电力技术论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇电力技术论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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2提高电力计量技术管理水平的措施

2.1不断完善电力计量管理体系。要想有效地提升电力计量技术的管理，我们首先要做的是不断完善电力计量管理体系，建立电力计量的管理机构，在工作中实行岗位责任制，保证工作人员对其相应工作责任，提高部门之间的合作效率。同时，完善各种管理制度，并制定相应的执行计划。例如，制定电力计量质量的标准化管理、设备管理人员的工作制度、供电系统的管理制度、电力计量设备管理制度、设备的维修与保养制度等。此外，要实行奖惩管理制度，对工作优秀人员进行物质奖励，工作出现问题的人员进行惩罚，提高工作人员的责任心。2.2增强电力计量专业培训。建立完善的电力企业研发和管理人员培训机制，按照企业发展要求，制定培训周期和培训时长。同时，加大科技投资，鼓励产品技术创新，提高研发实力，积极引入国外前沿技术，并不断的进行推广，使产品质量获得不断地完善，提高产品的科技含量，保证企业电力计量技术的不断发展。

2.3做好设备综合管理。设备综合管理在为电力计量管理中有着重要的地位，在管理中要建立相应的设备档案信息，同时根据信息制定相应的编制，并能够按照计划进行审查设备更新、修配、购置、改造等，实现多层次和全方面的监管。此外，要及时的掌握设备运行情况，实行在线管理，能够在设备故障中技术的做出反馈，并制定规范的维护措施，保证设备的正常运行；改进设备中的传感部件，关注核心部件的运行状态，不断地引入加自校正、自诊断以及状态识别功能，提高其质量，延长其工作寿命。企业还应加强技术调研，明确自身技术条件，构建符合企业安防展的综合管理体系，同时，要制定设备综合管理制度，充分的发挥人力资源的优势，形成有效地检查制度，保证设备管理的合理化，技术管理的科学化、制度管理的规范化，实现企业的高质和高效的运行。

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1.2电力技术对电网调度运行的应用

（1）电力技术是电网运行的关键，只有将电力技术运用到电力调度运行中去才能保证电网的安全有效运行。

（2）电网的调度是对电网输送电能过程中的状态实行实时监控，确保经济调度并对所有的意外情况发生的可能性进行有效地分析和对已经发生的安全事故进行处理。电网的运行的质量和效率直接关乎到整个电网的运行以及电力有关的企业的经济效益。

（3）随着科学技术的发展，多种多样的电力技术被发明创造出来，运用先进的电力技术能够有效的提高电网电力调度的效率，并能对运行的电网进行信息采集、监控、分析运行状态并对所有的数据进行处理工作，诊断出电网的错误点并能快速修复故障，也可以调整整个电网的负荷，对电能进行优化配置，使电网顺利输送电能。综上可见电力技术是电力调度必不可少的技术并能有效地推动电网的安全性，使电网稳定运行。

2电力技术在电力调度运行中的应用

2.1基于广域测量系统(WAMS)的动态EMS系统(AEMS)

2.1.1什么是AEMS所谓的AEMS是建立在WAMS之上的由动态测量系统、通信系统、中央处理系统、和同步定时系统四部分共同组成的一个电力技术系统。这个能够对同步定时的母线电压和发电机电势正序分量的空间矢量族。因此这个系统可以实现对电网的整体状态的动态评估，测量发电机的运行状态和电网输电过程中其他的震荡现象。

2.2为什么要建立AEMS？随着经济对于电力的需求，电网改造工作正在全国范围内进行着改造工作，这也就使得电力的协调工作越来越困难，并且整个电力的运输安全稳定性下降，这种情况在现有的EMS系统下对于电力的运行变得极为不利，因此必须加强整个电网的调度的稳定与安全性的研究与探讨工作。从而使得更为先进的AEMS得以运用。

2.1.1电力电子技术的应用

（1）高压直流输电。高压直流输电是一种可以保证整个电网系统动态的稳定性和电力疏导的两端系统的稳定性能的技术，并且高压直流输电中的核心设备和技术（换流阀和换流技术）正在变革和研究。它主要是在长距离输电的情况不受稳定性的限制。在运用中由于直流电不必要求两端的系统进行同步的工作，因此可以用两个甚至更多个不同频率的交流电网进行链接工作，因此对于这种高压直流输电的运用在经济性和技术两个层面来说的话，未来的发展前途不可估量。

（2）不间断电源。不间断电源是一种紧急的供电系统，这种系统是电力自动化系统能够安全、稳定运行的最基本的要求和基本保障，这种电源对于计算机通信系统和其余的不能断电的场合来说是一种非常可靠并且具有极高性能的电源，在电力调度中得到极大的推广和广泛的应用。

（3）柔流输电。柔流输电主要是采用现行的电力电子技术对交流输电系统进行连续、灵活、重复控制等柔性控制，并对协调控制进行有效地优化工作，这样可以有效提高对于电力疏导能力和它的可控性。对于柔流电控制系统目前有数十种，可以按照它的安装位置分为三大类即发电型、输电型和供电型。他们这三种类型的安装装置都是通过快速有效地控制电力系统中电压、功率等变量，并通过对变量的控制来加强电网交流电的运行稳定性。目前为止已经运用的柔流电控制器有串联补偿器和静止调相机等多种。

2.3安全稳定控制技术

2.2.1安全稳定控制技术的作用安全稳定控制技术就是一种系统保护或者说是一种特殊的保护整个电力系统的稳定和安全运行的控制技术，随着电网的革新和智能化这种系统得到了更大面积的推广和应用。

2.2.2安全稳定控制技术的分类

（1）按照应用分：受端电网侧、送端电网侧、电网解列。

（2）按照范围分：区域电网控制、大区联网控制、局部电网控制。

（3）按照稳定类型分：电压稳定控制、设备过负荷控制、暂态稳定控制、失步控制。

3变电站综合自动化技术

3.1什么是变电站综合自动化技术变电站综合自动化技术是目前正在处于试用阶段的一项新发展起来的技术，它是以计算机技术为基础，用现有的数据通信为手段达到信息共享的目标。能够实现当前电网下对于故障录波、电度采集、四遥、重合闸和对电路的保护，是一种多功能的专家综合系统。

3.2变电站综合自动化技术的特点目前的电网大多是采用分层分布式综合自动化系统，这种系统是一种新型的设计系统，它主要是用面向间隔的设计代替了传统的面相功能的设计。这种系统是通过安装的数据采集装置和我们的变电站系统相连，通过专用的网络实现所有数据的共享工作。这种系统具有实时性、灵活性和可靠性。在很大的程度上实现了专业的电网调度自动化，从而很好的管理了整个电网的运行。

3.3对于调度运行工作的要求随着电力系统的电网的完善和改造，对于县级等小电网设施是一个不小的冲击，这类电网时间较久系统落后，调度等方面比较闭塞，所以必须进行大面积的改造工作来实现新兴技术的应用，以达到更好的调度工作。

4雷电定位技术的应用

4.1为什么要运用雷电定位技术在平时的电力输送过程中，遇到阴雨天气对于电网的损坏程度很大，并且在摸查时候困难较大，不能有效找到出事地点，从而可能引起大面积的停电造成经济损失和人民的生活不便。因此采用雷电定位技术就可以有效解决这种问题的出现，提高了工作的效率。

4.2雷电定位系统的作用在电路被雷电击中之后会出现电路跳闸的情况，及时找到被雷电击中的的位置是一个十分重要的任务，在雷电定位系统没有使用之前往往会消耗大量的人力物力进行查找事故点，这种工作往往浪费时间不容易而没有效果。在采用了雷电定位系统之后可以就跳闸的部位进行有效的定位，在短时间内可以分析出具体的遭受雷击的部位，通过电脑告诉有关人员，然后指挥人员会派出专人进行现场查看工作，这样很大程度上节约了时间，提高了效率，可以有效的避免经济损失。

4.3确定线路跳闸原因与雷击的关联性在没有雷电定位系统之前，出现跳闸的情况我们会认为是出现了雷击，但是在系统出现之后我们可以很容易的确定雷击部位，并通过传回的数据进行有效地分析，准确判断是否跳闸与雷击有关。这个系统的运用有效的提高了工作人员的工作效率。

4.4对雷击的有效防范这个雷击定位系统能够将多处的雷击破坏进行有效地定位工作，并将所有的数据进行汇总反馈工作。在汇总后可以有效地分析出雷击的次数并可以针对这些雷击的次数及地点采取有效的防范措施。

5电力调度运行对电力市场化运营技术的应用

电力是一种特殊的能源，要想在能源市场是取得应有的份额，必须发展电力市场化系统。电力市场化系统是电力大规模化和自动化发展后的必然趋势。

5.1电力市场化运营技术在电力调度上的作用要想实现电力企业市场化必须要提高电力系统的稳定性，并且联合电力市场上的其余成员制定一定的电力运营规则，实现电能安全生产、传输、配送服务上的和谐统一，要想实现这一目标离不开强有力的技术支持，其中EMOS系统深受电力工作者的喜爱。

5.2调度人员对电力市场化运营的意义虽然电力供应的市场运营需要依赖先进的技术，但是调度工作者在这个运营的过程中也有着不可替代的地位，他们是系统的操作者和实行者。在所有的技术支持的条件下他们还必须有自己的判断意识，做到公正、公平、公开。因此所有的工作人员要充分认识电力企业运营市场化，提升自己的业务水平和操作水准，在系统支持和运行安全的基础上掌握电网的调度，从而满足市场和消费者的需求，进而促进企业的市场利益最大化。

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电力系统深受能源危机困扰，虽已开始研制新能源结构，但应用效果一直不好，新能源很难与传统电力装置、设备形成默契配合。由于电力技术的决策能力、更新速度很强、很快，所以要想将风能、太阳能、水能等绿色能源引入电力系统，依靠电力技术是最为可靠、有效的方式。首先，根据电力技术测量、转换、控制、管理能源的能力，改变电力系统原有能源输出格局，尽可能切断新能源输出装置与系统中其他运行设备的牵绊和影响，仅以能源输出为价值标准，设计、添置绿色能源装置，以最大限度提高能源的利用率；其次，强化变流调速技术、集优生产技术、能源转化技术在电力系统中的应用地位，定期、定时核算绿色能源输出、不可再生能源输出过程中的“能量效益”，并对系统、装置、技术进行定向修改；最后，拓展电力技术的应用范围，围绕计算机技术，监控绿色能源在电力系统中的运行情况，以“消耗”“、效益”为两大基本点，总结分析不符合电力技术应用安全的相关问题，并及时改正。

1.2实现机电一体化

机电一体化是电气工程、电力系统发展的必经之路，也是带动高效生产的有效手段，为此，电力技术可以联合网络技术、自动化处理技术、智能监测等技术，共同推进多门技术的融合发展，进而促进电力系统的正向发展。机电一体化技术在投入使用之前，应接受多次测量和考察，因为要避免生产风险、提高生产效率，所以必须经过电力技术来处理相关系统数据，只有这样，才能将系统运行状态控制在可控范围内。然而，机电一体化对电力系统运行功能的要求和服务设定复杂，仅靠电力技术很难支撑起整个系统的运行重任，所以，一般情况下，电力系统会选择“区域一体化”的生产、改造方式，选择风险小、收益高、符合电力技术应用条件的系统模块，帮助小范围系统实现“自动”，并计算应用效果，确定技术无误且高效之后，再扩大一体化改造范围。由此可见，电力技术虽然是电力系统一体化发展的有力手段，但其应用效果依然具有不可控特质，在应用时应格外注意、小心。

1.3引入智能技术

智能手机、平板电脑已经成为电子终端控制的主要装置设备，它在人们日常生活与工作中的应用地位非常高，因此，电力行业也应适当引入智能技术，并创设以智能控制系统为核心管理中枢的技术集团，以便于工作人员正确、有效、科学的管控电力系统。经过智能技术修饰，电力系统在故障排除、判断、处置方面的优势能力更强了，并基本实现了“自动化”。以往，一个小故障便会导致整个电力系统陷入瘫痪，现如今，运行故障会翻译成“特殊数据”，经智能处理器处理，被挖掘、传送，传达给管理人员，主动上报“故障”。这种高效的生产、管理方式，不仅节省了故障清查、判断的时间，还为电力系统提供了坚固的安全保障。从应用效果上看，智能技术在电力系统中发挥的作用是显而易见的，但从发展空间上看，其应用环境却日常复杂，所以，需要广大电力系统的工作人员谨慎考虑、认真探究，以福利避害为原则，引入智能技术。

2电力技术在电力系统中的发展展望

目前，我国综合国力日益提升，能源生产责任越来越重，为迎合不断提高的生产要求、服务要求，电力系统仍需不断革新、创造，最大限度的发挥其功能价值、生产价值。笔者结合多年工作经验，根据自己对电力系统运行、发展的困难与问题了解，从内、外两方面探究电力技术的发展方向。接下来几年，电力技术在电力系统中的应用地位会不降反升，因为随着工业规模化生产系统的落成，系统生产形式、能力、效率的准确性要求很越来越高，所以，电力系统只有依靠电子技术方能将能源生产、输出、管理限制在可控、可管的范围内。一方面，应扩大电力技术的包容性，将其与现代高科技技术再融合，研发技术的新功能、新工艺，为电力系统运行提供便利条件；另一方面，省察电力技术自身存在的安全风险、耗能等管理不当问题，并设置研究专题，开展专项调查，以纠正、改善电力技术在电力系统中应用效果不利的地方。通过内、外两方面发展手段，电力技术的发展道路会更加明朗，其会成为促进经济社会发展的源动力。

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（二）配电电压突然发生中断电压瞬间中断主要是指在二分之一周期内到3秒之间，电力由于某种原因突然中断。中断的可分为短时中时以及长时，短时中时一般持续3—60s，长时大约会持续1分钟左右。电压的瞬时中断会中断一些企业的生产流程，比如一些大型的石化企业以及制造业等。如果出现瞬时中断，那么就会造成大量的材料浪费，进而给企业增加不小的生产成本。

（三）瞬时脉冲现象瞬时脉冲现象对于高精密仪器的影响非常大。它出现的主要原因由于电力供应不足导致的。瞬时脉冲是指在极为短暂的时间里，电压或者电流突然出现增高的现象。瞬时脉冲持续的时间一般很短，虽然如此，但这在极短的时间里，电压或者电流的变化率是非常大的。这种变化率对精密仪器的冲击是非常严重的。精密仪器对电压电流是很敏感的，如果遭受瞬时脉冲，那么精密仪器很容易被损坏。因此，瞬时脉冲也是评价电力系统供电质量的一个很重要的指标。

二、定制电力技术及其应用分析探讨

针对当前配电侧电能质量出现的问题，依靠现代电子技术以及现代控制技术，定制电力技术应运而生。下面对定制电力技术及其应用进行详细的分析。

（一）定制电力技术和传统的做法相比较，定制电力技术主要是从用户的角度出发的，以用户所能感受到的影响为依据，同时还从电能的可靠性以及供电质量两个方面进行考虑。定制电力技术依靠现代电力电子技术以及现代控制技术科计算机技术，将它们应用到配电系统中去，从而形成了电能质量补偿控制设备。它对消除电压波动以及供电短路等现象具有非常重要的作用，大大提升了供电的可靠性以及电能的质量。定制电力技术对用户的电力设备也有很高的要求，要求用户方能够对配电系统的运行状态做出实时的反应，同时能够快速的把电能质量调整到所需要的程度上，这就需要使用专业的固态开关来确保用户电力装置快速动作。当前，伴随着GTO等大功率开关器件应用逐渐普及，制造成本也在不断的下降，这就使得定制电力技术在电力系统中的应用逐渐的普遍化。除此之外，微机控制技术、数字信号处理技术以及光纤通信技术等也随着社会的发展而逐渐走向成熟，这也为定制电力技术的实施奠定了技术上的基础。

（二）定制电力技术在配电侧电能质量中的应用使用传统的方法来提升配电侧电能质量的方法主要是调压以及局部并联电容器等方法。这些方法的优点在于比较简便快捷，同时也存在着无法克服的缺点，比如传统的调压不能克服变压器运行不稳定的问题以及局部并联电容器所使用的范围比较有限等。使用定制电力技术能够有效的克服上面的几个问题。

1、备用的储能设备所谓的备用储能设备就是指备用电源，它可以在电力系统供电无法满足用电需求的情况下，对用户进行供电。备用储能设备主要包含静态电源切换开关、储能模块以及交流器模块等。

2、静态切换开关设备的应用静态切换开关设备是依据切换开关的原理而产生的，这种静态切换开关设备的主要功能在于确保重要的负荷不受到外在因素的影响，从而可以非常有效的把负荷从出现故障的电路上切换到备用的电路上面来。这种开关的优点在于可以确保主电源以及备用电源一直都是出于一个工作状态上面，这种静态切换开关是一种比较特殊的机械切换开关，它能够使得在正常运行的状态下主电源工作出于正常的状态，而替换电源是处于备用状态的。如果需要用到备用电源，替换电源就会成为主电源，原来的主电源就处于备用电源的状态。较差电流的产生与否主要取决于电压水平以及相位的状态。

3、静态串联补偿器的应用静态串联补偿器作为使用非常广泛的一种定制电力技术，其设计的主要目标是为了解决电压骤降以及电压骤断现象，它使用的是串联的方式，可以在配电主电路器上直接应用，进而保持供电的持续性和稳定性。除上面的功能之外，静态串联补偿器还可以用做备用的补偿器，从而确保电力系统一直处于稳定的工作状态。然而，静态串联补偿器也有其弱点，就是工作的范围比较小，只能在电压突然下降50%的情况下使用。如果电力系统的电压发生变化，那么静态串联补偿器可以向电力系统注入电压，从而保证电压不出现波动的情况。因此，与传统的补偿方式相比较的话，静态串联补偿器的效率是非常高的。

4、静态电压调节器的应用和传统的电压调节器相比，静态电压调节器能够在很短的时间对对电压进行校正，同时可以实现50%以上电压由于骤降而得到的补偿。其内部使用了谐波消除设备，所以不会出现谐波污染问题。另外，在电压处于额定电压之下的时候，静态电压调节器能够实现从供电侧系统向配电侧系统进行电能的补充。

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在发电环节中，电子技术主要应用于变频调速以及励磁控制方面。在各大应用中，最广泛的就是静止励磁系统，电子技术能够取代传统的励磁机环节，从而使运作的成本更低，但是却能够利用简单的构造得到更高性能的运作。与此同时，正是由于电子技术将励磁机这一环节取代，才使静止励磁迅速的进行自我调节，这就大大的提高了电力系统自身的运作效率。与此同时，在电厂发电机组的变速恒频励磁中，也应用到了电力技术。在水力发电方面，对于水力发电来说，在单位时间内，水流动量的大小以及水流源头的压力大小都会影响其效率的高低。所以，为了使电力技术在电力系统中的应用更加有效率，就需要对励磁电流的频率进行适当的规划以及调整，从而使电流的频率以及转速与电子技术上的要求相同，这样就能够保证发电机组在最高效率的情况下运作，使电力系统更加满足人们的需求以及应用，这个原理在风力发电以及核电中同样适用。为了使电力技术更加有效，还应该对风机水泵以及控制机组进行适当的规划。当电场中的电力系统在工作的时候，发电机组耗电量非常大，但是由于现今要求可持续发展，节约能源，就可以运用风机水泵变频机来将传统的变频器替代下来，这样，在高压电转换为低压电，或者是低压电转换为高压电的时候，就可以降低电能转换过程中的电能损耗的问题。所以，在实际的发电过程中，应该多运用风机水泵变频机，不断地进行探索与研究，进行最有利的电力系统规划。

2输电线路上的规划

由于电子技术在输电线路的应用上主要是高压直流电技术、柔流电技术、还有静止无功补偿技术等等方面，所以，就需要在这些方面进行有力的规划。首先，柔流输电技术在输电线路中，主要是以柔性的交流电设备进行运作。传统的用于控制电力功率的方式过于粗糙，不能够实现一边输电一边调整电能，这就使得传输电力时损耗大量的电力，但却要投入高昂的成本费用。但是现今常用的柔流输电技术能够在输电线路的关键部位应用电子装置进行控制，以便在电力输送的过程中将电能功率进行最合理的分配，大大降低电力输送的成本，减少电能的消耗，从而能够使电力系统的更加稳定、更加可靠。其次，在输电系统中，高压直流输电技术则是以晶闸管作为主要代表。晶闸管作为一项重要的电力技术发明，自被发明之后，就应用在直流电的输电线路中，在电力系统输送的过程中，电流的转换大大而降低了生产的成本，提高了电流交换设备在同等设备方面的竞争力。再者，静止无功补偿器经常被应用到电路输送的补偿以及负荷补偿中，对于大功率的电网，静止无功补偿器用来控制电压，同时也用来提高电力系统的稳定能力。它在运作的过程中，主要是通过电感器来得到无功功率，再通过调控电抗器，来进行平滑转变，它主要适用于中压输电线路以及高压输电线路中。

3配电过程中的规划

为了是配电系统提供更高质量的资源，就需要满足电压、谐波等方面的条件，与此同时，还要考虑到阻止电能配送的一切不够稳定的因素。在整个配电过程中，电力技术是控制着整个程序的质量，通过用户电力技术来实现。这就需要对整个配电过程进行合理的规划，这样才能够保证电力技术与电力系统的运作过程更加融洽、适合。

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二、电力电子变流技术的应用形式

作为电力电子技术中的一部分,电力电子变流技术从上个世纪七、八十年代开始被广泛应用到电力系统中。一经应用便受到社会各界的极大关注。随着不断的发展,电力电子变流技术以整流电路、交流调压电路、逆变电路、斩波电路等形式在电力系统中都得到了广泛的应用,并取得了相应的良好效果。

(一)整流电路

整流电路是用可以调节大小的直流电代替了交流电供给直流用电设备的一种电力电子变流电路。整流电路通过整流二极管将输出的电压较低的交流电转化成直流电,实现对交流电的整流。交流电压在通过整流电路之后,就会变成混合电压,既有交流电压也有直流电压。整流电路被应用到一些相应的用电控制和相关输电环节,实现了快速高效控制并推动了电网的稳定运行。与此同时,整流电路还用多相整流的方式减少和控制了输出电压的脉动情况,并减少了电能的损失。整流电路一般是由变压器、滤波器和整流主电路组成的,在调节直流电动机的速度和调节发电机的励磁、电镀、电解等方面得到了相应的普遍运用。整流电路的变压器的设置是为了使输入的相应的交流电压与输出的直流电压之间保持相匹配协调,并实现对交流电网与整流电路之间的隔离。变压器在整流电路中的设置情况需要依据相应的具体情况来确定。整流电路中的滤波器是为了能够将直流电压中的交流电压过滤掉而在主电路与负载之间进行的相应连接。2。世纪70年代,整流电路的主电路主要是由晶闸管和整流二极管。随着不断发展,发光二极管等新形材料逐渐被应用到主电路中。电力系统中的整流电路主要包括半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。其中,半波整流电路是整流电路系统中最为简单的一种,它能够通过电源变压器将220伏电压转变成所需要的电压大小,整流二极管能将相应的交流电转换成直流电。经过反复的转换过程,一半的交流电被演变成了直流电,这也是半波整流的由来。半坡整流电路的电流利用率比较低,多用于电压高、电流小的领域。全波整流电路可以认为是由两个半波整流电路组成的,其通过对整流电路的相应调整,达到了对电能的高效运用,但其二级管所承受的电压相对较大。桥式整流电路是使用最为广泛的整流电路,它通过接入两个二极管使电路形成了桥的形状。桥式整流电路既能够高效利用电能,还能够使承受的反向电压相应减少,对其稳定运行有一定的作用。

(二)交流调压电路

交流调压电路是运用改变电压、相数等方式实现新形式的交流电代替原来的交流电的一种变流电路,其主要被应用在控制电热、控制灯光和控制交流电动机速度等方面。交流调压电路在被广泛应用到电力系统中的同时,也实现了在高压电器中的应用。交流调压电路虽然会产生谐波,但其对电路系统的影响并不是很大,而且该电路还具有设置简单、方便控制和调节,对有色金属的消耗较小等特点。此外,交流调压电路还能在电动机的整个运行过程进行调压,以保持电压的稳定和电动机的正常运转。交流电压器通过依照相应的规律控制交流开关从而达到控制输出电压的目的。交流调压器控制电压的方式主要有周波控制调压、相位控制调压和斩波控制调压。其中,周波控制调压是通过交流开关关闭和开通相应的周波,从而改变输出电压的波形达到改变输出电压大的目的。相位控制调压是通过改变晶闸管电压到触发点之间的电角度,从而改变输出电压的方式。斩波控制调压是通过利用开关将电源周期内进行切断,将输出电压也相应切成小段,再通过改变其宽度或开关通断的周期来调节输出电压的方式。

(三)逆变电路

逆变电路是用不同的交流电代替直流电的一种变流电路,可用于构成各种交流电源,在工业领域有比较广泛的运用。生活中的一些直流电源向交流负载供电时就需要逆变电路来实现。逆变电路通过相应的开关和晶闸管来改变直流电路的电压或电流,从而把直流电转变成交流电的过程。逆变电路有单相和多相之分。逆变电路常常被拿来与变频做相关联系。逆变电路能够通过转变电流频率实现与水力、风力发电机的输出频率相一致的目标,从而能够使水力、风力发电取得高效运转。为了实现发电厂节能运行,可将逆变电路应用到对风机水泵的调节中去,以通过转变频率的方式调节风机水泵的运行速度,实现其节能高效运转。此外,通过运用带有逆变电路的逆变器,可实现对太阳能发电的转换运用。

(四)斩波电路

斩波电路是用斩波器使改变原有电路的电压,使一种新的固定电压或可调电压的直流电来代替原来电压的直流电的一种变流电路。它在一些电动机的驱动中得到了广泛应用,如开关电源等。斩波电路是为了电力运用的相应需要,将相应的一部分正弦波斩掉,从而改变电路电压的变流技术。斩波电路的斩波器往往会采用脉宽调制和频率调制两种方式。斩波电路主要包括升压斩波电路、降压斩波电路和升降压斩波电路等。斩波电路能够在节约电能的基础上使相应的电动机能够平稳加速。与此同时,斩波电路还能够起到调节电压和对电网侧谐波进行有效控制的作用。

三、电力电子变流技术的作用

(一)促进电力电子技术的发展

随着电力电子控制设备和变流技术的不断发展和广泛应用,电力电子变流技术在促进电力电子的智能化发展方面发挥出了重要的作用,也对实现微电子技术与变流技术的有机整合提供了相应的支持和帮助。这不仅有利于电力电子变流技术的进一步发展,也能够在一定程度上推动电子技术的重大发展,为新的电子革命的到来起到了相应的推动作用。

(二)对电能的使用更加高效合理

传统的电力技术在电能运用上存在着相应的浪费和管控不足等情况,不利于电能的高效配置和合理利用。而通过在电力系统中运用电力电子变流技术则能够实现转变电流和电压,从而达到相应的用电需求,也能够实现节约电能,高效用电的目标,促使社会对电能的应用更加科学合理。在实际应用中,如果将电力电子变流技术针对一些电力设备进行相关的节能操作,则可以实现相当可观的节电效果。这对减少不必要的用电浪费和提高用电效率有着良好的推动作用。

(三)推动电力系统的全面发展

传统的机电设备往往有着庞大的体积和反应较慢的低频运行效果,对电力系统的发展造成相应的不良影响。而将电力电子变流技术应用到电力系统当中来,不仅可以使电力系统的工作效率大大提高,还可以减小机电设备的体积,并能提高机电设备的运行速度,使其实现高效率、高频化的运作。这些变化既能够实现电力设备的高效运作,也能够推动电力系统的全面发展。(四)促进在相关产业中的普及和信息化发展在电力电子变流技术的发展过程中,其逐渐满足了人们生产和生活的各种需要,也逐步被应用到人们的生产和生活当中的各个领域中,不仅促进了人们生产生活领域相关内容的开展,也在一些传统产业中实现了对这种技术的普及应用。与此同时,由于电力电子变流技术能够沟通机电设备与计算机之间的联系,其能够有效地将微电子技术运用到相关产业中,从而推动了相关产业和电力系统的信息化发展。

四、电力电子变流技术在电力系统中的应用

(一)在发电环节的应用

在电力系统的发展中,电力发电的方式也是多种多样的,既有传统的火力、水力发电,也有新兴的太阳能发电、风能发电和核能发电。由于能源总量十分有限,传统的发电方式不能够在可持续发展的基础上更好地满足人们的用电需求,人们对新兴发电方式的关注度也就越来越高。但新兴发电方式有其优越性的同时,也存在着一定不稳定。电力电子变流技术则能弥补新兴发电方式或受环境影响或受电力储存的影响而导致的发电和用电效果不佳的情况,使其得到高效运用。同时,变流技术还能够改善各种发电系统中的相关设备,以促进它们在发电过程中的有效运用,保证发电环节的正常运转。

(二)在输电环节的应用

电力系统的输电环节往往存在着电网运行不稳定等方面的问题,将能够执行相应的变流技术的电力电子器件应用到输电系统中,能够克制相应的电压不稳的问题,并实现电流形式的转换,使电网的运行状况更加稳定和完善。不管是在直流输电过程中还是在交流输电过程中,电力电子变流技术都充分发挥了其转换频率或者抗击谐波等一系列的重要作用,保证了电力输送的正常与稳定,完善了供电质量。

(三)在配电环节的应用

电力系统在进行配电操作的时候也要依靠对电力电子技术的应用。电力电子变流技术不仅能够用在配电系统的操作电源上,还能够应用到蓄电充电方面,既能保障了配电环节的电流转换,也能协助相应的电力储备,保证了配电工作有条不紊。与此同时,人们的日常生活用电也离不开对电力电子变流技术的应用,它既可以维护日常用电的稳定性,还能通过相应设备使家用电器节省用电量。

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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、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。

篇8

1.1整流器时代

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

1.2逆变器时代

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

1.3变频器时代

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

2.现代电力电子的应用领域

2.1计算机高效率绿色电源

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

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

2.2通信用高频开关电源

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

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

2.3直流-直流(DC/DC)变换器

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

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

2.4不间断电源(UPS)

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

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

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

2.5变频器电源

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

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

2.6高频逆变式整流焊机电源

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

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

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

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

2.7大功率开关型高压直流电源

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

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

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

2.8电力有源滤波器

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

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

2.9分布式开关电源供电系统

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

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

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

3.高频开关电源的发展趋势

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

3.1高频化

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

3.2模块化

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

3.3数字化

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

3.4绿色化

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

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

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

参考文献

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

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

(3)叶治正,叶靖国:开关稳压电源。高等教育出版社,1998

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电力线通信简称PLC（PowerLineCommunication0）是利用配电网低压线路传输多媒体信号的一种通信方式。在发送时利用GMSK（高斯滤波最小频移键控）或OFDM（正交频分多路复用）调制技术将用户数据进行调制，把载有高频信息的高频加载于电流，然后再电力线上传输，在接收端先经过滤波器将调制信号取出，再经过解调，就可得到原通信信号，并传送到计算机或电话，实现信息传递。类似的电力线通技术信早已有所应用，电力系统中在中高压输电网(35千伏以上)上通过电力载波机利用较低的频率以较低速率传送远动数据或话音，就是电力线通信技术应用的主要形式之一，已经有几十年历史。

PLC接入设备分局段设备和用户端PLC调制解调器。局段负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络连接。在通信时来自用户的数据进入调制解调器后，通过用户配电线路传输到局端设备，局端设备将信号解调出来，再转到外部的Internet。该技术不需要重新布线，在现有低压配电线路上实现数据、语音、和视频业务的承载。终端用户只需插上电源插座即可实现因特网接入，电视接收、打电话等。同样电力线通信技术也可应用于其他相关领域，对于重要场所的监控和保护，一直需要投入大量的人力和财力，现在只需利用电源线，用极低的代价更新原有监控设备即可实现实时远程监控。目前电力系统抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的准确性、同步性难以保证。同时由于抄表地点分散，表记数量众多，所以抄表的工作量巨大。基于电力线路载波(PLC)通信方式的自动抄表装置，由于不需要重铺设通信信道，节省了施工及线路费用,成为现代电力通讯的首选方式，使得抄表的工作量大大减少。近年来居民小区及大楼朝智能化发展，现在的智能化建筑已经实现了5A。但是这些不同的系统自动化需要不同的网络支持；给建设和维护网络系统带来了巨大的压力。借助电力线通信技术，无论是监控、消防、楼宇还是办公或者通信自动化都可以利用电力线实现，便于管理和扩展。

电力线通信主要优势：

电力线通信有无可比拟的网络覆盖优势，我国拥有全世界排名第二的电力输电线路，拥有用电用户超过10亿，居民家里谁都离不开电力线；显然连接这10亿用户的既存电力线是提供上网服务的巨大物质基础。在广阔的农村地区，特别是那些电话网络不太发达的地区，PLC更有用武之地，毕竟电力网规模之大是任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大，市场发展成熟较慢，但会存在电力线上网先入为主的局面，对PLC的长远发展和扩展非常有利。

电力线通信可充分利用现有低压配电网络基础设施，不需要任何新的线路铺设，随意接入，简单方便的安装设备及使用方式，节约了资源和费用，无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物和公共设施的破坏，同时也节省了人力，共享互联网络连接，高通讯速率可达141Mbps（将未通过升级设备可达200Mbps）。PLC调制解调器放置在用户家中，局端设备放置在楼宇配电室内，随着上游芯片厂商14M产品技术相对成熟。PLC设备整体投入不断下降，据调查当前14M的PLCModem产品其成本已降到普通的ADSL接入猫相仿的水平，而局端设备则更便宜。由于一般一个局端拖带PLC调制解调器的规模为20-30台，因此随着用户的增长，局端设备可以随时动态增加，这一点对于运营商来说，不必在设备采购初期投入巨大的资金。因此也有宽带网络接入最后一公里最具竞争力的解决方案之称。

电力线通信的缺点

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建立完整的电力检修与电力施工工作制度是强化电力检修与电力施工的主要方法之一。在实际发展建设过程中首先应该提高员工的服从精神，服从是后期任务执行和落实的前提保障。电力企业为强化电力检修和施工技术还应该建立健全的检修与施工规章制度，职工在服从企业发展需求的同时还应该坚决服从和认真执行企业安排的各项任务，为电力企业检修与施工提供制度保障。

1.2提高企业的电力检修与电力施工工作的执行力度

强化电力企业电力检修与施工必须结合企业发展的实际状况，从各项目建设和发展目标着手，采取有效措施提高电力企业电力检修与施工工作的执行力度。电力企业应该从全体职工的思想认识着手，通过宣传或者教育大会的形式不断强化职工对电力检修和施工技术控制重要性的认识，从根本上提高职工为企业发展建设服务的意识。企业职工在正确认识企业发展实际发展状况，了解电力检修与施工重要性后，才能在实际工作中积极主动投入到电力检修与施工技术普及工作中，并为企业的发展建设提供动力依据。

1.3提高人员的安全处理技能提高人员的安全处理

技能是强化电力检修与施工技术的重要手段。在实际施工建设过程中，电力企业由于存在较大的安全隐患，一旦出现安全问题将严重威胁检修人员和施工人员的生命安全和电力企业的财产安全。因此，企业应该加大电力企业安全检修和施工重要性的宣传力度，引导全体职工明确电力企业安全检修和施工的重要性和紧迫性。另外，企业还应该通过安全知识培训等方法不断提高企业职工的安全处理技能，在实际培训工作中职工不仅能了解企业的发展状况，还能明确各项操作工艺的实质要求，职工自身的安全处理技能才能不断强化。另外，职工安全处理机能提升后，在实际检修和施工过程中还能有效保证各个工序的安全施工，使电力系统安全、稳定、有效地运转，减少因长期高负荷工作产生的安全问题。

1.4适当加大电力企业的投入，确保设备的安全使用

为保障电力企业检修与施工的顺利进行，电力企业必须结合实际发展状况，适当加大资金投入，在提高设备质量的前提下，确保设备的安全使用。电力企业机械设备种类非常多，各种机械设备是企业各项工作顺利开展的基础保障。因此，企业应该加大资金投入力度，在落实各项防范措施的同时，强化电力企业对各项设施的检查和维护管理工作。另外，加大企业资金投入还能使企业获得更加先进的机械设备，在满足企业发展需求的同时，为电力企业朝着智能化、多元化以及数字化的方向发展提供技术保障。最后，在组建电力施工建设时，电力企业还应该注重地下电缆的配电安全监察，针对可能出现问题的环节及时采取有效解决措施，为电力企业电力检修和施工技术普及工作提供动力保障。