电力电子变压器的应用及其发展前景分析
电力电子变压器理论研究综述
作者简介：晏阳(1988- )，男，硕士研究生，研究方向为电力电子技术在电力系统中的应用。 电力电子变压器理论研究综述 摘 要：介绍了目前国内外电力电子变压器的研究概况，对电力电子变压器发展过程中出现的斩 控式电力电子变压器、交-交-交型电力电子变压器、反激型电力电子变压器、双PWM 变换型电力电子变压器几种典型的设计构想进行了梳理，并且给出了相应的主电路拓扑。通过分析电力电子技术在电力电子变压器研究领域的相关理论及其应用，阐述各种拓扑的优缺点，并给出了主要的研究方向和发展趋势。 关键词：电力电子变压器；电力电子技术；电能质量中图分类号：TM401+.1 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2012)03-0005-04 晏阳 (东南大学 电气工程学院，江苏 南京 210096) Abstract: Introduction was made to the present research survey of power electronic transformers at home and abroad. This paper hackled several typical design schemes such as chop-controlled power electronic transformer, AC-AC power electronic transformer, flyback power electronic transformer and double PWM power electronic transformer and gave the corresponding main circuit topolo-gy. Via analysis to the relevant theory and its application of power electronic technology in power electronic transformer field, this paper expatiated on advantages and disadvantages of various topologies and summarized the main research direction and developing trend of power electronic transformers. Key words: power electronic transformer; power electronic technology; quality of power supply YAN Yang （School of Electrical Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China ） Research Summary of Power Electronic Transformer Theory 0 引言 电力电子变压器(power electronic trans-former，PET)，又称固态变压器(solid trans-former)，是一种通过电力电子技术实现电力系统电压变换和能量传递的新型变压器。相对于传统变压器而言，电力电子变压器具有如下优点[1]：(1)体积小，重量轻，环境污染小；(2)运行时二次侧输出电压幅值恒定，不随负载变化，且平滑可调；(3)一次、二次侧电压为正弦波形，功率因数可调；(4)一次、二次侧电压、电流和功率均高度可控[2]；(5)本身具有断路器的功能，无需传统的变压器继电保护装置。电力电子变压器是集电力电子、电力系统、计算机、数字信号处理以及自动控制理论等领域为一体的电力系统前沿研 究课题，也是解决电能质量问题，建设“绿色电网”、“数字电网”的可行途径之一。目前在国内外，都有很多相关的研究和开发。 在电力电子变压器的设计和研发中，大规模的电力电子器件以及相应的电力电子变流技术得到了广泛的应用。本文总结电力电子变压器研究的发展历史及主要的电路拓扑，并分析各个拓扑的电路原理和应用情况。 1 国内外研究现状 电力电子变压器起源于美国。通用电气公司的W.McMurray于1970年在一份专利中首先提出了基于AC/AC变换电路的电力电子变压器[3]。在随后的发展过程中，科研人员提出了传统AC/AC变换、buck 变换、AC/DC/AC变换等多个研究课题，并取得了一
电力行业分析报告
电力行业分析报告 营销部电力行业办公室 二〇〇九年九月
目录第一章我国电力行业现状分析 一、电力行业概况 二、我国电力行业走势分析 三、我国电力行业的现状分析 四、我国电力行业持续发展的动力 第二章我国电力行业钢材产品市场需求分析 一、电力行业市场需求现状概况 二、电力行业未来需求市场分析 三、我公司产品在该行业所处的优劣势(SWOT)分析第三章我公司产品的定位与营销策略 一、产品定位及分年度营销目标（2009～2015年） 二、选择目标市场、目标客户以及开发数量 三、制定市场营销策略（4P） 四、营销策略实施过程中存在的困难与问题 五、四季度工作计划 附表 我国年产1万吨以上铁塔厂
第一章我国电力行业现状分析 一、电力行业概况 1、电力行业定义 国家电监会(SERC)将电力系统划分为发电、输电、供电和用电四个环节，电力行业的感念覆盖了其中前三项。国家统计局将电力行业编目于电力与热力的生产和供应大类下，分为电力生产和电力供应两部分。国家统计局的电力生产与电监会发电部分相对应，电力供应与电监会的输电和供电两项相对应。 更为具体的说，电力行业就是把各种类型的一次能源通过对应的各种发电设备转换成电能，并且把电能输送到最终用户处，想最终用户提供不同电压等级和不同可靠性要求的电能及其他电力辅助服务的一个基础性的工业行业。 2、与电力行业相关的行业协会情况 （1）中国电力企业联合会 中国电力企业联合会（简称中电联）是1988年经国务院批准成立的全国电力行业企事业单位的联合组织，非盈利的社会经济团体。自成立至今，历经四届理事会。目前业务主管是国家电力监管委员会。 中电联坚持以服务为宗旨，即：接受政府委托，为政府和社会服务；根据行规行约，实行行业管理，为全电力行业服务；按照会员要求，开展咨询服务。目前，中电联有团体会员1440家，设11个专业分会和9个专业委员会，受国资委等部门委托，代管6个全国性专业协会，全国30家省（自治区、直辖市）行业协会是中电联的理事单位。基本形成了功能齐全、分工协作、优势互补、规范有序、覆盖全行业的服务网络。 中电联成立以来，在政府电力主管部门的指导下和各会员单位的支持下,依据电
现代电力电子技术的发展(精)
现代电力电子技术的发展 浙江大学电气工程学院电气工程及其自动化992班马玥 (浙江杭州310027 E-mail: yeair@https://www.360docs.net/doc/dd17337576.html,学号:3991001053 摘要:本文简要回顾电力电子技术的发展,阐述了现代电力电子技术发展的趋势,论述了走向信息时代的电力电子技术和器件的创新、应用,将对我国工业尤其是信息产业领域形成巨大的生产力,从而推动国民经济高速、高效可持续发展。 关键词:现代电力电子技术;应用;发展趋势 The Development of Modern Power Electronics Technique Ma Yue Electrical Engineering College. Zhejiang University. Hangzhou 310027, China E-mail: yeair@https://www.360docs.net/doc/dd17337576.html, Abstract: This paper reviews the development of power electronics technique, as well as its current situation and anticipated trend of development. Keywords: modern power electronics technique, application, development trend. 1、概述 自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台,以此为基础开发的可控硅整流装臵,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代,这标志着电力电子的诞生。
电力行业发展趋势
电力行业的发展趋势 国际发展趋势 近年来世界上由于新技术的应用，对环境越来越重视，加上私有化的浪潮，正在重新塑造电力工业，使电力工业在可持续发展的能源工业中发挥更加重要的作用。归纳世界电力工业发展趋势有以下几点： 1. 电力工业的市场化体制改革 在20世纪80年代末90年代初，从美国和英国发动的电力工业市场化体制改革，即所谓自由化、民营化、放松管制、打破垄断、引入竞争机制。 电力部门的"自由化"及其伴生的"民营化"，它的优点和缺点并存，因为电力是社会经济发展不可或缺的公用事业，任何政府都不会让它只处在市场控制之下。"自由化"和"民营化"不是目的，而是手段。目的是为了保证可靠、长期充足的电力和优质的服务、合理的价格、符合环境标准、面向更广泛的用户。这种改革能否成功，尚须拭目以待。 2. 更加广泛地使用电力 世界上至少今后20～30年还将主要靠化石燃料提供能源，但化石燃料利用会造成环境污染，排出二氧化碳等温室气体，为了解决这个矛盾，要求更加广泛的使用电力。我国早在1985年提出能源工业的发展要以电力为中心；1995年又提出能源建设要以电力为中心，这个方针与世界潮流是一致的。 --从发达国家几十年的实践来看，电力增长越快，总的能源需求增长越慢；电力占终端能源比重越大，单位产值的能源消费(即能源强度)越低； --电力工业是最能清洁利用化石燃料的部门，也是效率最高地利用化石燃料的部门，发达国家几乎把污染最严重的煤炭的全部或大部分用于发电； --电力还有改善地区环境的作用，在能源利用密度大的大中城市，如果用电力来替代化石燃料的应用，可以直接解决空气污染、水污染及其他污染问题。电力的广泛应用是解决大中城市污染问题的最好办法。 但是电力替代煤炭、石油、天然气、燃气和秸杆等能源的速度，决定于世界各国对生态环境的要求和经济水平，决定于石油、天然气的可供应能力，以及电力对其他能源的竞争能力。我国目前电气化的水平还很低，按计算我国1990年电能在终端能源中的消费的比重约为7.5%，而经济合作组织国家平均为15%，大致相差一半。经济合作组织国家预计到2050年电能在终端能源中的消费比重有可能达到36%。我国如果要在今后50年中，电气化程度要赶上经济合作组织国家，而终端能源消费中，电力占36%，其他64%还是要依靠化石能源解决，粗略估计，固体燃料占16%，液体燃料占27%，气体燃料占17%，热力占4%。这就是说今后电力在终端能源消费的比重必然要逐步上升，即使到2050年电力成为终端能源中的第一位，也还有64%的终端能源要依赖化石能源。电力在进行能源替代时，必然要在竞争力最强，最经济的领域首先替代。 3. 电力工业把注意力转向燃气蒸汽联合循环发电 电力工业初期依靠水电和凝汽式火力发电站，工业发达国家水能资源大部分开发后，电力发电技术在狭窄的领域里进行，即不断提高汽轮发电机的温度、压力，由低温低压、中温中压、高温高压、并向亚临界、超临界的方向发展，采用更大型的发电机、汽轮机和锅炉。但是20世纪60年代以后，凝汽式发电机技术几乎没有多大进展，电站的平均效率稳定在35%左右。而且新电站比老电站造价要高得多，且可靠性差。但是电力部门认为这是暂时的
电力电子变压器简介
电力电子变压器简介 编者按：电力电子变压器是一种有发展前途的电力电子设备。它与目前使用的铁芯铜线变压器，有明显的优点，特别是耐高压（15kV）的碳化硅器件的成熟会给电力电子变压器的发展带来新的机遇。它是未来智能电网的得利电力电子设备。作为一种新型的电力变压器，得到了国内外研究人员越来越多的关注。 此外，电力电子变压器能否将电压变换与电能质量调控结合一起解决？如一条轧钢生产线使用的变压器，采用电力电子变压器，可以即变压，又能实现电能质量调控，能否有可能？我公司已开发成功的‘’27.5k V转10k V‘’装置也是一种电力电子变压器。轻型直流输电系统也可兼有电力电子变压器功能。可见，公司已具备生产电力电子变压器的能力。 根据现有资料选编成“电力电子变压器简介”一文。文中内容不一定十分准确，供公司开发新产品参考。 王春岩2010.10.22 1、定义 电力电子变压器，又称为固态变压器——P E T ( P o w e r E l e c t r o n i c T r a n s f o r m e r )，也有称为EPT。 电力电子变压器是一种含有电力电子变换器，且通过高频变压器实现磁耦合的变电装置，它通过电力电子变换技术和高频变压器实现电力系统中的电压变换和能量传递。 2、电子电力变压器的基本组成和工作原理 2、1 基本组成（以单相为例）
基本组成见图2.1 2、2 直接、AC/AC变换的电力电子变压器（以单为例） 2、3 含直流环节的PET
2、4 单相含直流PET的电路结构 2、5 用于风电、光电和小水电单相并网PET 图2.5用于风电、光电和小水电单相并网PET 3、电力电子变压器优点和缺点： 3、1 优点 1）．体积小，重量轻，无环境污染； 2）．运行时可保持副方输出电压幅值恒定，不随负载变化； 3）．始终保证原、副方电压电流为正弦波形，并且原、副方功率因数任意可调；4）．具有高度可控性，变压器原副方电压、电流的幅值和相位均可控：
电力行业市场分析调研报告
目 录 上篇：行业分析提要 .................................. 1 I 行业进入／退出定性趋势预测 ........................ 1 II 行业进入／退出指标分析 (3) 一、行业平均利润率分析 ..................................... 3 二、行业规模分析 ........................................... 3 三、行业集中度分析 ......................................... 4 四、行业效率分析 ........................................... 5 五、盈利能力分析 ........................................... 5 六、营运能力分析 ........................................... 6 七、偿债能力分析 ........................................... 6 八、发展能力分析 ........................................... 7 九、成本结构分析 ........................................... 8 十、贷款建议 . (11) III 行业风险揭示、政策分析及负面信息 (13) 一、风险揭示 .............................................. 13 二、政策分析 .............................................. 13 三、负面信息 . (15) IV 行业动态跟踪分析评价 (19) 一、行业运行情况 (19) 电力行业分析报告 【最新资料，WORD 文档，可编辑修改】
现代电力电子技术发展及其应用
现代电力电子技术发展及其应用 摘要：电力电子技术是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。 一、引言 自上世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气控制技术舞台，标志着电力电子技术的诞生。究竟什么是电力电子技术呢？电力电子技术就是采用功率半导体器件对电能进行转换、控制和优化利用的技术，它广泛应用于电力、电气自动化及各种电源系统等工业生产和民用部门。它是介于电力、电子和控制三大领域之间的交叉学科。目前，电力电子技术的应用已遍及电力、汽车、现代通信、机械、石化、纺织、家用电器、灯光照明、冶金、铁路、医疗设备、航空、航海等领域。进入21世纪，随着新的理论、器件、技术的不断出现，特别是与微控制器技术的日益融合，电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展，随之而来的必将是智能电力电子时代。 二、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
我国电力系统现状和发展趋势
. .. . 我国电力系统现状及发展趋势 班级： 姓名： 学号：
我国电力系统现状及发展趋势 摘要： 关键词：电力系统概况，电力行业发展 1.前言 中国电力工业自1882年在诞生以来，经历了艰难曲折、发展缓慢的67年，到1949年发电装机容量和发电量仅为185万千瓦和43亿千瓦时，分别居世界第21位和第25位。1949年以后我国的电力工业得到了快速发展。1978年发电装机容量达到5712万千瓦，发电量达到2566亿千瓦时，分别跃居世界第8位和第7位。改革开放之后，电力工业体制不断改革，在实行多家办电、积极合理利用外资和多渠道资金，运用多种电价和鼓励竞争等有效政策的激励下，电力工业发展迅速，在发展规模、建设速度和技术水平上不断刷新纪录、跨上新的台阶。装机先后超过法国、英国、加拿大、德国、俄罗斯和日本，从1996年底开始一直稳居世界第2位。进入新世纪，我国的电力工业发展遇到了前所未有的机遇，呈现出快速发展的态势。 一、发电装机容量、发电量持续增长：“十一五”期间，我国发电装机和发电量年均增长率分别为10.5%、10.34%。发电装机容量继2000年达到了3亿千瓦后，到2009年已将达到8.6亿千瓦。发电量在2000年达到了1.37万亿千瓦时，到2009年达到34334亿千瓦时，其中火电占到总发电量的82．6％。水电装机占总装机容量的24．5％，核电发电量占全部发电量的2．3％，可再生能源主要是风电和太阳能发电，
总量微乎其微； 二、电源结构不断调整和技术升级受到重视。水电开发力度加大，2008年9月，三峡电站机组增加到三十四台，总装机容量达到为二千二百五十万千瓦。核电建设取得进展,经过20年的努力，建成以山、大亚湾/岭澳、田湾为代表的三个核电基地，截至2008年底，国已投入运营的机组共11台，占世界在役核电机组数的2.4%，装机容量约910万千瓦，为全国电力装机总量的1.14%、世界在役核电装机总量的2.3%。高参数、大容量机组比重有所增加，截止2009年底，全国已投运百万千瓦超超临界机组21台，是世界上拥有百万千瓦超超临界机组最多的国家；30万千瓦及以上火电机组占全部火电机组的比重提高到69.43%，火电机组平均单机容量已经提高到2009年的10.31万千瓦。在6000千瓦及以上电厂火电装机容量中，供热机组容量比重为 22.42%，比上年提高了3个百分点； 三、电网建设不断加强。随着电源容量的日益增长，我国电网规模不断扩大，电网建设得到了不断加强，电网建设得到了迅速发展，输变电容量逐年增加。2009年，电网建设步伐加快，全年全国基建新增220千伏及以上输电线路回路长度41457千米，变电设备容量27756万千伏安。2009年底，全国220千伏及以上输电线路回路长度39.94万千米，比上年增长11.29%；220千伏及以上变电设备容量17.62亿千伏安，比上年增长19.40%。其中500千伏及以上交、直流电压等级的跨区、跨省、省骨干电网规模增长较快，其回路长度和变电容量分别比上年增长了16.64%和25.97%。目前，我国电网规模已超过美国，跃居世界首位； 四、西电东送和全国联网发展迅速。我国能源资源和电力负荷分布的不均衡性，决定了“西电东送”是我国的必然选择。西电东送重点在于输送水电电能。按照经济性原则，适度建设燃煤电站，实施西电东送；
电力行业前景分析
电力系统结构 一、电力工业的结构(简明示意) 主要包括五个生产环节：发电→输电→变电→配电→用电 500kV 220KV 24KV 110KV
二、电能的来源：（电源点）（生产电能的设施） 火力发电、水力发电、抽水蓄能、核电、风力、地热、太阳能等。（一）火力发电 利用化学能（热能）——机械能——电能 火力发电厂：目前我国的电源点大多数是火力发电(比重占73%)，利用原料主要是燃煤，这里重点介绍火力发电的生产过程和常识。 火力发电厂的原理及过程 简要介绍火电厂的三大主机的生产过程：锅炉－汽轮机－发电机 通过燃烧锅炉产生蒸汽，蒸汽充转汽轮机，汽轮机带动发电机达到发电的目的。 1、锅炉（利用燃料；煤、油、天燃气、地热及其他热能量） 燃煤发电机组： 锅炉：（图）锅炉进水后，通过煤在锅炉炉膛中的燃烧，利用辐射热的原理，对锅炉加热。通过锅炉水冷壁受热面的工作，使水加热至沸腾状态，形成的蒸汽自然在水冷壁中上升到水冷壁的上联箱，有上联箱进入汽包。 汽包：下半部是水，上半部是蒸汽。下半部的水通过下降管与锅炉下部的水冷壁相联结，进入水冷壁进行工作，汽水形成自然循环。 汽包上部的蒸汽通过汽包上部的上升管进入炉膛内布置得过热器。由于这时候的汽包上部的水蒸气是含水的蒸汽，叫饱和蒸汽，不能直接进入汽轮机进行工作。需要过热蒸汽，就是干蒸汽。所以在锅炉的顶部设置了三个阶段的过热器装置，即：一级、二级和三级过热器。饱和蒸汽通过这三级过热
器的反复加热，就形成了过热蒸汽，通过主蒸汽管，冲入汽轮机，对汽轮机冲转。 与锅炉有关的水、煤、汽。 水及水系统：锅炉用水，它用的是软水，因为要防止锅炉管道结垢。所以火电厂设计安排了化学水处理系统，将硬水通过处理变成软水再进入锅炉。他的进入走向；经过处理的水是冷水，不能直接进入受热面，因为水冷壁受热的温度很高，炉膛中央温度可达到1500-1800度，温差太大冷水进入会产生锅炉暴管。所以、锅炉进水首先进入炉子尾部布置的省煤器，利用锅炉尾部余热也通过辐射热的原理，对省煤气加热，然后、预热过具备一定温度的水在进入炉膛进入受热面工作。 2、汽轮机：（图） 过热蒸汽通过蒸汽喷嘴发生膨胀，速度增加，高速气流冲动叶轮，将蒸汽的动能变换为轴旋转的机械能。汽轮机转速每分钟3000转。（图） 3、发电机：（图） 汽轮机主动轴，通过靠背轮与发电机静子轴连接，带动发电机同步运转。发电机的主要构造，由发电机静子和转子组合构成。转子的高速转动于静子之间产生磁场发电。 （二）、水力发电：（图） 水库－水轮机－发电机 （三）、核电 核电是利用铀（重金属）作为燃料，在一种叫反应堆的设备内发生裂变大量能量，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽。蒸汽重转汽轮机、汽轮机带动电机。 核电：核反应堆－汽轮机－发电机 （四）、风力发电 其它：如风能、地热能、太阳能、潮汐等。 火力发电站：锅炉、汽轮机、发电机 锅炉：水、煤、汽。
配电系统电力电子变压器的研究
配电系统电力电子变压器的研究 作者：佚名转贴自：电力安全论坛点击数： 35 更新时间：2008-7-28 配电系统电力电子变压器的研究 方华亮，黄贻煜，X澍，陆继明，毛承雄 (华中科技大学电气与电子工程学院，XX430074) 摘要: 供电可靠性及电能质量一直是用户和供电部门密切关注的问题。在电网中，变压器是电能转换的最基本的元件，但常规变压器难以对供电可靠性的提高和电能质量的改善作出贡献。本文介绍了一种全新的产品－电力电子变压器，它具有提高供电可靠性、改善电能质量并且体积小、重量轻、环保效果好等一系列优点，可以较好地解决这些问题。在对电力电子变压器现有方案进行分析的基础上，本文提出了一种新的实现方案，计算机仿真结果表明：变压器原方可以实现输入电流波形为正弦和功率因数接近于1，变压器副方可以获得良好的输出电压、电流。 关键词: 电力电子变压器; 高频变压器; 供电可靠性; 电能质量; 脉宽调制 1引言 当今社会经济的快速发展，使得人们对供电可靠性以及改善电能质量提出了越来越高的要求。如果一个供电系统的可靠性不能保证，停电不只是给供电企业带来损失，给用户将造成更大的经济损失。就电能质量而言，一种频率、电压、波形的电能已远远不能满足用户要求，经过变换处理后再供用户使用的电能占全国总发电量的百分比比值的高低，已成为衡量一个国家技术进步的主要标志之一。如在美国，2000年末，发电厂生产的40%以上的电能都是经变换和处理后再供负载使用，预计到21世纪二、三十年代，美国发电站生产的全部电能都将经变换和处理后再供负载使用。 如何更进一步提高供电可靠性和改善电能质量已成为供电部门十分重视和不断努力解决的问题，在供电系统中，变压器是实现电能转换的最基本、最重要的元件之一，对供电可靠性和电能质量有着重大的影响。目前广泛使用的配电系统变压器通常是采用铁芯油浸式，其运行可靠和效率较高；但同时，也存在以下一些不足之处［1］： ·不能维持副方电压恒定； ·铁芯饱和时，会造成电压电流的波形畸变，产生谐波； ·原副方电压、电流紧密耦合，负荷侧的波动会影响到电网侧； ·需装备继电保护装置； ·体积大，笨重； ·矿物油会带来环境问题，且不易维护； 基于以上常规变压器的一些不足之处，如何进一步提高变压器的功能、改善其运行特性以更好的发挥其在供电系统中的作用，从而实现进一步提高供电可靠性、改善电能质量的愿望，是一个十分值得我们深入研究的课题。目前随着电力电子变流技术和大功率电力电子器件的迅速发展，以及在电力系统中的应用日益广泛，所有的这些为我们研制新型变压器奠定了很好的基础。我们要研制的新型变压器主要是采用电力电子技术实现的，我们称之为电力电子变压器。 对电力电子变压器的研究，国内在这方面还基本上未开展，国外在十多年前就已提出了这个概念。首先是美国海军的一个研究计划，提出了一种“交流－交流”的降压变换器构成的电力电子变压器；在这之后，由美国电力科学研究院(EPRI)赞助的一个研究项目
现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述上课讲义
现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述
课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院：电气工程学院 姓名： ********* 学号: 14********* 专业： ***************** 指导教师： *******老师 0 引言
电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。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。毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展［1］ 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。 1.1半控型器件（第一代电力电子器件） 上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400 Hz。由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件（第二代电力电气器件） 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。此外，这些器件的开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题，RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管（IGBT）,并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合，它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身，性能十分优越，使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应，MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管（IGCT）都是MOSFET和GTO的复合，它们都综合
我国电力系统现状及发展趋势
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我国电力系统现状及发展趋势 摘要： 关键词：电力系统概况，电力行业发展 ‘、八— 1. 刖言 中国电力工业自1882年在上海诞生以来，经历了艰难曲折、发展缓慢的67年， 到1949年发电装机容量和发电量仅为185万千瓦和43亿千瓦时，分别居世界第21位和第25位。1949年以后我国的电力工业得到了快速发展。1978年发电装机容量达 到5712万千瓦，发电量达到2566亿千瓦时，分别跃居世界第8位和第7位。改革开 放之后，电力工业体制不断改革，在实行多家办电、积极合理利用外资和多渠道资金，运用多种电价和鼓励竞争等有效政策的激励下，电力工业发展迅速，在发展规模、建设速度和技术水平上不断刷新纪录、跨上新的台阶。装机先后超过法国、英国、加拿大、德国、俄罗斯和日本，从1996年底开始一直稳居世界第2位。进入新世纪，我国 的电力工业发展遇到了前所未有的机遇，呈现出快速发展的态势。 一、发电装机容量、发电量持续增长：“十一五”期间，我国发电装机和发电量年 均增长率分别为10.5%、10.34%。发电装机容量继2000年达到了3亿千瓦后，到2009 年已将达到8.6亿千瓦。发电量在2000年达到了1.37万亿千瓦时，到2009年达到34334亿千瓦时，其中火电占到总发电量的82. 6%。水电装机占总装机容量的24.5%, 核电发电量占全部发电量的2. 3%,可再生能源主要是风电和太阳能发电，总量微乎 其微； 二、电源结构不断调整和技术升级受到重视。水电开发力度加大，2008年9月，三峡电站机组增加到三十四台，总装机容量达到为二千二百五十万千瓦。核电建设取得进展，经过20年的努力，建成以秦山、大亚湾/岭澳、田湾为代表的三个核电基地， 截至2008年底，国内已投入运营的机组共11台，占世界在役核电机组数的 2.4%,装机容量约910万千瓦，为全国电力装机总量的 1.14%、世界在役核电装机总量的 2.3%。
电力行业发展现状及前景分析
电力行业发展现状及前 景分析 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
?电力行业现状及发展前景分析 1.电力经济发展趋势综述 电力行业关系国计民生，社会对电力产业也是加倍关注。从以下几个方面我们可对近年电力产业经济发展状况做出宏观的基本了解和判断。 1)电价：电价上涨。面对煤价上调和排污费增加所导致的成本增加，国 家 发改委已意识到电力行业没有利润是不利于其稳定和发展的。但中央要求的电价上调在地方却可能未必完全执行。而上游的煤炭在电价上调的激励下可能会再抬高煤价，下游的耗电工业成本也会受很大影响。 2)电荒：毫无疑问，电荒在短期内仍将继续存在。但随着国家对协调发 展 的重视和对“惟GDP论”的抛弃，在宏观上电力需求的增速将有所下降。从供应端看，如果近年大江大河的来水正常，则水电出力一定比上年大增，同时大批新建电源开始并网发电，电力供应将比上年增加。从需求端看，由于侧管理逐渐推广，电价上涨使高耗能产业发展受限以及居民用电对价格的敏感，需求的增长也会理性些。因此，缺电未必会持续比上一年严重。电价上涨并不会激发电力投资过热，相反，电力“跑马圈地”会回归理性。 3)煤电联营：不论是煤强电弱，还是电强煤弱，也不论是以煤炭垄断对 付 电力垄断，还是利益格局重新调整，煤电之间的顶牛只能是两败俱伤。在多次呼吁政府部门协调而不可得的时候，各种形式的煤电联营将有利于减少中间环
节，稳定煤价，打造完整的电煤供应链。煤电联营将是最好的稳定电源安全的方式之一。 4)产权多元化：现在，电力企业无论是电厂还是电网基本上是国家资 本， 但是党的十六届三中全会后，电力企业吸引战略投资者，吸引外资、民营等各类资本，发展混合所有制经济，实现产权多元化已是箭在弦上。同时，加快重组步伐，积极谋划集团一级上市也是各大集团心照不宣的计划。产权多元化必然带来投资、融资的多元化，更多的资金将源源不断流入电力领域，规范投资、加强立法已是刻不容缓，电力投资体制改革也是大势所趋。 5)年薪制：2004年起，国资委对中央企业负责人实行年薪制，同年也是 国 资委对中央企业实施业绩考核的第一年。电力企业有成为国资委重点培养的30～50家具有国际竞争力的大企业、大集团的雄心，年薪制将会激发电力企业间的竞争。 6)多种产业剥离：据悉，主辅分离、辅业改制工作已成为国资委推进国 有 企业改革和发展的两件大事之一。既然剥离不可避免，那么电力身上多出的这一根“筋”怎么剥离，就是考验各电力企业智慧的大问题了。既要减员增效做强主业，又不能甩包袱，漠视多种产业职工的电力情结，还要让企业好好地活下去，剥离后的多种产业和主业关系成为较大关注点。。 7)区域电力市场：2003年，东北、华东、华北、华中和西北5家区域电 网
电力电子变压器及其发展综述_潘诗锋
#科普园地# 电力电子变压器及其发展综述 Summary of Development of Power Electronic Transformer 潘诗锋,赵剑锋 (东南大学电气系,江苏南京210096) 摘要:介绍了电力电子变压器的优点、工作原理、目前研究状况。指出了用电力电子变压器解决电能质量问题是今后 的发展趋势,拓宽了电力电子变压器的应用场合,使得其不但可以使用在对能量转换装置的体积、重量有特殊要求的场 合,如航海、航空、航天等领域,还可以为电能质量敏感负荷供电。它是建设/绿色电网0/数字电网0的关键设备之一,对 其进行研制和使用可取得巨大的经济和社会效益。 关键词:电力电子变压器;电能质量;绿色电网;数字电网 中图分类号:TM41文献标识码:E文章编号:1009-0665(2003)06-0052-03 收稿日期: 2003-06-28 传统的电力变压器具有制作工艺简单、可靠性高 等优点,在电网中得到广泛应用。但是,它的缺点也十 分明显,如体积、重量、空载损耗大;过载时易导致输出 电压下降、产生谐波;负载侧发生故障时,不能隔离故 障,从而导致故障扩大;带非线性负荷时,畸变电流通 过变压器耦合进入电网,造成对电网的污染;电源侧电 压受到干扰时,又会传递到负载侧,导致对敏感负荷的 影响;使用绝缘油造成环境污染;需要配套的保护设备 对其进行保护[1]。 作为一种新型的能量转换设备,与传统的变压器 相比,电力电子变压器具有体积小、重量轻、空载损耗 小、不需要绝缘油等优点。它是集电力电子、电力系 统、计算机、数字信号处理以及自动控制理论等领域为 一体的电力系统前沿研究课题,通过电力电子器件和 电力电子变流技术,对能量进行转换与控制,以替代传 统的电力变压器。 研究电力电子变压器的初衷是为了降低传统变压 器的体积和重量。因为,变压器的体积和重量与它的运 行频率成反比,借助于电力电子技术提高其变换频率, 就可减小体积和重量。美国海军于20世纪70年代末 至80年代初,首先对其进行了研究[2],美国电科院于 1995年也进行了相关研究[3]。以上2个项目研究,试验 样机都不实用,因为它们采用的是降压型变换器 (Buck),不能很好地抑制输入的谐波电流,而且变压器 输入和输出是不隔离的[1]。20世纪90年代末,美国密 苏里大学在ABB和爱默生公司资助下对电力电子变压 器进行了研究,完成了10 kV A,7 200 V/240 V的实验 样机,但仅实现了基本的电压变换功能和对输入的功率 因数控制。另外,设计时为减小对开关器件的应力,输
电力市场分析
引言 本文致力于通过分析市场结构、市场特点、电价形成机制，市场主体的构成、市场交易和运行模式、市场交易策略，并进行科学预测市场需求，分析研究发电集团交易竞价策略，在此基础上，建议发电集团在当前电力市场竞争条件下，积极主动并有选择性地采取交易策略参与市场竞争，以最优的报价策略获取最大化利润。本文还分析国内外电力市场结构、运行方式、特点、模式和存在的问题，在掌握大量基础性市场信息基础上预测未来电力需求，比较分析区域电力总供给和需求的状况，并对未来区域电力市场竞争趋势进行科学预测和判断;本文在对电力市场理论分析、实际运行情况以及实证论述基础上，提出发电集团参与电力市场交易策略的竞价基本原则和方法，并具体总结提出基于成本分析、基于市场出清价格预测的博弈论模型等多种交易竞价策略方法。最后，通过对市场规则、竞争形势和发电集团内部降耗等方面进行研究，认为交易前充分做好战略设计和规划，做好内部挖潜、降本增效等基础工作对发电集团竞价具有十分重要的战略意义，并建议发电集团及时调整竞价策略，改善管理方式，积极寻求战略合作，为未来在电力市场中交易成功奠定基础。
第一章：概述 第一节课题研究目的和意义 20世纪80年代以前，电力产业被普遍认为是典型的自然垄断产业，世界各国对电力产业发电、输电、配电、售电等环节实行严格管制。80年代以后，电力产业的自然垄断边界发生了显著变化，全球范围掀起了电力体制市场化改革浪潮。随着我国电力产业的发展，“打破垄断、引入竞争”成为当前电力行业改革和理论研究的主流思想，建立科学、合理、完善的电力市场成为各级政府和各类学者研究和探讨的重要课题之一。作为电力市场参与者的发电集团，其利益最终必须通过电能的生产和交易来实现，在交易过程中提前获悉尽可能多的电价和电力需求信息，就可以在电力市场的交易中占得先机，求得更大的利益回报。发电集团的报价决定了其自身在发电市场中可以占有的市场份额，直接影响到其自身的利润。因此，对竞争对手报价策略以及电力市场未来运行趋势进行准确预测，并在此分析判断基础上，结合自身情况做出最合理、最理性、最优化的策略选择，就成为当前发电集团迫切需要解决的重要课题。 从国际、国内电力改革的历程以及未来发展趋势看，传统的电力产业垄断经营体制已经难以为继，电力市场化改革已是大势所趋。电力市场开放，就是要将电力工业纳入到市场经济的框架中，通过市场竞争，达到资源的最优配置和合理利用。传统的基于粗放管理和行政手段的一系列规制、调度和控制方式，势必无法适应竞争环境下的市场实际情况，因此，必须用全新的视角重新审视电力系统运行控制及规划工作的各个环节，相应改变市场调节手段。作为最先被推向市场的发电集团，必须高度关注电力市场信息、市场特点、市场建设和规划。我们知道，市场经济的特点就是放开规制、引入竞争、市场定价。而其中电价是电力市场的杠杆和核心内容，电价的形成机制直接决定了市场的开放程度，因而改革电价形成机制是电力体制改革的核心内容。当前我国电力市场改革的主要方向是，在厂网分开的基础上，逐渐放宽市场准入，尝试建立区域电力市场，建立完善的监管机制，制定电力市场法律，制定市场交易规则，使价格在竞争中形成，使电价真正反映电力生产成本水平和市场对电力产品的供需状况。 建立科学、健全、有序的市场，要求所有的市场主体能够认清形势，按照市场规则进行规范的竞争，要求市场主体宏观上找准定位，调整成本控制策略，确
现代电力电子技术
现代电力电子技术
现代电力电子技术二、主观题(共12道小题) (主观题请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。) 11. 电力电子技术的研究内容？ 12. 电力电子技术的分支？ 13. 电力变换的基本类型？ 14. 电力电子系统的基本结构及特点？ 15. 电力电子的发展历史及其特点？ 16. 电力电子技术的典型应用领域？ 17. 电力电子器件的分类方式？ 18. 晶闸管的基本结构及通断条件是什么？ 19. 维持晶闸管导通的条件是什么？ 20. 对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。 21. 整流电路的主要分类方式？ 22. 单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=________。
现代电力电子技术二、主观题(共12道小题) 11. 电力电子技术的研究内容？ 参考答案：主要包括电力电子器件、功率变换主电路和控制电路。 12. 电力电子技术的分支？ 参考答案：电力学、电子学、材料学和控制理论等。 13. 电力变换的基本类型？ 参考答案： 包括四种变换类型：（１）整流ＡＣ－ＤＣ （２）逆变ＤＣ－ＡＣ （３）斩波ＤＣ－ＤＣ （４）交交电力变换ＡＣ－ＡＣ 14. 电力电子系统的基本结构及特点？ 参考答案： 电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路，功率变换主电路是属于电路变换的强电电路，控制电路是弱电电路，两者在控制理论的支持下实现接口，从而获得期望性能指标的输出电能。'
15. 电力电子的发展历史及其特点？ 参考答案：主要包括史前期、晶闸管时代、全控型器件时代和复合型时代进行介绍，并说明电力电子技术的未来发展趋势 16. 电力电子技术的典型应用领域？ 参考答案：介绍一般工业、交通运输、电力系统、家用电器和新能源开发几个方面进行介绍，要说明电力电子技术应用的主要特征。 17. 电力电子器件的分类方式？ 参考答案： 电力电子器件的分类 （１）从门极驱动特性可以分为：电压型和电流型 （２）从载流特性可以分为：单极型、双极型和复合型 （３）从门极控制特性可以分为：不可控、半控及全控型 18. 晶闸管的基本结构及通断条件是什么？ 参考答案：晶闸管由四层半导体结构组成，是个半控型电力电子器件，导通条件：承受正向阳极电压及门极施加正的触发信号。关断条件：流过晶闸管的电流降低到维持电流以下。 19. 维持晶闸管导通的条件是什么？ 参考答案：流过晶闸管的电流大于维持电流。 20. 对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。 参考答案：I L__〉____I H 21. 整流电路的主要分类方式？ 参考答案： 按组成的器件可分为不可控（二极管）、半控（SCR)、全控(全控器件）三种； 按电路结构可分为桥式电路和半波电路； 按交流输入相数分为单相电路和三相电路。