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1.1學(xué)歷層次需求
一直以來(lái),我國(guó)對(duì)應(yīng)用電子技術(shù)行業(yè)的學(xué)歷沒有太多強(qiáng)制性的要求,使得應(yīng)用電子技術(shù)人才的學(xué)歷參差不齊。現(xiàn)在許多企業(yè)為了提高資質(zhì)等級(jí),對(duì)應(yīng)用電子技術(shù)人才的學(xué)歷提出了更高的要求,普遍需要?jiǎng)邮帜芰?qiáng)的大中專學(xué)生。除此之外,由于企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的白熱化日益嚴(yán)重,許多企業(yè)都不愿意用更多的花費(fèi)進(jìn)行人才培訓(xùn),為了提高人才利用率,就需要能夠直接上崗的應(yīng)用電子技術(shù)人才。
1.2綜合素質(zhì)需求
除了要具備專業(yè)的技能水平,應(yīng)用電子技術(shù)人才還需要具備完善的綜合素質(zhì),如心理素質(zhì)、業(yè)務(wù)素質(zhì)和身體素質(zhì)。現(xiàn)代企業(yè)無(wú)論是從人文素質(zhì)方面還是職業(yè)道德方面都對(duì)應(yīng)用電子技術(shù)人才提出了更高的要求。由于應(yīng)用電子技術(shù)行業(yè)的流動(dòng)性和勞動(dòng)強(qiáng)度過大等原因,決定了應(yīng)用電子技術(shù)人員必須要具有勇于奉獻(xiàn)和吃苦耐勞的道德品質(zhì)和職業(yè)精神。
2多能力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用電子技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)
從廣義上來(lái)說,多能力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用電子技術(shù)人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)是堅(jiān)決擁護(hù)黨的基本路線,有專長(zhǎng)有特色、德智體全面發(fā)展的,并且能夠適應(yīng)管理、建設(shè)、服務(wù)和生產(chǎn)的全方位技術(shù)應(yīng)用型的人才。從多能力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用電子技術(shù)人才的具體培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)看,人才培養(yǎng)的目標(biāo)首先是使技術(shù)人才擁有良好的道德素質(zhì)和政治素質(zhì),具備正確的人生觀、世界觀和價(jià)值觀,養(yǎng)成良好職業(yè)道德和社會(huì)公德。其次,牢固掌握所學(xué)的單片機(jī)控、電子電路、電路分析等專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)。能夠較好的操作和應(yīng)用計(jì)算機(jī)、以及計(jì)算機(jī)軟件,增強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手的能力,并能適應(yīng)一線的工作崗位。最后,運(yùn)用所學(xué)的技能和理論知識(shí)輔助電子產(chǎn)品的開發(fā)與設(shè)計(jì),并進(jìn)行產(chǎn)品的檢測(cè)和維修等服務(wù)工作。
3多能力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用電子技術(shù)人才培養(yǎng)新規(guī)劃
多能力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用電子技術(shù)人才培養(yǎng)新規(guī)劃是緊密圍繞培養(yǎng)目標(biāo),為社會(huì)培養(yǎng)出優(yōu)秀的技能應(yīng)用型人才。因此,人才培養(yǎng)規(guī)劃方案不但要適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展需求,還要突出專業(yè)技能、綜合素質(zhì)培訓(xùn),同時(shí)注重專業(yè)能力拓展。
3.1堅(jiān)持社會(huì)需求導(dǎo)向
多能力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用電子技術(shù)人才培養(yǎng)規(guī)劃必須以社會(huì)需求為導(dǎo)向,及時(shí)關(guān)注和了解電子行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和目前的發(fā)展?fàn)顩r。對(duì)社會(huì)需求進(jìn)行調(diào)研工作,并聘請(qǐng)行業(yè)專家來(lái)進(jìn)行專業(yè)規(guī)劃的指導(dǎo)以及制定相應(yīng)的培養(yǎng)計(jì)劃。時(shí)刻觀察社會(huì)需求變化的趨勢(shì),及時(shí)對(duì)專業(yè)方向和專業(yè)結(jié)構(gòu)作出調(diào)整,并完善人才培養(yǎng)方案。
3.2注重專業(yè)技能和綜合素質(zhì)培養(yǎng)
在進(jìn)行人才培養(yǎng)規(guī)劃時(shí),應(yīng)該合理的分配專業(yè)實(shí)踐培養(yǎng)與理論培養(yǎng)的比重,突出專業(yè)技能培養(yǎng)的同時(shí)強(qiáng)調(diào)實(shí)踐培養(yǎng);基礎(chǔ)專業(yè)的培養(yǎng)應(yīng)緊密的圍繞培養(yǎng)目標(biāo)以及新技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用,對(duì)缺乏的工藝和人員設(shè)立相應(yīng)的培養(yǎng)課程;加強(qiáng)生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐教學(xué)的培養(yǎng)力度,設(shè)立現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、教學(xué),以及基本的專業(yè)綜合、技能實(shí)訓(xùn);實(shí)行2+1的培養(yǎng)模式,重視與相關(guān)電子技術(shù)企業(yè)加強(qiáng)合作,開發(fā)實(shí)踐教學(xué)的基地,學(xué)生前兩年可以在學(xué)校接受教育,培養(yǎng)理論知識(shí)、專業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì),最后一年到企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)。根據(jù)應(yīng)用電子技術(shù)的特點(diǎn),不斷的完善培養(yǎng)的內(nèi)容從而優(yōu)化培養(yǎng)中的教學(xué)體系,以更好的滿足社會(huì)需求。
3.3加強(qiáng)專業(yè)能力的拓展
專業(yè)能力拓展包括電子設(shè)計(jì)大賽、課外實(shí)驗(yàn)、科學(xué)實(shí)踐等。鼓勵(lì)學(xué)生積極參加學(xué)校、全省和全國(guó)的設(shè)計(jì)類以及電子制作的比賽,爭(zhēng)取獲得相關(guān)電子行業(yè)的資格證書。學(xué)生在校期間學(xué)校應(yīng)組織電子協(xié)會(huì)開展社會(huì)實(shí)踐,讓大部分學(xué)生加入到電子協(xié)會(huì)的服務(wù)之中。除此之外,開放電子制作的使用和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及項(xiàng)目的開發(fā)和研制,為技術(shù)人員提供更多參加研制和開發(fā)的機(jī)會(huì)。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,各行各業(yè)都得以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)足的發(fā)展。而在電力電子技術(shù)方面,也因?yàn)榭萍嫉倪M(jìn)步而提高了技術(shù)水平,尤其是在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)展越來(lái)越廣泛。比如說電機(jī)的變頻調(diào)速、工業(yè)的供電電源、配電和綠色照明等方面都憑借電力電子技術(shù)的應(yīng)用而有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。在近幾年的發(fā)展中,電力電子技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)又有了新階段的發(fā)展,基于此,本文將深入分析電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展方向,以便于能讓這項(xiàng)技術(shù)得到更多的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù) 應(yīng)用系統(tǒng) 發(fā)展熱點(diǎn)
就當(dāng)前的形勢(shì)分析,電力電子技術(shù)已經(jīng)成為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)性技術(shù)之一,它的發(fā)展也能夠帶動(dòng)電力系統(tǒng)的質(zhì)量提高。在最近幾年中,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,為眾多行業(yè)的開拓提供了充足的物質(zhì)保障,尤其是電子電力技術(shù)的應(yīng)用上也呈現(xiàn)出了快速發(fā)展的大好勢(shì)頭。面對(duì)目前全球的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題,電力電子技術(shù)也憑借著自身的特點(diǎn),在電氣工程的領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用。
1 電力電子技術(shù)的發(fā)展歷史
電力電子技術(shù)的前身是半導(dǎo)體技術(shù),經(jīng)過了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展和進(jìn)步,電力電子技術(shù)在半導(dǎo)體技術(shù)中逐漸發(fā)展和分離,越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在了人類社會(huì)的日常生活中,為連接強(qiáng)弱電建起了一座穩(wěn)定的橋梁。綜合說來(lái),電力電子技術(shù)的發(fā)展總共經(jīng)歷了3個(gè)階段。
第一階段:20世紀(jì)50年代,可控硅整流裝置,應(yīng)用于電力系統(tǒng)中大功率電子技術(shù);
第二階段:20世紀(jì)80年代,柔流輸電技術(shù)
第三階段:當(dāng)前時(shí)間段,實(shí)現(xiàn)了用電設(shè)備的高效節(jié)能、設(shè)備的智能化、小型化和輕量化
從中我們可以看到我國(guó)的電力電子技術(shù)起步比較晚,但是隨著時(shí)間的發(fā)展也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。
2 電力電子技術(shù)的應(yīng)用對(duì)電力系統(tǒng)的重要意義
電力電子技術(shù)的發(fā)展離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)水平的提高,電力電子技術(shù)的應(yīng)用能夠最大化提高電力系統(tǒng)的用電效率,增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的自我控制能力,同時(shí)也提高了整個(gè)電力系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有很大的意義,主要體現(xiàn)在了:提高了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化智能程度,特別是電力電子技術(shù)中的模糊控制和智能化控制對(duì)電力系統(tǒng)起到一個(gè)推動(dòng)性作用;二是提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,電力電子技術(shù)的廣泛運(yùn)用,能夠提高設(shè)備的能源轉(zhuǎn)化效率,降低了成本的開支,縮短了運(yùn)行周期,為整個(gè)電力系統(tǒng)贏得了良好的社會(huì)效益;最后一點(diǎn)就是完善了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和管理的形式,電力電子技術(shù)的提高,也讓電力產(chǎn)業(yè)成為了新型的企業(yè),有助于提高產(chǎn)業(yè)整體的完整性。
3 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用
3.1 電氣節(jié)能
電氣的節(jié)能主要包括了變頻調(diào)速、電能質(zhì)量、有源濾波等內(nèi)容,在這其中,變頻調(diào)速是主要的工作內(nèi)容。早在2006年,國(guó)家就啟動(dòng)了電氣節(jié)能這項(xiàng)工程,工程中也包含了電機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能。在這樣的政策扶植之下,國(guó)家每年都會(huì)資助約為100多個(gè)節(jié)能項(xiàng)目,并且取得了巨大的成效。這個(gè)項(xiàng)目一個(gè)最典型的例子就是電機(jī)系統(tǒng)的“十一五”節(jié)能規(guī)劃,總體節(jié)電為200億千瓦時(shí),龐大的數(shù)據(jù)表明了節(jié)能量取得了良好的效果。
3.2 新能源發(fā)電
全球的人口基數(shù)大,并且呈現(xiàn)著增多的趨勢(shì),加上工業(yè)水平的發(fā)展,對(duì)于能源的需求量不斷增大,這個(gè)給全球的能源環(huán)境帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。石油和煤炭的儲(chǔ)量在不斷減少買環(huán)境污染問題嚴(yán)重,生態(tài)平衡遭到了嚴(yán)重的破壞,如果不馬上解決這些問題,能源的資源總會(huì)有枯竭的一天。在這樣的環(huán)境下,新能源的開發(fā)和應(yīng)用受到了全世界的廣泛關(guān)注。利用新能源來(lái)發(fā)電主要包含了太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等清潔能源發(fā)電,世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家,如美國(guó)、歐盟、日本等都相繼采取了“綠色能源”的計(jì)劃,一時(shí)間,新能源的發(fā)電技術(shù)已成為電力電子技術(shù)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域。
新能源發(fā)電在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在一次能源供給的隨機(jī)性大,由于太陽(yáng)能、風(fēng)能都會(huì)受自然環(huán)境的影響,并且對(duì)輸入的電能波動(dòng)小。
3.3 電力牽引
電力牽引目前已經(jīng)成為世界各國(guó)的交通發(fā)展的新特點(diǎn),電力牽引中主要包含了高鐵、地鐵、輕軌和電動(dòng)汽車等,我國(guó)也投入了大量的資金來(lái)發(fā)展電力牽引技術(shù)。
電力牽引的主要特點(diǎn)是:蓄電池供電、四象限運(yùn)行、恒力矩控制以及高溫和強(qiáng)振動(dòng)的工作環(huán)境。也正是由于這些特點(diǎn),導(dǎo)致了對(duì)于電力電子設(shè)備的高要求,根據(jù)我國(guó)的事情來(lái)看,仍然以進(jìn)口的牽引設(shè)備為主,而國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品適應(yīng)能力差、動(dòng)態(tài)性能不夠,未來(lái)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走。
電力牽引在電力電子技術(shù)中的應(yīng)用的發(fā)展方向?yàn)椋禾岣唠娏﹄娮拥淖儞Q器裝置效率和功率密度,發(fā)展集成技術(shù)和冷卻技術(shù);實(shí)施精確控制尤其是針對(duì)低速和高速下的平衡控制一直是重點(diǎn)研究的課題;最重要的還要保證電力牽引的可靠性運(yùn)行,采用綜合管理的手段。
3.4 智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng)是我國(guó)新提出的一個(gè)概念,一般定義為電力電子技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)、傳感技術(shù)等的電網(wǎng)控制技術(shù)。智能電網(wǎng)中的電力電子技術(shù)最大的特點(diǎn)就是容量大、電壓高、組合結(jié)構(gòu)、分布廣等內(nèi)容。目前智能電網(wǎng)的發(fā)展正處于初級(jí)階段,還存在著一定的問題,比如功率半導(dǎo)體的器件能力需要提高,需要向更大容量來(lái)直接變換,并保證電力質(zhì)量的可靠性。
4 結(jié)論
電力電子技術(shù)的應(yīng)用,在目前的電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用,并取得了非常顯著的進(jìn)展,為電力企業(yè)獲得了大量的經(jīng)濟(jì)效益。在未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,電力電子技術(shù)必須要發(fā)展成為現(xiàn)如今高新技術(shù)系統(tǒng)中一個(gè)必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)然,一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展必然存在著很多問題,但是只要通過國(guó)家的政策扶持和電力企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,就一定能夠想出具體的措施來(lái)解決問題。只要我國(guó)在電力電子技術(shù)的發(fā)展中抓住機(jī)遇,應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn),就一定能讓電力系統(tǒng)取得更健康的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);電力電子技術(shù);應(yīng)用
1 電力電子技術(shù)的發(fā)展
隨著20世紀(jì)50年代末第一只晶閘管的問世,電力電子技術(shù)便登上了歷史舞臺(tái),在這以后的幾年里,電能的控制經(jīng)歷了從旋轉(zhuǎn)交流機(jī)組到電力電子器件構(gòu)成的交流器機(jī)組的轉(zhuǎn)變,這一過程的轉(zhuǎn)變標(biāo)志著電力電子技術(shù)的真正誕生。在隨后的幾十年里,電力電子技術(shù)依次經(jīng)歷了第一代電力電子器件、第二代電力電子器件以及第三代電子器件的過渡。在第一代電力電子器件中,電力二極管和晶閘管作為典型的代表器件,這些器件的小體積、低功耗等優(yōu)點(diǎn)使得他們有了極其廣泛的運(yùn)用,第一代電力電子器件的普及為電力系統(tǒng)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。隨著可關(guān)斷晶閘管(GTO)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、電力晶體管(GTR)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)、MOS控制晶閘管(MCT)、電力場(chǎng)控晶體管(MOSFET)等通斷兩態(tài)雙可控器件的問世,標(biāo)志著電力電子器件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從第一代到第二代的過渡,之后,由于電力電子技術(shù)發(fā)展的要求,又進(jìn)入到了第三代電力電子器件的時(shí)代,相比第一、二代電力電子器件,第三代電力電子器件有著明顯的優(yōu)勢(shì),因?yàn)樗⒅仉娏﹄娮蛹夹g(shù)的環(huán)保性、節(jié)能性、自動(dòng)性以及智能型。
2 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
上個(gè)世紀(jì)80 年代,由于相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展及更新,提出了柔流輸電理念,因?yàn)檫@個(gè)概念的提出,使得很多的研究人員開始將注意力轉(zhuǎn)向電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用上來(lái),也正因?yàn)槿绱耍谝院蠛芏痰囊欢螘r(shí)間里,相繼出現(xiàn)了多種電力設(shè)備,這為電力系統(tǒng)的發(fā)展提供了契機(jī)。根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)以及其他研究人員的研究成果,筆者將從電力系統(tǒng)中的“發(fā)電環(huán)節(jié)”、輸電環(huán)節(jié)、“配電環(huán)節(jié)”以及“節(jié)能環(huán)節(jié)”四個(gè)環(huán)節(jié)分別闡述電力電子技術(shù)的應(yīng)用。
2.1 電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)是一個(gè)比較復(fù)雜的環(huán)節(jié),因?yàn)樗倪\(yùn)行涉及到發(fā)電機(jī)組的很多種設(shè)備,在發(fā)電環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)問題,正因?yàn)槿绱耍瑢㈦娏﹄娮蛹夹g(shù)應(yīng)用到發(fā)電環(huán)節(jié)就顯得很有必要,在此環(huán)節(jié)中,電力電子技術(shù)的主要目的是為了改善這些設(shè)備的運(yùn)行特性。在靜止勵(lì)磁的環(huán)節(jié)中,通常都會(huì)采用晶閘管整流自并勵(lì)連接方式,因?yàn)檫@樣做除了具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作運(yùn)行時(shí)可靠性高的優(yōu)點(diǎn)外,還能降低該過程的的造價(jià),因此晶閘管整流自并勵(lì)方式已經(jīng)被世界很多大型電力系統(tǒng)所采用。電力電子技術(shù)的介入,省去了勵(lì)磁機(jī)環(huán)節(jié),使其大大的加快了自身的調(diào)節(jié)性能,不僅如此,還為其提供了充分發(fā)揮作用并產(chǎn)生良好控制效果的有利條件。水頭壓力和流量是決定水力發(fā)電有效功率的因素,當(dāng)水頭壓出現(xiàn)較大的變化幅度時(shí),機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速變將會(huì)受到較大影響。雖然與水力發(fā)電不完全一致,但是風(fēng)力發(fā)電有著相似的變化特點(diǎn),因?yàn)樵陲L(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,風(fēng)力發(fā)電的有效功率和當(dāng)時(shí)的風(fēng)速的三次方成正比關(guān)系,風(fēng)速的變化將直接影響到風(fēng)車能捕捉到的最大風(fēng)能。通過以上水力和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的一些特點(diǎn)的分析,我們知道,如果想獲得最大的有效功率,可以通過將機(jī)組變速來(lái)實(shí)。變頻電源是這項(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)核心。另外,在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié),可以通過使用一些較低電壓或高壓的變頻器來(lái)使水泵實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速,這樣做可以達(dá)到一定的節(jié)能目的。正因?yàn)榈蛪鹤冾l技術(shù)的這些優(yōu)點(diǎn),使得它一度成為一個(gè)研究的熱點(diǎn),如今,該技術(shù)已經(jīng)非常的成熟,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了很多的生產(chǎn)廠家。但是同時(shí)具備高壓大容量變頻器設(shè)計(jì)很生產(chǎn)的企業(yè)卻很少,這方面的技術(shù)還有待我們的深入研究。
2.2 電力電子技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
在高壓輸電系統(tǒng)中,通過將電力電子技術(shù)運(yùn)用進(jìn)去,引發(fā)了一次電力系統(tǒng)中的革命,這次革命被稱之為“硅片引起的第”,因?yàn)殡娏﹄娮悠骷膽?yīng)用,極大地改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定性。相比交流輸電,直流輸電具有很明顯的三個(gè)優(yōu)點(diǎn):①輸電容量大;②穩(wěn)定性好;③容易控制。正因?yàn)槿绱耍陔娏斔偷沫h(huán)節(jié),通常都是采用直流輸電。對(duì)于一些距離較遠(yuǎn)的電力輸送以及一些特殊的電力輸送,高壓直流輸電擁有其自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1970 年第一項(xiàng)晶閘管換流器的問世,標(biāo)志著電力電子技術(shù)正式應(yīng)用到直流輸電環(huán)節(jié),從那以后,世界上所有的新建直流輸電系統(tǒng)基本上都是采用晶閘管換流閥。從此,電力電子技術(shù)正式迎來(lái)了它在電力輸送環(huán)節(jié)中的應(yīng)用巔峰期。FACTS 技術(shù)是在電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的一項(xiàng)輸電技術(shù),F(xiàn)ACTS 技術(shù)是在 20 世紀(jì)80 年代后期發(fā)展出來(lái)的。它除了可以靈活的對(duì)交流輸電功率進(jìn)行控制外,還可以極大地提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2.3 電力電子技術(shù)在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
在目前的配電系統(tǒng)中,供電可靠性和電能質(zhì)量是兩個(gè)重要的環(huán)節(jié),但是目前世界上還沒有幾個(gè)發(fā)電系統(tǒng)能將這兩者存在的問題處理的很好,所以,如何保證供電的可靠性以及提高電能的質(zhì)量是配電系統(tǒng)中迫切需要解決的問題。在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中,電能質(zhì)量的保證顯得更為棘手,因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量的控制,除了要滿足對(duì)電壓、頻率、諧波和不對(duì)稱度的要求外,更要抑制各種瞬態(tài)的波動(dòng)和干擾的影響。電力電子技術(shù)在一定程度上能夠滿足這些要求,DFACTS 技術(shù)就是電力電子技術(shù)配電系統(tǒng)中應(yīng)用的一個(gè)體現(xiàn),它結(jié)合了現(xiàn)代控制技術(shù),在某種意義上,可以把 DFACTS 技術(shù)認(rèn)為是 FACTS 技術(shù)的縮小版本,因?yàn)樗麄兊脑硪约敖Y(jié)構(gòu)都是相同的,最主要的是他們的功能大體相似。
2.4 電力電子技術(shù)在節(jié)能環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
(1)變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行:電力電子技術(shù)能夠在節(jié)能環(huán)節(jié)中起到變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行的作用,變頻調(diào)速具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):①調(diào)速范圍廣;②精確度和效率高;③能實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)速。正是因?yàn)橐陨系膬?yōu)點(diǎn),使得在調(diào)速過程中降低了轉(zhuǎn)差損耗,節(jié)電率通常都可以達(dá)到35%左右。
(2)減少無(wú)用功損耗,提高功率因數(shù):在電氣設(shè)備中,對(duì)于一些感性負(fù)載,例如變壓器和交流異步電動(dòng)機(jī),他們?cè)诠ぷ鞯臅r(shí)候,不像其他的電氣設(shè)備一樣,他們不僅要消耗有功功率,還要消耗一部分的無(wú)功功率,對(duì)于無(wú)功功率這一部分能量,它的消耗對(duì)實(shí)際的電能生產(chǎn)是沒有任何幫助的,但是在電力系統(tǒng)中卻要保持無(wú)功功率的平衡,因?yàn)檫@樣能夠阻止系統(tǒng)中的電壓降低,對(duì)電氣設(shè)備起到了保護(hù)作用。所以,電力網(wǎng)或者電氣設(shè)備一旦出現(xiàn)無(wú)功功率容量不足時(shí),應(yīng)該及時(shí)的增加相關(guān)的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備,以便提高設(shè)備的功率因數(shù)。
3 結(jié)語(yǔ)
本文主要從電力系統(tǒng)的四個(gè)環(huán)節(jié)(“發(fā)電環(huán)節(jié)”、輸電環(huán)節(jié)、“配電環(huán)節(jié)”以及“節(jié)能環(huán)節(jié)”四個(gè)環(huán)節(jié))分別闡述了電力電子技術(shù)的應(yīng)用,雖然這幾個(gè)環(huán)節(jié)已經(jīng)較全面的概括了電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用情況,但是希望相關(guān)的研究者繼續(xù)深化這方面的研究,為世界電力系統(tǒng)的快速穩(wěn)定發(fā)展提供一點(diǎn)可靠的依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 殷海蘭.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中研究與應(yīng)用[J].科技天地,2010,(10):12-14.
關(guān)鍵詞:淺談 現(xiàn)代 電力電子技術(shù)
中圖分類號(hào):TM1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2013)12-0229-01
現(xiàn)如今的高新技術(shù)有很多都是和電網(wǎng)的相位、電壓、電流和頻率等基本參數(shù)的轉(zhuǎn)換與控制相關(guān)。現(xiàn)代電力電子技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)這些參數(shù)的高效處理與精確控翻,對(duì)大功率的電能頻率的變換能夠得到很好的實(shí)現(xiàn),這樣可以支持多項(xiàng)高新技術(shù)的發(fā)展。
1 現(xiàn)代電力電子技術(shù)的內(nèi)涵
現(xiàn)如今電力電子技術(shù)主要是處理的對(duì)象時(shí)功率,主要是來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)的用電。電力電子技術(shù)主要通過電力半導(dǎo)體器件和自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)和電磁技術(shù)的三者綜合運(yùn)用來(lái)實(shí)現(xiàn)獲取、傳輸、變換和利用。在各種高質(zhì)量、高效和高可靠性的電源中能夠起到非常重要的作用,可以讓當(dāng)代的電力電子技術(shù)得到很充分的運(yùn)用。功率IGBT和MOSFET是非常具有代表性,其功率半導(dǎo)體復(fù)合器件主要具有高頻、高壓和大電流等的特點(diǎn)。這類的特點(diǎn)也意味著傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)不能夠適應(yīng)現(xiàn)如今的社會(huì)發(fā)展,電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的高速發(fā)展的時(shí)代。具有功能驅(qū)動(dòng)、節(jié)能明顯和先進(jìn)等特點(diǎn)的IGBT,MOSFET等新型電力電子器件,所以可以在新型家電、感應(yīng)加熱、通信、計(jì)算機(jī)電源和電動(dòng)交通工具等領(lǐng)域中有很好的發(fā)展前景。
2 現(xiàn)代電力電子技術(shù)的歷史沿革
電子技術(shù)和微電子技術(shù)在80年代以來(lái)在各自的發(fā)展滯后得到了有效的結(jié)合,也就產(chǎn)生了全新概念的全控型的高頻化電力電子集成器件。可關(guān)斷晶體管(GTO)電力晶體管(GTR)以及此類晶體管的模塊也得到了實(shí)用化。從此滯后,各種高頻化和全控化的新型器件也相繼出現(xiàn),例如(功率MOSFET)絕緣門板晶體管(IGT或IGBT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)、靜電感應(yīng)晶閘管(srrH)、MOS晶闡管(MCT),MOS晶體管(MGT)。這也意味著一個(gè)具有高頻化和全控型的全新電力電子器件時(shí)代的誕生,傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)即將被淘汰。代電力電子技術(shù)大跨步進(jìn)入高速發(fā)展的新時(shí)代。新一代電力電子器件的特點(diǎn)主要有多功能化、高頻化、全控化和集成化。新型多功能的器件的出現(xiàn)促進(jìn)了控制系統(tǒng)和變流電路的技術(shù)不斷發(fā)展和成熟。現(xiàn)如今電力電子技術(shù)主要是由各種PWM電路、高頻斬波電路和脈寬調(diào)制雙零諧振電路組成。因此從今天的時(shí)代進(jìn)入變頻器,極大地豐富了電力電子技術(shù)的功能,不斷開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域的時(shí)代的傳統(tǒng)不斷變化的需求的電力電子技術(shù)。
3 現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展
電力電子技術(shù)的發(fā)展自從20世紀(jì)90年代以來(lái)主要具有兩個(gè)方面的特點(diǎn):電子技術(shù)與微電子技術(shù)的不斷完善結(jié)合和現(xiàn)有的各類新型電力電子技術(shù)器件參數(shù)的不斷完善和提高。電力電子器件的發(fā)展特點(diǎn)使其迅速的想著大容量化和智能化的方向不斷的發(fā)展,也預(yù)示著一個(gè)電力電子技術(shù)來(lái)到全新的時(shí)代。電力電子技術(shù)是多技術(shù)和多學(xué)科的相互滲透和創(chuàng)新結(jié)合的技術(shù),在工業(yè)領(lǐng)域中對(duì)具有很強(qiáng)的滲透性。80年代后期,主要是以各種PWM電路和全控型新器件的現(xiàn)代化電力電子技術(shù)為代表。在此時(shí)代主要是家用電器等、交流電氣牽引以及交流調(diào)速系統(tǒng)等領(lǐng)域運(yùn)用的比較頻繁。這個(gè)時(shí)代的發(fā)展預(yù)示著電力電子技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。在這個(gè)時(shí)代的電子電力系統(tǒng)當(dāng)中,大型機(jī)組工作狀態(tài)的改變和運(yùn)轉(zhuǎn)變流裝置起著非常重要的作用。現(xiàn)代主要是給與直流輸電以及系統(tǒng)運(yùn)行的成熟控制和測(cè)試等安全保護(hù)提供一些技術(shù)手段。超導(dǎo)磁浮鐵道系統(tǒng)主要有機(jī)車牽引、輕軌車以及地鐵在電力電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)非常普及。日本在火車在高速運(yùn)行時(shí)有PWM逆變交流牽引系統(tǒng)取代原來(lái)的直流系統(tǒng)的技術(shù)是世界第一。先進(jìn)的國(guó)家都非常的關(guān)注超導(dǎo)磁浮鐵道系統(tǒng)的研究,其能夠讓火車高達(dá)500公里每小時(shí)。這樣能夠解除交通壓力和提高運(yùn)輸能力,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著非常重要的作用。現(xiàn)如今的電力電子技術(shù)是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的主要是被控強(qiáng)電、弱電和接口橋梁。此技術(shù)的發(fā)展能夠提高生產(chǎn)效率、降低消耗和節(jié)能。
4 結(jié)語(yǔ)
電力電子技術(shù)能能夠讓國(guó)家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)得到非常快速的發(fā)展,其與國(guó)家發(fā)展的方針和政策的配合下能夠在21世紀(jì)顯得尤為重要。因此,電力技術(shù)成為了21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展不可或缺的組成部分,成為高科技產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵所在,能夠推動(dòng)我國(guó)的工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新。
參考文獻(xiàn)
[1]劉莉宏.現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用[期刊論文]《北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)》,2006年3期.
[2]趙玉冰.淺談現(xiàn)代電力電子技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展[期刊論文]《科技咨詢導(dǎo)報(bào)》,2007年3期.
關(guān)鍵詞 電力電子技術(shù);發(fā)展;應(yīng)用
中圖分類號(hào)TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2013)97-0050-02
電力電子技術(shù)是電力電子領(lǐng)域中一門新興電子技術(shù)廣泛應(yīng)用技術(shù),電力電子技術(shù)是使用一些電力電子類器件進(jìn)行適時(shí)電能控制及電能的變換類的技術(shù)。電力電子技術(shù)變換出的“電力”功率范圍很大,可達(dá)到GW級(jí)及以上,小到W級(jí)及以下,電力電子技術(shù)是主要用來(lái)電力的變換,近年來(lái)電力電子技術(shù)在實(shí)際生活中得到了廣泛應(yīng)用,例如新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)、電力牽引。
1電力電子技術(shù)的發(fā)展
電力電子學(xué)的發(fā)展歷程表明,電力電子方面某種新器件的問世,會(huì)對(duì)整個(gè)電力電子技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。1946年晶體管誕生之后,逐步形成了固體電子學(xué),電力電子學(xué)受此影響逐步發(fā)展建立起來(lái)。電力電子技術(shù)相關(guān)裝置和器件的發(fā)展是相輔相成、互相促進(jìn)的。裝置依賴于器件,新的器件出現(xiàn)能開拓許多新的應(yīng)用領(lǐng)域,做出新的裝置;應(yīng)用中出現(xiàn)的問題又對(duì)器件提出新的要求,推動(dòng)新器件的研制。例如,只有半控型器件時(shí),它用于整流比較成熟,所制作的整流器性能良好,但用于逆變器便帶來(lái)技術(shù)上的復(fù)雜和體積龐大、成本昂貴等問題,而當(dāng)自關(guān)斷型器件出現(xiàn)后,這些問題就比較容易解決。而且新的電力電子器件和變換技術(shù)仍在不斷出現(xiàn),它們的應(yīng)用領(lǐng)域也日益廣泛。
2電力電子技術(shù)的重要作用
電力電子技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中正在并將要發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
2.1提高和改善電能質(zhì)量
在現(xiàn)代文明社會(huì)中電力是主要的動(dòng)力源。由電廠發(fā)出送上電網(wǎng)的交流電(稱為市電)一般電壓和頻率穩(wěn)定波形為正弦,但用戶使用的設(shè)備常使電網(wǎng)無(wú)功損耗增加;加上一些自然和人為因素,常招致電壓跌落閃變、瞬時(shí)停電等,大量非線性故障負(fù)載的使用,使電網(wǎng)中出現(xiàn)各次有害的諧波波形,使電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重畸變,已成為電網(wǎng)的一種公害,而采用由電力電子器件構(gòu)成的各種控制器和補(bǔ)償器則可有效地提高和改善電能質(zhì)量。近年致力研究的柔流輸電系統(tǒng)就是為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。至于建造經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性均優(yōu)越的直流輸電,將交流變?yōu)橹绷鬟h(yuǎn)距離輸送再變換為交流市電,更是離不開電力電子技術(shù)。
2.2優(yōu)化電能使用
優(yōu)化電能的處理裝置,力求電能的使用目標(biāo)達(dá)到合理、高效、節(jié)約,實(shí)現(xiàn)電能最佳化發(fā)展。例如,在節(jié)電節(jié)能方面,針對(duì)電力牽引、風(fēng)機(jī)水泵、軋機(jī)冶煉、工業(yè)窯爐、輕工造紙、感應(yīng)加熱、化工電焊等方面的調(diào)查,一般情況下節(jié)能效果可以達(dá)到10%~40%,國(guó)家已將許多節(jié)能節(jié)電的項(xiàng)目推廣試用。例如作為與物質(zhì)生產(chǎn)息息相關(guān)、以功率處理為對(duì)象的電力電子技術(shù)正成為緩解人類所面臨的能源危機(jī)、資源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)威脅的重要技術(shù)手段之一。
2.3改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展機(jī)電一體化等新興產(chǎn)業(yè)
特別是電力電子變頻技術(shù)及高頻化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,使機(jī)電設(shè)備將傳統(tǒng)的工頻技術(shù)突破,轉(zhuǎn)向高頻化發(fā)展。使機(jī)電設(shè)備體積減小了幾倍甚至幾十倍,趨向高速化響應(yīng)速度,并實(shí)現(xiàn)無(wú)噪音方向發(fā)展,從而實(shí)現(xiàn)最佳工作效率,提高了全新的用途及功能。
3電力電子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用
3.1新能源發(fā)電
地球上的石油及煤炭?jī)?chǔ)量不斷在減少,環(huán)境污染在加劇,因此生態(tài)平衡的發(fā)展受到破壞。為了進(jìn)一步緩解生態(tài)平衡的局面,當(dāng)今的各國(guó)對(duì)新能源的使用引起重視。目前新能源發(fā)電方式不一,例如,風(fēng)能發(fā)電、海水發(fā)電、潮汐發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電地?zé)崮馨l(fā)電、核聚變能發(fā)電等等。其中,太陽(yáng)能光伏發(fā)電在上海世博會(huì)的開展上已得到投入使用,效果良好。此技術(shù)是目前我國(guó)規(guī)模最大、電力電子光伏型發(fā)電項(xiàng)目,同時(shí)也是世博會(huì)歷史上發(fā)電技術(shù)中太陽(yáng)能發(fā)電的最大規(guī)模投入應(yīng)用。
3.2智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng),即是電網(wǎng)智能化,是建立在高速雙向集成通信的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,經(jīng)過領(lǐng)先的傳感測(cè)量技術(shù)、操控方法及領(lǐng)先的系統(tǒng)決策技術(shù)的運(yùn)用,可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)、可靠、高效、安全性的發(fā)展方向。從實(shí)際層面來(lái)看,當(dāng)今的智能電網(wǎng)雖比以前的更安全高效,但智能化程度并沒有進(jìn)一步的提高,因此智能電網(wǎng)仍是當(dāng)前發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能電表是智能電網(wǎng)體系中的核心部分,依附于智能電表,電力行業(yè)相關(guān)部門可以了解到所有時(shí)間用戶使用電能多少的具體情況。方便于電力機(jī)構(gòu)根據(jù)居民的用電量來(lái)制定差異化的電費(fèi)定價(jià),協(xié)助用戶優(yōu)化電費(fèi)開銷及整體電能消耗。當(dāng)今的智能化電網(wǎng)技術(shù)處于快速發(fā)展的階段,其中風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電是智能化電網(wǎng)發(fā)電的重要組成部分。
3.3電力牽引
電力牽引是利用電能驅(qū)動(dòng)動(dòng)力為基礎(chǔ)的軌道牽引技術(shù)。電力牽引電能來(lái)源由電力系統(tǒng)、發(fā)電廠等來(lái)提供,整個(gè)流程為:變電所電力系統(tǒng)發(fā)電、逐級(jí)降壓、直流電變頻為交流電、接觸網(wǎng)等電力電子技術(shù)供電于電力機(jī)車組。能量轉(zhuǎn)化過程為:電能(電力機(jī)車、動(dòng)車牽引電動(dòng)機(jī)等設(shè)備)轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車組、城市軌道組、交通電動(dòng)車輛組的正常運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)電力牽引主要由電源、牽引變電所、動(dòng)車組等環(huán)節(jié)構(gòu)成的電力系統(tǒng)來(lái)完成。
電力牽引需要增加供電系統(tǒng)裝置系統(tǒng),這是電力牽引的一個(gè)缺點(diǎn),電力電子技術(shù)的電力牽引,其一次性的投資費(fèi)用高于其它的動(dòng)力牽引的投資費(fèi)用。除此之外,電動(dòng)機(jī)車的電力整流裝置在供電線路上會(huì)產(chǎn)生負(fù)電流及不同頻率的諧波,這對(duì)電電子電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行方面有一定的影響。諧波的存在及高電壓接觸面網(wǎng)及電力系統(tǒng)的回流網(wǎng)絡(luò)信息不對(duì)稱,將對(duì)最接行的電力系統(tǒng)、線路產(chǎn)生不同諧波的干擾信息,進(jìn)而有可能導(dǎo)致通信的質(zhì)量和人身安全方面的影響。因此,電力電子技術(shù)在今后發(fā)展過程中,應(yīng)優(yōu)先考慮運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段來(lái)扼殺電力電子牽引技術(shù)方面的缺點(diǎn),使電力電子牽引技術(shù)趨向合理化發(fā)展。
總之,隨著科技的發(fā)展。電力電子技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用越來(lái)越廣泛,電力電子技術(shù)的生態(tài)平衡及環(huán)境上的問題和電力能源危機(jī)方面具有獨(dú)特的特點(diǎn),發(fā)揮著重要的作用,并且其運(yùn)用潛力是無(wú)限大的。
關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù) 照明 應(yīng)用
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)06(c)-0040-01
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展使得人們的物質(zhì)生活得到了很大的改善,照明用電在電力消費(fèi)中的比例也逐漸增加。因此提倡綠色照明,節(jié)約照明電能,提高照明效率,注重照明質(zhì)量,就成為了一個(gè)很重要的問題。目前,電力電子技術(shù)廣泛用于人們生活中的各個(gè)方面,我國(guó)也把電力電子技術(shù)的發(fā)展列為國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一大重要戰(zhàn)略。照明行業(yè)是電力電子技術(shù)大顯身手的一個(gè)陣地,本文將簡(jiǎn)略介紹電力電子技術(shù)在照明領(lǐng)域的一些應(yīng)用。
1 照明節(jié)能
1.1 推廣使用各種節(jié)能燈
隨著環(huán)保節(jié)能要求的提出,傳統(tǒng)的白熾燈逐步被新型的節(jié)能燈及各種氣體放電燈取代。由于氣體放電燈的負(fù)阻放電特性,它必須與鎮(zhèn)流器配套使用才能使燈管正常工作。過去我們使用的普通高耗能電感鎮(zhèn)流器,存在散熱困難,效率低,頻閃等問題,現(xiàn)在采用電子鎮(zhèn)流器可以很好的解決。高頻電子鎮(zhèn)流器主要由高頻變流電路和負(fù)載諧振電路組成,整流電路將工頻交流電變?yōu)槊}動(dòng)直流電,再通過高頻逆變電路將直流電逆變?yōu)楦哳l交流電,然后通過負(fù)載諧振電路向電燈供電。電子鎮(zhèn)流器具有能耗低,發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn),可以有效的節(jié)省電能,在我國(guó)照明電路中廣泛使用。
1.2 使用太陽(yáng)能照明
太陽(yáng)能作為一種清結(jié)能源,其儲(chǔ)量無(wú)限,它在照明領(lǐng)域存在巨的大應(yīng)用潛力。太陽(yáng)能在照明中主要有兩大方面應(yīng)用,一是將太陽(yáng)能組件與建筑結(jié)構(gòu)融為一體,將屋頂,墻面等大面積建筑表面鋪設(shè)太陽(yáng)能電池采光板,從而對(duì)建筑內(nèi)部包括照明進(jìn)行供電。二是簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能供電照明系統(tǒng),像一些太陽(yáng)能路燈,庭院燈等。其基本原理是白天將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,同時(shí)將這電能貯存到蓄電池,到照明系統(tǒng)需要工作時(shí),再通過工作電路將蓄電池的直流電變換為交流電來(lái)為電燈供電。目前我國(guó)太陽(yáng)能光伏電池生產(chǎn)成本已大幅下降,這對(duì)太陽(yáng)能在照明中的應(yīng)用提供了有利條件。
1.3 開發(fā)功率LED光源
發(fā)光二極管自20世紀(jì)60年代誕生以來(lái),就深受各方青睞,其應(yīng)用涉及很多領(lǐng)域,但由于其發(fā)光效率低,亮度低,發(fā)光顏色品種少,那時(shí)未能應(yīng)用于照明。隨著LED技術(shù)的研制取得重大突破,上述問題得到了很大的改善,并且其有著使用壽命長(zhǎng),能耗低等優(yōu)點(diǎn),因此LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光,LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品,必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。然而要想使LED光源能夠可靠,安全,長(zhǎng)壽命運(yùn)行,與之匹配的高質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)電源必不可少,這就需要各種電力電子技術(shù)的綜合應(yīng)用。隨著國(guó)內(nèi)廠家技術(shù)和生產(chǎn)成本的降低,LED照明叫好而不叫座的局面行將改變。
2 智能照明
隨著人們物質(zhì)文化和精神生活水平迅速的提高,智能化已經(jīng)成為當(dāng)今發(fā)展的主流技術(shù),由于各種原因,大多數(shù)仍然沿用傳統(tǒng)的控制方式,部分智能大廈采用樓宇自控系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控,但也只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的區(qū)域照明和定時(shí)開關(guān)功能。與傳統(tǒng)照明相比,智能照明可達(dá)到安全、節(jié)能、舒適、高效的目的,因此智能照明有著較好的發(fā)展前景。智能照明控制系統(tǒng)使用了先進(jìn)的電力電子技術(shù),能對(duì)大多數(shù)燈具進(jìn)行智能調(diào)光。除此之外,智能照明的管理系統(tǒng)采用設(shè)置照明工作狀態(tài)等方式,通過智能化管理實(shí)現(xiàn)節(jié)能。目前,中國(guó)智能照明市場(chǎng)并未成熟,智能照明的應(yīng)用領(lǐng)域還主要集中在商務(wù)領(lǐng)域和公共設(shè)施領(lǐng)域,隨著國(guó)內(nèi)智能照明研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品推廣力度的加大,智能照明一定會(huì)在將來(lái)的照明領(lǐng)域中大放光彩。
3 提高質(zhì)量
用來(lái)照明的交流電一般都是50 Hz,工作頻率較低,這也就容易導(dǎo)致電燈在使用的過程中出現(xiàn)周期性的閃爍,長(zhǎng)時(shí)間在這樣環(huán)境下進(jìn)行辦公,會(huì)對(duì)人們的眼睛帶來(lái)一定程度的傷害。隨著技術(shù)的發(fā)展,主要是通過電力電子元件來(lái)組成變頻器,把工頻交流電變頻到高頻交流電,這樣頻閃現(xiàn)象會(huì)消除,從而提高照明的質(zhì)量。
4 電子電子技術(shù)在照明電路中存在的問題
4.1 諧波問題
目前應(yīng)用在照明領(lǐng)域的電力電子技術(shù)主要就是電子鎮(zhèn)流器,其最大的問題就是其自身含有的諧波成分相對(duì)較大,這對(duì)電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響與污染。如果大量的電子鎮(zhèn)流器同時(shí)進(jìn)行工作,就會(huì)出現(xiàn)短路或者是跳閘的現(xiàn)象,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致電子鎮(zhèn)流器發(fā)生損害,甚至?xí)l(fā)電網(wǎng)火災(zāi),因此必須嚴(yán)格控制諧波含量。解決方法一般有二種:一種是設(shè)計(jì)合適的校正補(bǔ)償裝置,使諧波成分下降,將功率因數(shù)提高;另一種是開發(fā)有源電力濾波器,該濾波器采用PWM技術(shù),能夠有效地降低諧波成分。前者成本較低,比較實(shí)用;后者濾波效果非常明顯,已被廣泛應(yīng)用于高度發(fā)達(dá)的國(guó)家中,不過其具有成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn),我國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展水平,難以對(duì)有源電力濾波器進(jìn)行有效的利用與推廣。
4.2 高頻損耗問題
電子鎮(zhèn)流器和電子變壓器采用高頻設(shè)計(jì),逆變電路中的開關(guān)頻率達(dá)到50 kHz 左右。這就要考慮到開關(guān)過程中的損耗以及電磁干擾問題,這正是軟開關(guān)技術(shù)的用武之地。軟開關(guān)技術(shù)是電力電子技術(shù)中新發(fā)展的技術(shù)。通過開關(guān)開通前電壓先降為零,或閉合前電流先降為零,可以解決開關(guān)過程中電壓、電流的重疊問題,減低其變化率。從而減小開關(guān)損耗以及開關(guān)噪聲。而且軟開關(guān)技術(shù)可以控制開關(guān)運(yùn)行軌跡,從而降低電磁干擾,提升電路功率轉(zhuǎn)換的效率。
5 展望
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,各種各樣的技術(shù)綜合用于照明領(lǐng)域方面,未來(lái)的照明正向著節(jié)能,智能,高效,環(huán)保,舒適,安全的方向發(fā)展。太陽(yáng)能與建筑照明一體化,大功率LED光源,以及通過采用電力電子技術(shù),控制技術(shù),通信技術(shù)等各種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)在照明領(lǐng)域的智能等等都是未來(lái)發(fā)展熱點(diǎn)。
6 結(jié)語(yǔ)
綠色照明事業(yè)是我們共同的事業(yè),保護(hù)地球環(huán)境是我們每個(gè)人的義務(wù),愿我們共同為促進(jìn)我國(guó)綠色照明事業(yè)的發(fā)展做出努力。
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【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù) 發(fā)展 作用 方法
電力電子技術(shù)是一門新興的、應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù),具體來(lái)說就是使用電力電子器件,控制和變換電能的技術(shù),而且,電力電子技術(shù)可以變換出小到數(shù)W甚至1W及以下,大到數(shù)百M(fèi)W甚至GW以上的“電力”,由此可以看出,其具體的用途就是電力變換。而且,近年來(lái),電力電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用于實(shí)際生活中,極大的提高了人們的生活質(zhì)量,例如,電力電子技術(shù)中的新能源發(fā)電技術(shù),不僅為廣大居民提供了更加優(yōu)質(zhì)的電能,而且有效緩解了我國(guó)的能源危機(jī)、環(huán)境危機(jī)。
1 簡(jiǎn)要介紹電力電子技術(shù)
電力電子技術(shù)分電力電子器件技術(shù)、變流技術(shù)兩個(gè)分支,是現(xiàn)代電氣化與自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。一般認(rèn)為,1957年美國(guó)通用電氣公司研制出的第一個(gè)晶閘管是電力電子技術(shù)產(chǎn)生的標(biāo)志,此后,電力電子技術(shù)逐漸成熟和發(fā)展。而今的電力電子技術(shù)是建立在電工原理、電子學(xué)、自動(dòng)化控制三大學(xué)科上的一門新興學(xué)科,屬于電工類范疇,其內(nèi)容主要包括電力電子電路、電力電子器件、電力電子裝置及其系統(tǒng),并且在一般工業(yè)、電力系統(tǒng)、電子裝置電源、交通運(yùn)輸和家用電器等領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用,極大的推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展。
2 電力電子技術(shù)的積極作用
2.1 改善電力輸送的現(xiàn)狀
電力是現(xiàn)代文明社會(huì)中的主要?jiǎng)恿υ粗唬姀S發(fā)出電力,輸送給電網(wǎng)的交流電,然后傳送給用戶,一般在電壓、頻率較為穩(wěn)定的時(shí)候,電力呈現(xiàn)出波形正弦的形式,但是,在實(shí)際情況中,由于不同用戶使用的電力設(shè)備有著差異,在無(wú)形中增加了電網(wǎng)的無(wú)功損耗,如果再受到一些自然因素或者人為因素的干擾,電力輸送可能會(huì)出現(xiàn)瞬間停電、電壓跌落閃變等現(xiàn)象,而且,非線性故障的大量使用,會(huì)使電網(wǎng)中出現(xiàn)有害的諧波波形,不僅降低了電能的質(zhì)量,而且造成電網(wǎng)嚴(yán)重畸變,影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。然而,使用由電力電子器件構(gòu)成的各種控制器、補(bǔ)償器,則可以在提高電能質(zhì)量的同時(shí),維護(hù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。近年來(lái),我國(guó)研究并且使用的柔流輸電系統(tǒng),有效的解決了電力輸送中存在的問題,極大的改善了電力輸送的現(xiàn)狀。
2.2 優(yōu)化電能的使用結(jié)構(gòu)
電力電子技術(shù),能夠不斷的優(yōu)化電能的處理裝置結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)高效、合理、節(jié)約的電能使用目的,進(jìn)而促使電能利用朝著最佳化的方向發(fā)展。例如,在節(jié)能節(jié)電方面,通過調(diào)查、分析風(fēng)機(jī)水泵、化工電焊、軋機(jī)冶煉、輕工造紙、電力牽引、工業(yè)窯爐和感應(yīng)加熱等方面的資料,可以看出,一般情況下,電力電子技術(shù)可以達(dá)到10%-40%的節(jié)能效果,因此,國(guó)家已經(jīng)大力推廣和試用節(jié)能節(jié)電項(xiàng)目。而且,電力電子技術(shù)可以有效緩解能源危機(jī)、環(huán)境危機(jī)和資源危機(jī),促進(jìn)人與自然環(huán)境的和諧發(fā)展。
2.3 轉(zhuǎn)變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)
隨著電力電子變頻技術(shù)以及高頻化技術(shù)的不斷進(jìn)步與快速發(fā)展,機(jī)電設(shè)備不再受傳統(tǒng)工頻技術(shù)的限制,轉(zhuǎn)而向高頻化方向發(fā)展,因?yàn)椋娏﹄娮蛹夹g(shù),縮小了機(jī)電設(shè)備的體積,提高了機(jī)電設(shè)備的響應(yīng)速度,在提供全新的功能和用途的同時(shí),提高了工作效率,實(shí)現(xiàn)了無(wú)噪音化的發(fā)展目標(biāo)。
3 應(yīng)用電力電子技術(shù)的具體方法
3.1 應(yīng)用于可再生能源的發(fā)電
當(dāng)前,雖然污染嚴(yán)重、儲(chǔ)量有限的化石燃料依然是主要的電力能源,是世界能源結(jié)構(gòu)的主要組成部分,但是,像風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Q竽堋⑻?yáng)能、水能、生物質(zhì)能等干凈清潔、污染少、可再生的新能源的開發(fā)利用工作,也開始進(jìn)入快速發(fā)展的階段,這些清潔干凈、可再生、不受地域資源限制的新興綠色能源,正在被迅速的推廣和使用。
3.2 應(yīng)用于節(jié)約電能
目前,電力是現(xiàn)代工業(yè)的主要能源,利用電能不僅可以節(jié)約成本,而且能夠提高工作效率。在現(xiàn)代工業(yè)中,電力以其穩(wěn)定、利用率高、清潔、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),逐漸廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)域,極大的推動(dòng)了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。然而,從世界各國(guó)工業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用電力電子技術(shù)的情況來(lái)看,許多發(fā)展中國(guó)家的工業(yè)用電還不太合理,存在著用電效率較低、浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。在面臨著資源危機(jī)、能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的今天,提高用電效率,降低電能的消耗,是解決能源問題的有效手段之一。因此,利用電力電子技術(shù),提高電源效率,降低電能消耗,節(jié)約能源資源,可以極大的推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。
3.3 應(yīng)用于改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)
電力電子技術(shù)是連接弱電和強(qiáng)電之間的紐帶,使得傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)能夠更加便捷的利用微電子技術(shù)。在應(yīng)用電力電子技術(shù)時(shí),傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的勞動(dòng)環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題得到解決,而通過工業(yè)控制系統(tǒng),把電能轉(zhuǎn)化為勞動(dòng)力,改變工人的工作環(huán)境,可以極大的提高勞動(dòng)效率,節(jié)省人力資源,解決企業(yè)的安全隱患和環(huán)境問題。
3.4 應(yīng)用于家用電器之中
現(xiàn)代工業(yè)制成品中廣泛使用電力電子技術(shù),給讓人們的日常生活帶來(lái)了極大的便利,例如,利用電力電子變頻技術(shù),可以使家用電器做到方便、節(jié)能,節(jié)省使用成本,提高電能的利用率。
4 總結(jié)
總而言之,電力電子技術(shù)是一門新興的電子技術(shù),是信息、智力和知識(shí)密集型的技術(shù),能夠有效的解決社會(huì)發(fā)展中所面臨的諸多問題,具有廣闊的發(fā)展前景,因此,在知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代,充分發(fā)揮電力電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì),解決能源問題、環(huán)境問題、資源問題,提高電能的利用率,是電力電子技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步的前提和基礎(chǔ)。
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作者簡(jiǎn)介
呂鵬飛(1993-),豐鎮(zhèn)人。現(xiàn)為中國(guó)人民石家莊機(jī)械化步兵學(xué)院學(xué)員。研究方向?yàn)殡姎夤こ獭?/p>
經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,電力電子技術(shù)大大服務(wù)了我們的生活,在新能源開發(fā)利用、電能質(zhì)量控制、日常生活等方面發(fā)揮了極其重要的作用,電力電子技術(shù)主要還是用于電力變換。利用電力電子器件實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模電能變換的技術(shù),有時(shí)也稱為功率電子技術(shù)。據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家預(yù)測(cè),今后將有95%的電能要經(jīng)電力電子技術(shù)處理后再使用。從工程中電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電、輸電和配電等環(huán)節(jié)到日常生活中的直流電源、電路都離不開電力電子技術(shù),一些新型產(chǎn)品的誕生也離不開電力電子技術(shù)的開發(fā)利用。隨著電力電子技術(shù)及風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展,電力電子設(shè)備已進(jìn)入風(fēng)電并網(wǎng)逆變系統(tǒng)并為解決電能質(zhì)量控制提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。
2風(fēng)電并網(wǎng)逆變系統(tǒng)介紹
由于風(fēng)能的不確定性,風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能的電壓、頻率也是時(shí)刻變化的。為了不對(duì)電網(wǎng)造成污染,風(fēng)電并入電網(wǎng)必須滿足并網(wǎng)條件,以電網(wǎng)電壓同步信號(hào)作為系統(tǒng)輸出電流的跟蹤信號(hào),使輸出電流快速跟蹤電網(wǎng)電壓。為了滿足此并網(wǎng)要求,風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能需要經(jīng)過交流-直流-交流的變換并入電網(wǎng),并網(wǎng)逆變系統(tǒng)通常包括整流、逆變、濾波、輸電等環(huán)節(jié)。
3電力電子技術(shù)在風(fēng)電并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.1在發(fā)電機(jī)組及其整流環(huán)節(jié)的應(yīng)用
早期的交-直-交并網(wǎng)逆變系統(tǒng)采用晶閘管相控整流器,這種系統(tǒng)需要增加無(wú)功補(bǔ)償電路,電力電子技術(shù)的發(fā)展使得PWM整流逐步取代了相控整流,PWM整流器逐步成熟,改善了發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)。當(dāng)前的風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)成為結(jié)合了先進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)、機(jī)械制造、電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)的高科技產(chǎn)品,因此風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分就是高科技的電力電子技術(shù)。風(fēng)力發(fā)電的有效功率與風(fēng)速之間是三次方正比的關(guān)系,對(duì)機(jī)組進(jìn)行變速運(yùn)行,可使風(fēng)力發(fā)電獲得最大有效功率,電力電子技術(shù)在發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用,改善了發(fā)電環(huán)節(jié)中發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性。此外,對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率進(jìn)行調(diào)整,可確保輸出頻率恒定,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁技術(shù)的核心在于變頻電源。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展所研制出的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)應(yīng)用于風(fēng)電并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中,不再需要增速裝置,而是直接驅(qū)動(dòng)。提高了可靠性,降低了維護(hù)量及其費(fèi)用,減少了組件,集成度也變得越來(lái)越高。
3.2在并網(wǎng)逆變系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)的應(yīng)用
電力電子技術(shù)中的大功率開關(guān)管、功率器件等的使用促進(jìn)了并網(wǎng)逆變系統(tǒng)中DSP周圍硬件電路的進(jìn)一步發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了功率器件驅(qū)動(dòng)電路對(duì)IGBT導(dǎo)通和關(guān)斷;采用基于DSP的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了信號(hào)檢測(cè)、鎖相跟蹤、PI調(diào)節(jié)、SPWM形成等各功能模塊的軟硬件實(shí)現(xiàn),不但滿足了控制電路的要求,還能夠完成并網(wǎng)安全控制和故障保護(hù)等實(shí)時(shí)性、快速性要求很高的控制功能,提高了控制電路的可靠性。特別是一些新技術(shù)的開發(fā),讓風(fēng)電并網(wǎng)逆變系統(tǒng)體積變得越來(lái)越小,自動(dòng)控制能力越來(lái)越完善。
3.3在風(fēng)電輸送及節(jié)能方面的應(yīng)用
我國(guó)風(fēng)能資源豐富,但能源分配不均衡,解決辦法通常是建立電力外送大通道。由于長(zhǎng)距離高壓輸電的線路造價(jià)低、電能損耗小等特點(diǎn),通常采用高壓輸電,電力電子技術(shù)在高壓輸電方面的的應(yīng)用不僅降低了設(shè)備的資金投入,而且解決了系統(tǒng)穩(wěn)定性差的問題。此外,電力電子技術(shù)在輸電系統(tǒng)的主要應(yīng)用是柔流輸電技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸送功率的快速控制,增強(qiáng)了電網(wǎng)的穩(wěn)定性,降低了電力傳輸?shù)某杀荆诤艽蟪潭壬细纳屏讼到y(tǒng)的輸電能力。
4結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:直流輸電;電力電子;發(fā)電機(jī)
一、前言
電力電子技術(shù)是一個(gè)以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐的技術(shù)平臺(tái)。經(jīng)過50年的發(fā)展歷程,它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設(shè)備發(fā)行、電能質(zhì)量控制、新能源開發(fā)和民用產(chǎn)品等方面得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。最成功地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)是直流輸電(HVDC)。自20世紀(jì)80年代,柔流輸電(FACTS)概念被提出后,電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注,多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。本文介紹了電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用。
二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用
自20世紀(jì)80年代,柔流輸電(FACTS)概念被提出后,電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注,多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。已有不少文獻(xiàn)介紹和總結(jié)了相關(guān)設(shè)備的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀。以下按照電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電以及節(jié)電環(huán)節(jié),列舉電力電子技術(shù)的應(yīng)用研究和現(xiàn)狀。
(一)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備,電力電子技術(shù)的應(yīng)用以改善這些設(shè)備的運(yùn)行特性為主要目的。
1大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制
靜止勵(lì)磁采用晶閘管整流自并勵(lì)方式,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵(lì)磁機(jī)這個(gè)中間慣性環(huán)節(jié),因而具有其特有的快速性調(diào)節(jié),給先進(jìn)的控制規(guī)律提供了充分發(fā)揮作用并產(chǎn)生良好控制效果的有利條件。
2水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁
水力發(fā)電的有效功率取決于水頭壓力和流量,當(dāng)水頭的變化幅度較大時(shí)(尤其是抽水蓄能機(jī)組),機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速便隨之發(fā)生變化。風(fēng)力發(fā)電的有效功率與風(fēng)速的三次方成正比,風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得最大有效功率,可使機(jī)組變速運(yùn)行,通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率,使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)核心是變頻電源。
3發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速
發(fā)電廠的廠用電率平均為8%,風(fēng)機(jī)水泵耗電量約占火電設(shè)備總耗電量的65%,且運(yùn)行效率低。使用低壓或高壓變頻器,實(shí)施風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速,可以達(dá)到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術(shù)已非常成熟,國(guó)內(nèi)外有眾多的生產(chǎn)廠家,并不完整的系列產(chǎn)品,但具備高壓大容量變頻器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力的企業(yè)不多,國(guó)內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開發(fā)。
(二)在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)被稱為“硅片引起的第”,大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行特性。
1直流輸電(HVDC)和輕型直流輸電(HVDCLight)技術(shù)
直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點(diǎn),對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng),高壓直流輸電擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1970年世界上第一項(xiàng)晶閘管換流器,標(biāo)志著電力電子技術(shù)正式應(yīng)用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。
2柔流輸電(FACTS)技術(shù)
FACTS技術(shù)的概念問世干20世紀(jì)80年代后期,是一項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù),可實(shí)現(xiàn)對(duì)交流輸電功率潮流的靈活控制,大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。
20世紀(jì)90年代以來(lái),國(guó)外在研究開發(fā)的基礎(chǔ)上開始將FACTS技術(shù)用于實(shí)際電力系統(tǒng)工程。其輸出無(wú)功的大小,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制方便,成本較低,所以較早得到應(yīng)用。
(三)在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題是如何加強(qiáng)供電可靠性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對(duì)電壓、頻率、諧波和不對(duì)稱度的要求,還要抑制各種瞬態(tài)的波動(dòng)和干擾。電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用,即用戶電力(customPower)技術(shù)或稱DFACTS技術(shù),是在FACTS各項(xiàng)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的電能質(zhì)量控制新技術(shù)。可以將DFACTS設(shè)備理解為FACTS設(shè)備的縮小版,其原理、結(jié)構(gòu)均相同,功能也相似。由于潛在需求巨大,市場(chǎng)介入相對(duì)容易,開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對(duì)較低,隨著電力電子器件價(jià)格的不斷降低,可以預(yù)期DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。
(四)在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用
1變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行
電動(dòng)機(jī)本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個(gè)方面,通過變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個(gè)方面,只有將二者結(jié)合起來(lái),電動(dòng)機(jī)節(jié)電方較完善。目前,交流調(diào)速在冶金、礦山等部門及社會(huì)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。首先是風(fēng)機(jī)、泵類等變負(fù)荷機(jī)械中采用調(diào)速控制代替擋風(fēng)板或節(jié)流閥控制風(fēng)流量和水流量具有顯著的效果。國(guó)外變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵大多采用了交流調(diào)速,我國(guó)正在推廣應(yīng)用中。
變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍廣,精度高,效率高,能實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)速。在調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差損耗小,定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大,節(jié)電率一般可達(dá)30%左右。其缺點(diǎn)主要為:成本高,產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。
2減少無(wú)功損耗,提高功率因數(shù)
在電氣設(shè)備中,變壓器和交流異步電動(dòng)機(jī)等都屬于感性負(fù)載,這些設(shè)備在運(yùn)行時(shí)不僅消耗有功功率,而且還消耗無(wú)功功率。因此,無(wú)功電源與有功電源一樣,是保證電能質(zhì)量不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無(wú)功平衡,否則,將會(huì)使系統(tǒng)電壓降低,設(shè)備破壞,功率因數(shù)下降,嚴(yán)懲時(shí)會(huì)引起電壓崩潰,系統(tǒng)解裂,造成大面積停電事故。所以,當(dāng)電力網(wǎng)或電氣設(shè)備無(wú)功容量不足時(shí),應(yīng)增裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,提高設(shè)備功率因數(shù)。