在各种的辅助电源方面也需要这一技术的支持。而在电动汽车的电机方面也是需要电子装置对电力进行转换才能够起到控制驱动的作用。在船舶以及飞机等对电源的使用也有着很大的不同，所以在对电力电子技术的应用上也比较的关键。

2.2电力电子技术在家用电器中的实际应用

新时期电力电子技术在人们日常生活中的家用电器方面的应用也比较的广泛，这对人们的生活提供了很大的方便，其中洗衣机是生活中常用的家用电器，在电力电子技术的应用下能够代替人工工作，只需要将衣服放进洗衣机按下按钮，就能够通过电力电子技术的功能支持完成整整个洗衣的过程。还有就是在厨房洗碗机家用电器的电力电子技术的应用上和洗衣机的原理类似，在空调器的电力电子技术的应用上能够起到节能作用，实践证明能够节约30%的电能，而电频荧光灯在工作效率上要比普通的能的效率高很多。

2.3电力节能中的电力电子技术的实际应用

在我国的经济得到迅速发展的过程中，也在能源的消耗上付出了很大的代价，尤其是在电力能源的消耗上比较严重。当前的工业和电力的结合已经成了发展的必需条件，所以在电力能源的消耗上逐渐的增加，主要就是由于电力能源而对稳定以及利用率高等诸多优点。从我国整体的工业发展情况来看，在工业的用电方面还存在着一些不合理的情况，尤其是在用电的效率上得不到有效提高，从而造成了严重浪费的现象，在当前的可持续发展理念深化背景下节约电力能源是可持续发展理念实践的一个内容，通过对电力电子技术的实际应用能够有效的将电源的消耗程度有效的降低，在电力电子技术的作用下，能够对电力设备得到性能上的优化以及节约原材料的使用，这样就能够最大化的对电力能源进行节约。

2.4电力电子技术在发电环节中的实际应用

随着我国对新能源的开发利用，例如风力发电以及水力发电等，这其中就涉及到发电机的电流频率的变换，水力发电功率要取决于水头压力以及流量，而这对机组的最佳转速变化也会产生影响，为能够将最大的有效功率得以实现，就需要通过调整转子励磁电流频率促进机组的变速运行。另外在大型的发电机相对静止励磁控制方面正是采用的晶闸管整流自并励的方式，省去了励磁机中间的惯性环节。

3结语

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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.

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关键词：电力；电子技术；电力电子

电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一部分。

一、电力电子学

电力电子学（Power Electronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。1974年，美国的W.Newell用一个倒三角形（如图）对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。这一观点被全世界普遍接受。“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。

利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。例如，将交流电能变换成直流电能或将直流电能变换成交流电能；将工频电源变换为设备所需频率的电源；在正常交流电源中断时，用逆变器（见电力变流器）将蓄电池的直流电能变换成工频交流电能。应用电力电子技术还能实现非电能与电能之间的转换。例如，利用太阳电池将太阳辐射能转换成电能。与电子技术不同，电力电子技术变换的电能是作为能源而不是作为信息传感的载体。因此人们关注的是所能转换的电功率。

电力电子技术是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及电路。利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。

二、电力电子技术的应用作用

1、优化电能使用。通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。例如，在节电方面，针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等14个方面的调查，潜在节电总量相当于1990年全国发电量的16%，所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施，一般节能效果可达10%-40%，我国已将许多装置列入节能的推广应用项目。

2、改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。据发达国家预测，今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用，即工业和民用的各种机电设备中，有95%与电力电子产业有关，特别是，电力电子技术是弱电控制强电的媒体，是机电设备与计算机之间的重要接口，它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件，成为发挥计算机作用的保证和基础。

3、电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。实现最佳工作效率，将使机电设备的体积减小几倍、几十倍，响应速度达到高速化，并能适应任何基准信号，实现无噪音且具有全新的功能和用途。

4、电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。有人甚至提出，电子学的下一项革命将发生在以工业设备和电网为对象的电子技术应用领域，电力电子技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。

三、电力电子技术器件

02年出现了第一个玻璃的汞弧整流器。1910年出现了铁壳汞弧整流器。用汞弧整流器代替机械式开关和换流器,这是电力电子技术的发端。1920年试制出氧化铜整流器，1923年出现了硒整流器。30年代，这些整流器开始大量用于电力整流装置中。20世纪40年代末出现了晶体管。20世纪50年代初，晶体管向大功率化发展，同时用半导体单晶材料制成的大功率二极管也得到发展。1954年，瑞典通用电机公司(ASEA公司)首先将汞弧管用于高压整流和逆变,并在±100千伏直流输电线路上应用，传输20兆瓦的电力。1956年，美国人J.莫尔制成晶闸管雏型。1957年，美国人R.A.约克制成实用的晶闸管。50年代末晶闸管被用于电力电子装置，60年代以来得到迅速推广,并开发出一系列派生器件,拓展了电力电子技术的应用领域。 电力电子电路 随着晶闸管应用的推广，开发出许多电力电子电路。

四、电力电子电路器件类别

1、将交流电能转换成直流电能的整流电路；

2、将直流电能转换成交流电能的逆变电路；

3、将一种形式的交流电能转换成另一种形式的交流电能的交流变换电路；

4、将一种形式的直流电能转换成另一种形式的直流电能的直流变换电路。这些电路都包含晶闸管，而每个晶闸管都需要相应的触发器。于是配合这些电力电子电路出现了许多的触发控制电路。

五、电子电路器件分类

1、控制电路主要由分立的电子元件（如晶体管、二极管）组成。直到80年代后期，还用得不少。

2、由集成电路组成。自从1958年美国出现了世界上第一个集成电路以来，发展异常迅速。它应用到电力电子装置的控制电路中,使其结构紧凑,功能和可靠性得到提高。

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【关键词】电力电子；电力系统；发展；作用

电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术。简单的说，电力电子技术就是通过计算机技术将强电和弱电进行有效的组合。随着近年来经济飞速发展，巨大的电力需求与当前电力系统电力缺口的矛盾日益显现，使得电力电子技术在电力系统中的需求相应增加，伴随而来的是我国电力电子技术面临着宝贵的发展机遇。

1 电力电子技术的发展

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，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。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。目前，电力电子技术正向着以高频技术处理问题为主的现代电力电子技术方向发展。在实现高频技术的基础上，更增加了节能、环保、自动化、自能化等特点。

2 电力电子技术在电力系统中的应用

2.1电力电子技术在发电环节中的应用。主要体现在发电机组的励磁控制和变频调速上。在我国范围内乃至全球范围内的各个大型电厂发电机组中，运用的最为普遍的就是静止励磁系统，电力电子技术的发展，使电子技术取代了励磁控制中的励磁机环节，使静止励磁实现了简单的控制构造和高性能低成本的运作。同时由于电子技术代替了励磁机的环节，使静止励磁能够对自身进行迅速有效的调节，提高电力系统的运作效率。电子技术也应用于电厂的风机水泵的变频调速上和太阳能发电控制机组的控制系统中。在电厂的电力生产过程中，由于发动机组等设备对于发电量的损耗相对较大，考虑电力生产中节约能源的要求。在高压电和低压电的转换过程中，使用风机水泵变频机替代原有的变频器，改变电能转换过程中耗能大效率低的问题。而在太阳能发电的控制系统中，电子技术的作用尤为突出，太阳能作为21世纪被广泛重视的新型能源，发展太阳能发电产业是整个国家乃至全世界的战略目标。然而由于太阳能发电本身的功率过大，在使用太阳能发电机组发电的时候，需要将生产出来的电能进行转换，这个时候就需要大功率的电流转换器。而电子技术能够很好的解决这一问题。

2.2电力电子技术在配电过程中的作用。要使配电系统能够配送出高质量的电力资源，需要在配电过程中满足配电频率、电压以及在谐波上满足相应的条件，同时，在配电过程中需要阻止电能的各种不稳定的波动和影响。这个过程中，电力电子技术作为配电环节的质量控制部分，以用户电力技术和FACTS技术为实现形式，通过在配电线路中增设电力电子装置，加强对与电压，电流和功率的可控性，调控电力传输。

2.3电力电子技术在电力系统节能方面的作用。电力电子技术在电力系统节能方面的作用主要体现在两个方面，分别是：变负荷电动机调速运行方面和提高电能使用率方面。电厂生产电能和配送电过程中，常常产生大量的电能浪费。电厂在生产电能的过程中，由于发电能源的变化，发电机组不能够很好的实现配合，会产生无功功率的浪费现象。通过对变负荷电动机的运转速度进行调整和控制能够实现电能的良好生产和配用。这项技术在国外已经比较成熟，但是我国仍然处在研究和探索的阶段。但是，变负荷电动机在实际的应用中也存在不可忽视的缺陷，变负荷电动机在控制和调控运转速度方面适用的发电机组较为广泛，在实际运行中的工作效率也十分准确。但是变负荷电动机的生产和配置成本较高，而且在工作过程中对电网的影响较大，只适用于中大型电厂。同时，我国电力系统现用的电力设备，在配送电的过程中，对于电能的损耗和生产的成本较高，对于电能的质量影响较大。而电力电子技术能够通过在配送电系统中增设可控设备，对配送电过程中的电能进行调控，保证电能的质量和稳定。