浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与发展趋势

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电力电子技术的应用研究及发展趋势

电力电子技术的应用研究及发展趋势

电力电子技术的应用研究及发展趋势电力电子技术是一种应用极广的技术,它涉及到包括电力系统、工业、交通、家电等领域的许多方面。

随着社会经济的发展和科技不断进步,电力电子技术的应用越发普遍,其应用领域也在不断扩大。

在这篇文章中,我将从电力电子技术的分类、应用研究和未来发展三个方面来谈谈电力电子技术的应用研究及发展趋势。

一、电力电子技术的分类电力电子技术根据其不同的功率等级、用途和原理等因素,可以分为多种不同的类别。

其中比较常见的主要有以下几种:1、直流-直流变换器直流-直流变换器可以将直流电压转换、升压或降压,常见的应用有开关电源、电动机驱动系统等。

直流-直流变换器具有简单的控制、高效率和稳定性,目前在交通、能源、石化、冶金等领域中得到了广泛的应用。

2、交流-直流变流器交流-直流变流器可以将交流电转换为直流电供电使用,常见的应用有风力发电、光伏发电等。

这种变换器具有高效、可靠和可控的特点,是现代电力系统中最重要的组成部分之一。

3、交流-交流变换器交流-交流变换器可以改变交流电的频率和电压等参数,常见的应用有电动机驱动系统、变频空调、UPS等。

交流-交流变换器在工业、家电等领域中应用广泛,目前已经成为了工业发展的关键技术之一。

二、电力电子技术的应用研究随着电力电子技术的不断发展和进步,其应用领域也在不断拓展。

在应用研究方面,电力电子技术主要有以下几个方向:1、高电压高功率应用随着电力系统的发展和能源消费增长,电力电子技术在高电压高功率领域的应用范围也在不断扩大。

高电压高功率应用主要包括超高压输电、逆变器、脉冲电源、高压直流输电等。

电力电子技术在这些领域中的应用,可以提高电力系统的可靠性、效率和稳定性,同时也可以改善电力系统的质量和环境问题。

2、新能源发电系统新能源发电系统是近年来最热门的电力电子技术应用之一。

新能源发电系统包括太阳能发电、风力发电、潮汐能发电等。

电力电子技术在新能源发电系统中的应用,可以将风、光等无法控制的能源转化为易于控制的电能,提高了整个发电系统的效率。

电力电子技术在电力系统中的应用及发展

电力电子技术在电力系统中的应用及发展

电力电子技术在电力系统中的应用及发展首先,电力电子技术在电力系统中的应用非常广泛。

电力电子技术包含了各种电力电子器件和电路,如开关电源、逆变器、整流器、变频器等。

这些技术可以用于各种不同的应用,包括电力调节、变频调速、无停电切换、能量回馈等。

电力电子技术在电力系统中的应用主要有以下几个方面:1.电力调节:电力电子技术可以用来调节电力系统的电压和频率。

例如,电力电子技术可以用于调节输电线路的电压,以保证电力系统的稳定性和可靠性。

同时,它也可以用来调节电力系统的频率,以适应不同的负载条件。

2.变频调速:电力电子技术可以用于变频调速系统中,通过改变电机的供电频率来改变电机的转速。

这可以使电机在不同负载要求下,具备良好的性能特性。

变频调速系统广泛应用于工业、交通等领域。

3.无停电切换:电力电子技术可以实现无停电切换。

例如,在配电系统中,当发生故障时,电力电子技术可以实现对备用电源的无停电切换,以保证供电的连续性和可靠性。

4.能量回馈:电力电子技术可以实现能量的回馈。

例如,通过逆变器将太阳能等可再生能源转换为电能,然后回馈到电力系统中,减少对传统能源的依赖,提高能源利用效率。

除了以上应用,电力电子技术还可以用于电力系统的电力质量改善、电力系统的故障检测和故障定位等方面,为电力系统的稳定运行和安全性提供支持。

其次,电力电子技术在电力系统中的发展也非常迅速。

随着科技的不断进步和应用需求的不断增加,电力电子技术得到了广泛的研究和应用。

目前,电力电子技术正在向下列几个方向发展:1.高效率:提高电力电子设备的工作效率是当前的重要发展方向。

高效率的电力电子设备可以减少能量损失,提高能源利用效率。

2.高功率密度:提高电力电子设备的功率密度,使其在体积相同的情况下可以提供更大的功率输出。

这对于应用于空间有限的场合非常有用。

3.高可靠性:提高电力电子设备的可靠性,使其能够在恶劣的工作环境下稳定运行。

这对于电力系统的稳定性和可靠性非常重要。

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状1. 引言1.1 电力电子技术在电力系统中的重要性电力电子技术在电力系统中的重要性体现在多个方面。

电力电子技术可以实现电力系统的高效能转换。

传统的电力系统中,能源的传输和转换过程存在能量损耗和效率低下的问题。

而通过应用先进的电力电子技术,可以实现电能的高效转换,提高系统的能源利用率。

电力电子技术还可以提高电力系统的稳定性和可靠性。

在传统电力系统中,电网的运行容易受到外部因素的影响,导致电能供给不稳定,造成供电问题。

通过引入电力电子技术,可以实现电力系统的智能化控制和优化管理,提高系统的稳定性和可靠性。

电力电子技术在电力系统中的应用具有重要意义,不仅可以提高系统的效率和稳定性,还可以推动电力系统向智能化、可持续发展的方向迈进。

1.2 电力电子技术发展的背景电力电子技术是指利用电子器件和电子电路来控制和转换电力的技术。

在电力系统中,电力电子技术的应用越来越广泛,其发展已经成为电力系统发展的重要驱动力。

电力电子技术的背景可以追溯到20世纪60年代,当时电力系统开始面临一系列新的挑战,如电力负载的快速增长、电力系统的不稳定性、传统直流和交流系统的柔性度不足等问题。

为了应对这些挑战,研究者们开始积极探索新的电力转换技术,逐渐形成了现代电力电子技术。

现代电力电子技术主要包括功率半导体器件、PWM调制技术、微电网技术、智能电网技术等。

这些技术的发展为电力系统的稳定运行、高效能利用、智能化管理提供了重要支持。

随着可再生能源的快速发展和成熟,电力电子技术在可再生能源集成和智能电网建设中也扮演着至关重要的角色。

电力电子技术的背景是电力系统发展的需要,是科技进步和市场需求的结果,是实现清洁、可靠、高效能源供应的必然选择。

【字数:234】2. 正文2.1 传统电力系统存在的问题1. 能效低下:传统电力系统在能源传输和转换过程中存在能量损耗严重的问题,导致能效较低。

在电力系统中,直流到交流的转换、电压调节和功率转换都需要耗费大量能量。

浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与发展趋势

浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与发展趋势

浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与发展趋势【摘要】概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用,重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用,以及电力电子技术的发展趋势。

【关键词】直流输电,电力电子,微电子,发电机,换流技术电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。

电力电子技术广泛应用于国民经济、人民生活和现代化军事装备等众多领域,是传统产业改造,高新技术发展和国防工业进步的重要支柱。

本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用,以及电力电子技术的发展趋势。

1电力电子技术的应用1.1在发电环节中的应用。

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

1.1.1大型发电机的静止励磁控制。

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。

由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

1.1.2水力、风力发电机的变速恒频励磁。

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速变随之发生变化。

风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。

为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。

此项应用的技术核心是变频电源。

1.1.3发电厂风机水泵的变频调速。

发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。

使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。

低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状现代电力电子技术是当今电力系统领域中的重要组成部分,它在电力系统中起着至关重要的作用。

随着科技的不断进步和电力需求的不断增长,电力电子技术在电力系统中的应用也得到了日益广泛的推广。

本文将综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状,旨在全面了解电力电子技术的应用和发展趋势。

一、电力电子技术在电力系统中的应用概况随着电网建设的不断完善和电力需求的不断增长,电力系统对电力电子技术的需求也越来越大。

电力电子技术在电力系统中主要应用于功率变换、电能质量控制和电力传输等方面。

在功率变换领域,电力电子技术主要用于实现交、直流电能之间的相互转换,适应不同负载的功率要求。

在电能质量控制方面,电力电子技术可实现电能的稳定输出,提高电网的稳定性和可靠性。

在电力传输方面,电力电子技术可实现高效电能传输,减少能量损耗,提高电网的传输效率。

电力电子技术在电力系统中的应用范围非常广泛,对电力系统的运行和发展具有重要意义。

1. 变流器技术的发展变流器是电力电子技术的核心设备之一,其性能和效率直接影响到电力系统的运行质量。

近年来,随着功率半导体器件的不断进步和新型拓扑结构的不断涌现,变流器技术取得了显著的发展。

高压、高频、高效的变流器设备逐渐成为电力系统的主流,大大提高了电能转换的效率和质量。

2. 控制技术的创新随着数字电子技术的发展,控制技术在电力系统中的应用也得到了快速发展。

智能化控制系统、数字信号处理技术等先进控制技术的应用,使得电力电子设备的控制性能得到了显著提升,提高了电力系统的运行稳定性和可靠性。

3. 新能源技术的融合随着新能源技术的快速发展,新能源与电力电子技术的融合应用成为电力系统发展的重要趋势。

风能、光能等新能源技术的应用使得电力系统的结构发生了变革,电力电子技术成为了实现新能源并网的重要手段,为电力系统的清洁化和可持续发展提供了有力支持。

4. 智能电网技术的兴起智能电网技术是当今电力系统领域的热点之一,它以电力电子技术为核心,通过信息技术实现了电力系统的智能化管理和控制。

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状现代电力电子技术是电力系统领域的重要组成部分,它的发展与应用对电力系统的稳定运行、高效输送和新能源的接入具有重要意义。

本文将综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状,包括其在输电、配电、电力质量改善、新能源接入等方面的应用与发展情况,并对其未来发展趋势进行展望。

一、现代电力电子技术在输电系统中的应用在输电系统中,电力电子技术主要应用于柔性交流输电(FACTS)和高压直流输电(HVDC)两大领域。

通过柔性交流输电技术,可以实现对电力系统的动态控制和稳定运行,包括静态无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(STATCOM)等,以提高系统的稳定性和可靠性。

而高压直流输电技术,可以实现远距离大容量电能的长距离传输,减少输电线损和提高输电效率,尤其在新能源远距离接入方面具有重要意义。

在配电系统中,电力电子技术主要应用于配电变压器、配电保护与控制等方面。

通过电力电子技术,可以实现对配电系统的智能化控制和监测,提高供电可靠性和电能质量,同时实现对配电网的柔性运行和功率调节,为电网接纳大规模分布式新能源提供技术支持。

电力电子技术在电力质量改善方面的应用包括电能质量改善装置(APF)、有源滤波器(AF)等,通过实时监测和控制电网内的谐波、电压波动和频率偏差等问题,提高电能供应的质量和可靠性,适应现代工业和商业对电能质量的要求。

随着新能源的快速发展和大规模接入,电力电子技术在新能源接入方面发挥越来越重要的作用。

特别是在风力发电、光伏发电和分布式储能等方面,电力电子技术可以实现对新能源的有效管理和优化利用,提高电网的安全性和稳定性。

未来展望随着能源转型和电力供应体系的变革,现代电力电子技术将继续在电力系统中发挥重要的作用。

在未来,随着电力电子器件的不断创新和提高,以及数字化技术的应用,电力电子技术将更加智能化、集成化和高效化,为电力系统的高效运行和新能源的大规模接入提供更加强有力的支撑。

电力电子技术的应用与发展趋势

电力电子技术的应用与发展趋势

电力电子技术的应用与发展趋势电力电子技术近年来在工业、交通、通讯、医疗等各个领域得到了广泛应用,成为现代技术的重要组成部分。

它以优良的性能和广泛的应用前景,被视为电力工业发展的重要方向之一。

一、电力电子技术的基本概念电力电子技术是针对电力系统中各类电力设备控制、变换、调节、保护等技术手段所采用的一种技术方案,主要包括把电力电子器件应用于各种电力设备,比如电源、逆变器、变频器、稳压器等,充分利用现代电力电子器件的优越特性和电气控制技术的新发展,来满足工业和民用电力不断增长的需求。

二、电力电子技术的应用领域1. 交通运输领域:电力电子技术广泛应用在交通运输领域。

例如,高速列车和地铁中的牵引变频组,能够使列车起动加速更加顺畅,减少因起步加速导致的电压跳动和降压脉冲幅值;智能交通控制设备,应用进入大城市交通拥堵问题来协助交通公交车道优先,智能导航系统等等都是电力电子技术让人们出行变得更加便捷。

2. 工业领域:目前,工业生产过程在液压、气动、电气方面都大量采用电力电子技术。

例如,3D打印、机械加工、焊接、热处理等领域的机器设备中,先进的感应逆变器、电容器电源模块和功率模块、无故障热回收器等装置,都可以加强机器设备的生产力和精度。

3. 通讯、医疗等领域:电力电子技术同样广泛应用在通讯、医疗等领域,使得人们的生活更加便捷。

例如,病人监测设备中的双选一逆变器、电量计算装置等等,让医疗设备更加精确稳定,可以保存病人的重要数据。

三、电力电子技术的发展趋势1. 次级拓扑结构和高频储能器件:在面向高性能、高可靠和多功能化的发展方向上,电力电子器件的次级拓扑结构和高频储能器件等都是关键技术。

次级拓扑结构是开关元件和电容或电感等能量存储元件组成的逆变器、变换器等电路,是电力电子技术的重要研究方向之一。

而高频储能器件在体积上较小、频率高等方面的优势,可以解决现有模块在温度、体积、重量等方面,所面对的挑战。

2. 智能化和无源治理:与传统的有源控制相比,无源控制技术有更高的可靠性、更低的成本以及更简单的电路结构。

电力电子技术在电力系统电能经济性中的发展

电力电子技术在电力系统电能经济性中的发展

电力电子技术在电力系统电能经济性中的发展近年来,随着电力系统的不断发展和升级,电能经济性成为了一个重要的话题。

而电力电子技术作为电能转换的核心技术之一,在提高电能经济性方面发挥着重要的作用。

本文将介绍电力电子技术在电力系统中的应用以及对电能经济性的贡献。

一、电力电子技术在电力系统中的应用电力电子技术主要包括逆变器、直流输电、有源电力滤波器等相关技术。

这些技术通过改变电能的形式、控制电能的流动等方式,实现了电能的高效利用和灵活调控。

首先是逆变器技术的应用。

逆变器可以将直流电能转换为交流电能,使得电力系统能够更好地与不同负载进行连接。

逆变器广泛应用于光伏发电站、风力发电等可再生能源发电系统中,将直流发电转换为交流电供电给用户,提高了能源的利用效率。

其次是直流输电技术的应用。

直流输电技术可以降低输电线路的电阻和电感损耗,提高输电效率。

通过采用高压直流输电,可以减少输电线路的电流,减小线路损耗和电压降低,提高电力输送的效率和可靠性。

直流输电技术的应用,不仅可以提高电能经济性,还能满足远距离、大容量输电的需求。

另外,有源电力滤波器技术也在电力系统中得到了广泛应用。

有源电力滤波器可以通过控制电流的相位和幅值,消除电力系统中的谐波和电压波动,保证电力系统的稳定运行。

这种技术可以有效减小电力系统的谐波污染,提高电能质量,降低生产和供电成本。

二、电力电子技术对电能经济性的贡献电力电子技术在电力系统中的应用,对于提高电能经济性具有重要意义。

首先,电力电子技术提高了能源的利用效率。

逆变器技术的应用,可以将不同形式的电能互相转换,使得电力系统能够更好地利用可再生能源。

而直流输电技术的应用,降低了电能的损耗和传输损失,提高了输电效率。

这些技术的应用,使得电能转换和输送更加高效,减少资源浪费,提高电能利用效率。

其次,电力电子技术提高了电力系统的灵活调控能力。

逆变器技术和有源电力滤波器技术的应用,可以通过控制电流的波形和频率,实现对电能的精确调控。

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浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与发展趋势李洪新胜利油田滨南采油厂山东省滨州市256606摘要,概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用,重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用.以及电力电子技术的发展趋势。

关键词s直流输电;电力电子;微电子;发电机;换流技术前言电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。

电力电子技术广泛应用于国民经济、人民生活和现代化军事装备等众多领域,是传统产业改造,高新技术发展和国防工业进步的重要支柱。

据估算,现代化国家所用电能的90%以上都将利用电力电子技术进行各种处理,可大量节约电能和提高用电设备的性能。

发电和远距离输电的现代化技术更大量需要电力电子技术。

经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。

最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。

自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。

本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用,以及电力电子技术的发展趋势。

l电力电子技术和微电子技术1947年晶体管发明之后,到50年代末开始向两个方向发展。

一个是以1958年集成电路的诞生为标志的微电子技术,它面向处理,其特点是加工线条越来越细,集成度越来越高,功能越来越全。

目前生产水平典型线宽为0.5-0.6微米,典型产品为16Mb的动态随机存储器(DRAM)和PowerPC及Pentium(奔腾)微处理器。

研制水平还远高于此。

微电子技术的发展带动了一系列高新技术的兴起,标志着第一次电子技术革命的开始,其应用几乎遍及所有领域。

1957年晶闸管的问世标志着电力电子技术的开端,它面向电力处理,其特点是功率越来越大,性能越来越高,派生器件越来越多。

到70年代末期80年代初为传统电力电子技术已经衍生出快速晶闸管、逆导晶闸管、不对称晶闸管、光控晶闸管等整个家族。

80年代以来,微电子技术和电力电子技术在各自发展的基础上,又逐渐走向结合。

电力电子器件在工艺和结构上,大量采用微电子微细加工技术的工艺方法和加工设备,使传统电力电子器件的高电压、大电流、深注入技术与微细加工技术有机结合,统一在一块芯片上。

目前,典型电力电子器件的最细线条可达2-3微米。

从此产生现代电力电子技术,开始了第二次电子技术革命。

电力电子技术与微电子技术结合,首先出现了多种全控型器件。

它们的功能特点是实现了自关断,从而避免了传统电力电子器件关断时所需的强迫换流电路。

其结构特点是,一个器件由多个元胞并联,大面积集成。

例如,1000A的门极关断晶闸管(GTO)含有近千个单元(GTO)。

一个40A/IOOV的电力MOS场效应管(VDMOS),有3.5万个元胞并联,最小间距3微米,整个制造过程共i00多道工序,全部利用微电子MOS集成电路制造技术。

其中关键工艺为离子注入、细线光刻、外延、自对准双扩散、薄栅氧化、表面钝化及背面金属化等。

一个300A的静电感应晶闸管(SITH)含有5万个元胞,而一个50A/500V的MOS控制晶闸管(McT)则含有10万个元胞并联。

功率集成电路(PowerIC,PIC)是电力电子技术与微电子技术结合的另一种形式。

它将MOS型功率器件与低压逻辑电路或模拟电路制作在一块芯片上。

这种器件一般包括MOS型功率器件,电平转换电路、保护和驱动电路。

有人将它分成高压集成电路(HighVoltageIC,HVIC)和智能功率集成电路(SmartPower,SPIC)。

前者为低输出电流(例如几百毫安)高输出电压(例如几百伏)的横向器件,目前典型水平为600mA/500V。

后者为输出电流多在几十安以下输出电流多在几百伏以下的纵向器件,目前水平为5A/550V。

从总体上看,电力电子技术包括三个方面:电力电子器件,功率变换技术和自动控制技术。

任何电力电子装置均以电力电子器件为核心,应用集成电路,微处理器或微型计算机和自动控制技术(经典的、现代的和模糊控制)对电压、电流、频率、相数和相位进行变换,以实现功率处理。

从这个意义上理解,电力电子技术和微电子技术也是相辅相成,紧密结合的。

2电力电子技术的应用自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。

已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。

以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。

2.1在发电环节中的应用电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

2.1.1大型发电机的静止励磁控制静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。

由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2.1.2水力、风力发电机的变速恒频励磁水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速变随之发生变化。

风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。

为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。

此项应用的技术核心是变频电源。

2.1.3发电厂风机水泵的变频调速发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。

使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。

低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

2.2在输电环节中的应用电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。

2.2.1直流输电(HVDc)和轻型直流输电(HVDCLight)技术直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。

1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。

从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。

2.2.2柔性交流输电(FACTS)技术FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。

20世纪90年代以来,国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。

其输出无功的大小,设备结构简单,控制方便,成本较低,所以较早得到应用。

472.3在配电环节中的应用配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。

电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。

电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力(CustomPower)技术或称DFACTS技术,是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。

可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版,其原理、结构均相同,功能也相似。

由于潜在需求巨大,市场介入相对容易,开发投入和生产成本相对较低,随着电力电子器件价格的不断降低,可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。

2.4在节能环节的运用2.4.1变负荷电动机调速运行电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面,通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面,只有将二者结合起来,电动机节电方较为完善。

目前,交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。

首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。

国外变负荷的风机、水泵大多采用了变频调速,我国正在推广应用中。

变频调速的优点是调速范围广,精度高,效率高,能实现连续无级调速。

在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,节电率一般可达30%左右。

其缺点主要为:成本高,产生高次谐波污染电网。

2.4.2减少无功损耗,提高功率因数在电气设备中,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,是保证电能质量不可缺少的部分。

在电力系统中应保持无功平衡,否则,将会使系统电压降低,设备破坏,,系统解裂,造成大面积停电事故。

所以,当电力网或电气设备无功容量不足时,应增装无功补偿设备,提高设备功率因数。

3电力电子技术的发展趋势90年代以来,电力电子技术的发展方向,主要是大功率化、高频化、模块化和智能化。

3.I大功率化由于加工工艺的不断进步,各类电力电子器件的容量日益增大,表1列出电力电子器件最大电流电压水平,为了便于比较,表中同时列出国际和国内水平。

表l电力电子器件最大电流/电压水平器件SCRGTRGTOVDMOS国际3500A/6500V800A/1200V10000A/8000V200A/1500V国内1650A/4500V200A/1200V2500A/4500V4A/850V器件IGBTSITSITHMCT国际1000A/1800V‘”250A/2000V‘1’2000A/4000V‘1’1000A/2500V‘‘’国内30A/1200V‘‘’30A/800V‘‘’IOOA/IOOOV‘”IOA/900V‘”注(1)研制水平3.2高频化全控型器件正向高频化发展。

以几种典型器件为例,其最大开关频率(赫)分别为GTO,lOk;IGBT,50k:VDMOS,20M:SIT,200M,SITH,lOOk。

高频化器件出现,将使变流装置中磁性元件的尺寸减小,重量减轻,有利于装置的小型轻量化。

3.3模块化模块就是把各种电力电子器件的芯片按一定的电路联成二单元、四单元或六单元,装在导热的绝缘衬底上,封装在一个外壳内而成,模块与同等容量的分立器件相比,具有体积小,使用简单,维修方便,重量轻,结构紧凑,可靠性高等优点,受到各国的普遍重视和大力开发,已被广泛应用。

3.4智能化前面已经提到,将功率器件和低压逻辑电路集成在一块芯片上,制成智能集成电路,它将信息处理与电力变换统一在一起,可使体积减小,重量减轻,可靠性提高,因而降低装置成本,是今后的重要发展方向。

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