电力技术论文范例

电力技术论文范文1

1.1利于工业生产的更新换代

电力电子技术的应用能够让我国的民用电力设备效果得到大幅度的提升，让我国人民的用电质量感受到明显的变化。如今是一个科技化的时代，所以针对一些用电量较大的工业企业来说，电力电子技术的应用将会有助于其改造传统工业的生产工艺，让企业能够将工作效率得到进一步的提升，并且稳步的迈向机电一体化的队伍当中。

1.2智能化发展

我国的电力电子技术已经进入到了一个相对成熟的阶段，而国家的相关科研单位也开始着手在其中加入更为高端的科技手段。这种做法不仅有利于电力系统的向前发展，同时还会增加电力电子技术的使用范围，让其更加的智能化与人性化。

1.3电力电子技术的高频化

伴随着电力电子技术的广泛使用，为了让其能够更好的为我国的电力系统服务，已经开始逐渐的对传统技术手段进行了突破，将运行系统不断的高频化。这样不但节约了企业的设备占地面积，同时还从很大程度上提升了电力系统的运行效率。

2电力电子技术在电网中的应用现状

2.1在发电系统中的应用

发电系统是整个国家电网中的重中之重，那么电力电子技术在这个系统中的应用也将起到至关重要的作用。其主要的功能为改善发电设备的运用效率以及调节运行系统中的功能效率等，其中包括发电机励磁的控制、恒频、以及水泵的调速等等。电力电子技术主要应用的是晶闸管在励磁中的价格、性能、结构等优势，从而保证其能够更完美的应用与电力系统当中。除此之外，在风力以及水力发电机的操控当中，电力电子技术主要依靠的是变频电源来掌控转子励磁电流的转换频率，以保证电力能源能够发挥出最大的有效使用功效。在我国的各大企业中，能够制造高压力变频器的实属凤毛麟角，所以电力电子技术将有效的填补这一部分的空白。

2.2在输电系统中的应用

电力电子技术在我国电网的输电系统中主要应用的是柔性交流输电技术，这种技术能够将电力系统中的电压、功率、相位角进行有效的控制与调节。在电力能源进行输送的过程当中，难免会出现不同程度上的消耗，而这种技术的应用将从很大程度上将其输电能力的稳定性进行改善。针对我国电网目前的情况来看，如果采取远距离高压直流输电的话将会相比交流输电降低很大一部分的损耗，因为直流输电将避免电抗压降的问题，并且还会降低电缆网线等设备的投入资金，这样不仅能够解决稳定性差的问题，同时还会缓解企业的经济压力。

2.3在配电系统中的应用

在配电系统中最为重要的就是提高电力能源的质量和供电系统的稳定性。而这两项是否能够过关将取决与电压、不对称度以及频率等相关因素的质量能不能达到标准。而电力电子技术在国外的一些大企业当中也取得了比较成功的成绩，并且也为企业带去了相当可观的经济收益。电力电子技术可简称为DFACTS技术，在配电系统的应用中可以被理解为是一种控制单利能源质量的新型技术。与此同时，由于DFACTS设备同FACTS设备的功能与使用方法大致相同，所以DFACTS的设备也可以被理解为是FACTS的浓缩版本。

2.4在节能环节中的应用

节约电能大致包括两个方面：电动机的节电潜力和电动机的调速节电技术，这两中节能方法有效的相结合才能够形成一个比较完善的节能体系。就我国目前的形式来看，交流调速技术已经被广泛的应用到了矿山以及炼金等重金属行业中，而在国外较发达的国家中，在水泵以及风机等设备的运行中也都相继的应用了交流调速技术。

3结语

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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白痴能的效率高很多。

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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现代防护技术的关键是反守为攻，采用高新技术防护的手段严厉打击不法人员破坏电力系统。首先，该方式采用了先进的科技手段，运用三相识别检测、物联网、智能传感器、智能探测器和GSM/GPTS通道组建智能监控系统，对电力设施重要网点进行实时监护。一旦发现盗窃行动，及时出警捉拿犯罪分子，这样对于盗窃者的打击和警示作用较强，能有效的减少电力系统被破坏的情况。此外，目前电力设施重要网点分布广，环境恶劣，电子技术的应用大大降低了防盗成本，提高了防盗效率。

2电力技防现状

当前，电子技术发展迅速，信号获取、图像采集、信息传输、数据处理等技术的不断创新和应用对于电力系统的安全防护有着极大的帮助。应用电子技术开发的现场监控系统目前已在相当多的地区投入使用，成效明显，有力了打击了盗窃者的嚣张气焰。

2.1电子技术的应用

电子技术发展方向多样，各有优势，在电力技防中的应用上仍在不断地尝试过程中。在原有的基础上不断创新，改善其的弱点，能够强有力的保护电力系统的安全。

2.2电力防盗系统构成

电力设备防盗系统由三个基本部分构成：1）获取电力设备所在地及周围环境信息的监控系统；2）安装在设备现场的低压区域或隐蔽区域的警报装置，报警方式很多，主要有图形、文字和声光报警；3）工作人员监控中心，值班人员获取现场实况和警报信息的控制中心。系统安全防盗的过程如下：安装在现场的监控系统实时获取配电线路，高压塔等设备的环境情况，一旦出现线路或高塔异常（如，大幅振动、工具切割、强拉硬扯等），通过相应的传感设备、摄像装置、射频传感等技术获取相应的现场信息。在设备和环境异常的情况下，报警装置进行报警。报警信息的传输可以是无线网络，也可以是移动通信。信息传输到控制中心后，应用相应的技术手段进行处理，管理人员及时处理警报。一旦确定设备被盗，及时联系公安部门，予以处理，严格保护设备安全运行。

2.3电子技术详解

电子技术的很多研究方向均可应用于电力设备的防护中。下面对目前电力设备防盗系统的典型应用进行技术介绍。

1）报警触发设备。

报警触发元件即为电力设备现场出现疑似被盗的情况时，采集相应的信息的设备。针对电力设备盗窃现场的特殊情况，报警触发元件可以是各类传感设备，如红外传感设备，超声传感设备，振动传感设备等，也可以是光电耦合装置，断电检测装置。目前应用最为广泛的是红外传感设备和振动传感设备。红外传感设备利用的是红外传感技术，通过安装在电力设备上不同位置的红外微波传感器感应红外信号（如滞留在电力设备周围的人、电气焊的热源)，从而监测异常情况。一旦出现异常，通过对热源数据的处理和分析，向监控管理中心发送监控信息。此外，由于电力设备被盗时出现剧烈振动的情况十分普遍，国内外的振动监测装置也已相当成熟，振动传感器主要有机械式、光学和电学参数测量三种方式。由于电测量方法便捷可靠，精度较高，且能较好的适应恶劣的工作环境，因此在实际应用中得到了广泛的采纳。电测法是将物体的振动参量转换为电信号，经信号调制后进行显示和记录，从而得到所要的测量量。与红外测量相似，振动监测装置获取到振动信号之后，向监控中心发送警报信息。

2）报警装置。

报警装置可以根据实际现场需要配置。目前的报警系统主要有声光报警器、图形、文字报警器等。声光报警器虽然不能直接打击犯罪分子，但其制造的效果可以扰乱犯罪分子的计划，警示周围群众。文字和图像报警信息需要传输到电力系统管理人员所在的控制中心处。信号的传输主要利用GSM移动通信网络，向主站或值班人员手机上发送信息，通过GPRS技术传输现场实时监测到的数据和信息到控制中心。GSM传输方式网络覆盖面广，只需处理少量的文本，可以实现随时传输随时处理，可实现远程控制，因而目前应用广泛。GPRS技术主要适用于简单、间断性的或者频繁的、少量的数据传输。GPRS因其分组工作的特点，工作速率很高。明基公司的M22模块是一款该技术的主导产品，在应用过程中需要与电路配合使用，用连接器将电源电路、启动电路、数据通信电路、内存卡电路相连接，对各个模块进行相应的配置即可正常工作。该模块支持语音通信、短消息和传真的功能，能够实现上网的功能。

3）中心监控系统。

报警信息主要有文本信息，图像信息和其他传感信息。在中心监控系统中，监控设备要高效的将现场传来的信号进行分析处理，提供给管理人员准确的信息。监管人员将了解到的现场信息进行适当的处理，实时了解电网设施的实际工作情况，同时采集信息备案，为日后的打击犯罪活动留下宝贵的资料。同时要根据现场的实际情况，发现现场报警系统的干扰项，及时反应给技术人员，不断提高设备的精确性。监控系统需要根据监控需要，对所测电网设备的准确位置，设备型号，参数类型等进行选择，以便出现报警时采取准确有效的措施。监控工作分区负责，互不干扰。在实际工作中，将监控任务严格分配给工作人员，各自安排所负责区域的监控工作。严格保证工作的安全可靠。

4）发展趋势。

电力设施安全防护智能化是电力行业技防的发展趋势。通过高度智能化、标准化的电力综合集成监控系统的建立，利用物联网、无线网络和图像语音技术实现可视化管理，与电力自动化管理系统平台对接，可实现远程监控、可视化调度、多系统联动等智能控制。

3小结

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1.1短路

电网线路长期处于高压的工作状态，加上线路受到高度的绝缘保护，所以当线路表面的积污盐含量超过一定的限度后，就很容易导致线路出现短路的情况。线路出现短路的现象原因还有很多，比如线路上的积污量太大导致线路自身的抗冲击力受到影响，很难承受较强的雷电冲击，使得单线接地，造成线路短路现象。还有绝缘设备的老化和长期处在恶劣的环境下运行也会使电力设备的耐电压性严重下降，导致电路出现短路的现象。

1.2过电压

过电压指的是在电网运行过程中，受到一些外界因素干扰使得电压超出线路和设备承受范围的情况，过电压的出现会严重影响配网运行的安全性和稳定性。例如，在一些运行环境比较恶劣、线路比较复杂的老城区，一些电力设备由于年久失修就会导致配网出现难以承受雷击、过电压等现象。另一方面，现阶段我国采取的供配电方式中，主要是以架空线路为主，并且采用0.4kV、10kV、35kV电压进行供电，这种供电方式存在着很大的安全隐患和许多不安全因素，严重影响配网运行的可靠性和安全性。这就要求相关技术管理部门要根据实际配网运行的状况和出现的问题进行仔细的分析和研究，找到过电压出现的根源并及时做好问题改善工作。综合上所述，外力破坏、短路和过电压这三个方面的问题是影响配网电力工程技术可靠性的主要因素，严重影响我国电力行业的经济发展和人们的用电安全。因此，相关电力管理部门应该从供配电的可靠性和安全性角度出发，切实优化供电模式、不断改善电网结构，有效地掌控影响电网可靠性的配网供电要求。

2配网的可靠性管理

2.1停电管理

现阶段，我们的停电方式主要有三种：第一种是临时停电，这种停电方式主要针对一些突发的电网运行故障进行处理，临时向电网调度中心申请停电；第二种是计划停电，电力企业根据当月生产计划和工作需要，在月底向调度中心申请下个月的停电计划；第三种停电方式称为夜间停电，顾名思义就是在夜间进行检修和维护工作而申请的停电。这种停电方式主要针对一些工作量小并且较安全的检修工作，这样的停电方式会导致供电可靠性变低，但是同时也可以减少电能的损失，起到良好的社会效率。

2.2提升人员综合素质

随着社会经济和科学技术的不断发展，配电网络的科学含量也得到极大的提升，人们对配电系统的管理要求也在逐渐提高。这就要求工作人员要加强自身综合素质，不但要熟悉电网规划、设计、运行和维护等工作，还要熟练掌握计算机控制技术和配电网自动化的运行管理。所以，电力企业也必须从人员的培训力度、培训内容和培训方式等入手，不断提升工作和管理人员的综合业务素质。

3提高配网电力工程可靠性的技术措施

3.1完善配电网结构

对配网结构的优化和改造是提高配网可靠性的重要手段，目前我国主要采用的供电模式很难满足电力资源的消耗，造成了供电效率普遍较低的局面。对配网结构进行优化和改造，主要是为了实现“手拉手”模式的环网供电，同时对一些重要的用电户实行“双电源”的供电模式，通过对供电线路半径和负荷的精准控制，达到在发生电力故障时最大限度地缩小停电范围。保障配网运行可靠性的另一个方法就是简化电压等级，可以通过减少降压环节和为不同用户选择合适的供电电压的方式，实现电压等级的最简化。

3.2提高配网抗雷击能力

雷击对配网的安全可靠运行威胁最大，而且配网的大部分设备和线路都处于雷击范围之内，因此提高配网的抗雷击能力对实现配网安全可靠运行的目标有着重要意义。针对一些落雷比较多的地区和线路，可以采取用抗雷击性能较强的瓷横担代替传统的针式瓷瓶等方式提高配网的抗雷击能力。

3.3解决短路问题

闪络引起的电气设备损坏和电力短路是影响配网可靠性的重要因素，因此有必要采取综合有效的措施减少短路现象的发生。例如，对开关室的穿墙套管、支持绝缘子、连接瓶等必须安装防污罩，这样做不仅可以有效提高设备的抗污能力，还能防止小动物引起的设备短路。

3.4缩小故障停电范围

在单端电源供电中的接线方式一般都是树状的放射性接线，因此，当线路中的某个部分发生故障时就会导致全线都会停电。为了有效缩小因线路故障而引起的停电范围，可以在线路中采用联络开关，柱上式SF6开关具有使用寿命长、结构简单和性能优越等特点，在故障发生后能够对非故障线路上的供电进行自动恢复，并且该联络开关还可以作为馈线间的联络装置，提高供电能力，最大限度地缩小故障停电范围。

3.5加快配网自动化建设

配网自动化系统包含通信技术、计算机技术、电子技术、自动控制技术以及高技术配电设备。配网自动化系统能够准确定位线路故障发生点，并且能够对故障原因进行分析，对于瞬时性的故障，还可以做到在故障消失后自行恢复供电。对于永久性故障，系统在接收到遥控指令后能够准确地进行跳闸操作并且隔离故障，实现电网的重构，并为非故障区域进行恢复供电等操作。

4结语

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PLC，全称ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器，是一种以微处理器为核心的数字运算操作的电力系统装置。它是专门为工业现场应用而设计的。采用一类可编程的存储器，相关人员可以在该存储器内部执行相应的逻辑运算、顺序控制等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，实现对各种类型设备的识别或生产过程的控制。PLC技术属于计算机控制技术范畴，其工作原理主要有三个不同的阶段，即输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段。在输出采样阶段，PLC可以依次扫描所有输入状态和数据，并将其存入I/O映像区中的相应单元内，然后转而执行用户程序，控制输出操作；在用户程序执行阶段，PLC可以按照从上到下、自左向右的顺序，依次扫描用户程序，并对扫描到的数据信息进行运算，根据运算结果控制逻辑线圈的状态，以确定程序是否处于正常运行状态；在输出刷新阶段，CPU会发出相应的指令，然后依据I/O映像区数据和相关状态，结合电路封锁功能驱动外部设备的运行，从而实现电气自动化控制。

2PLC技术的优点

作为微机技术和传统继电接触控制技术相互结合的产物，PLC技术克服了继电接触控制系统中机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、灵活性差等缺点，充分利用了微处理器的优势，具体包括以下优点。

2.1功能完善

当前，PLC产品的规模和型号非常丰富，可以满足各种工业控制的需要，而且具有非常完善的逻辑处理和数据运算功能，被广泛应用于各种数字控制领域。

2.2可靠性高

在PLC的生产过程中，采取了先进的内部抗干扰技术，极大地提高了系统的可靠性。同时，PLC具备相应的自我检测能力，一旦发现硬件故障，可以及时发出警报信号，提醒相关人员处理故障，因此，PLC控制系统具备很高的可靠性。

2.3编程语言简单

作为一种工控计算机，PLC的接口相对简单，编程容易，其使用的梯形图语言编程对工作人员的专业技能要求较低，不需要面对复杂的汇编语言，即使那些不熟悉计算机的人员也可以轻松上手。

2.4维护方便

在PLC技术中，以存储逻辑代替了接线逻辑，极大地降低了装置外部的接线数量，减少了系统的建设周期，同时，也在一定程度上降低了设计难度，以便于系统的维护和管理。不仅如此，PLC可以实现在线编程，转变生产过程，被广泛应用于多品种、小批量的工业生产控制中。

3PLC技术在电力工程中的应用

在电力工程中，PLC技术的应用主要表现在以下几个方面。

3.1开关量控制

开关量控制包括以下两方面的内容。

3.1.1断路器控制

在传统的电力自动化控制系统中，对断路器的控制多是采用继电器控制的方式，需要使用大量的电磁继电器，存在许多触点和联接点，进而降低了系统的可靠性。而PLC技术的应用和普及，使得软继电器逐渐代替了继电元件，极大地提高了控制系统的可靠性。在PLC控制系统中，操作人员只需要执行一些非常简单的工作，比如分闸、合闸等，系统就会自动根据实际运行状况，给出正确的操作信号。同时，在系统出现故障时，会自动跳闸，并发出相应的报警信号。而且，PLC控制系统不需要进行复杂的二次接线，可以有效地降低接线失误率，大大减少维护检修的工作量。

3.1.2备用电源自动投入装置

备用电源自动投入装置的主要功能是提高供电系统的可靠性，被广泛应用于大型企业的供电系统中。在原有的备用电源投入系统中，多采用手动或自动供回电线路的方式供电，在投切过程中，会出现几秒钟的断电时间，影响供电的连续性和可靠性。而应用PLC，可以实现对备用电源自动投入装置的控制，可以根据系统的实际情况进行抗干扰，具有可靠性高、操作简单、接线方便等优点。

3.2顺序控制

在原有的电力工程中，控制系统一般都是采用继电器控制，而随着PLC技术的发展，高性能的PLC控制系统逐渐取代了继电器控制。在实际应用中，PLC不仅能够全面调节整个电力工程，也可以控制部分电路。同时，PLC控制器属于远方终端单元，可以利用远程控制的方式控制变电站现场的RTU装置，实现对各种开关状态量的采集和处理，并通过相应的反馈环节获得故障信息，以便及时处理和解决其中存在的问题和故障，以保证电力系统的安全、稳定运行。

4结束语

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现如今的电力电子技术一般分为两类，一类是电力器件装备的制造技术，另一类是电力电子电路的变流技术。相对来说，电力电子器件主要的用途是变换电能和控制电路上。按照是否可控程度来分，分为不可控制性、半控制性和全控制性三种。相对而言，半控制性器件所能负担的电压和电流额度最高，而全控型器件具有较高的可靠性。说到底，电力电子电路的控制是需要用到电力电子器件来进行的，通过信号传递来进行调控。电力电子技术运用到电力企业的生产中可以帮助实现提高资源使用效率的目的，同时能够提高企业的经济效益。

2智能电网对电力电子技术的应用需求

随着我国国民经济的发展，电力事业有了长远的进步，与此同时智能电网因运而生。建设和谐社会发展目标的号召下，智能电网需要依靠越来越多的电力电子技术加以实现，才能进一步保证智能电网稳步发展，更加契合市场经济发展的需求。

2.1完备的电网设备作为支持

现代社会，高科技信息技术发展迅速，在人们生活生产的方方面面发挥着重要的推动作用，提高了人们生活的水平。智能电网的发展离不开现代的电力电子技术作为支撑，如何发挥电力电子技术对于智能电网的积极意义，将智能电网的发展提升到一个全新的高度是值得深思的问题。我国部分地区，电网的设备相对不完善，分电网架构等都比较简单，使得电网的输电功能大大受阻。因此需要对设备不完善的情况加以改进，加强对偏远地区电网的输电装置的改进，保证全国各地都可以正常供电。经济发展速度的加快，使得对电力的需求越来越大，但是实际的电力供应不能完全满足需求。同时我国正在大力建设电网，标志着我国的电力事业将要向着更加复杂、更加全面的方向发展，因此给我国的电力设备的安置提出了更多的要求。但是很多自然灾害，比如说地质灾害、水文灾害等都会一定程度上破坏电网的设施，对人们的日常生活生产都有极大的影响。因此要确保电网系统的正常运行，必要要有完备的电力电网设施作为支撑，以便电力的输入和输出有畅通的设备保障。同时要制定应急方案，以备在发生紧急情况时能迅速恢复遭到破坏的现场设备以及架构设施，使供电设备能正常运行。

2.2严格保证电力输出的质量

伴随着经济社会的深入发展，对电力标准的要求越来越高，所以必须采取措施拓展电网发展的新途径，促进电网发展的不断革新。要想做好智能电网的进一步改革，首先要保证电力的输出质量，更加符合市场经济发展的新局面。然后依托现代的电力电子技术对智能电网的电力资源进行优化整合，从根本上提高电力的质量，最终推动整个智能电网输电效率实现质的飞跃。

2.3运用可持续发展的理念来促进和谐发展

资源利用率低一直是困扰各个电力企业生产发展的重要问题，因此要想真正实现企业的深层次发展，必须要重视提高资源的利用率，节约生产成本开支。因此风能、太阳能、光能等可再生资源应该得到更加充分地利用，发挥好这些资源在产生电能方面的积极作用，建立健全智能电网体系。运用可持续发展的新理念，大力加大对可再生资源的开发投入，将开发和输送电力的体系密切结合在一起，实现资源的绿色使用。

3电力电子技术在智能电网建设中的应用

3.1高压直流输电技术的应用

电网的建设是为了更好地传输电力，其中直流输电系统是必不可少的，并在其中起着关键作用。所谓的直流输电系统指的是将发电系统和用电系统中的交流电，通过变化装置将其装换成为高压直流电而后输送到直流输电线路中，输送达到目的地之后直流电会经过逆变器再将高压直流电转变为交流电，最终经过环流变压器将电能输出的整个过程。相对于交流电，直流电的输送有着更大的优越性，可以打破远距离的限制，甚至在发生输送故障时对整个电网的影响力度较小。总而言之，智能电网中采用高压直流的输电技术,可以克服远距离的输电困难，并且可以进行大量的电能传输，满足人们日常的生产和生活需要。

3.2柔性交流输电技术的应用

科学发展观的指导下，柔性交流电技术是节约资源、保护环境最适合的选择。它是微电子技术、传输技术以及通信技术的综合。最大的优势是可以对电网系统中的交流电进行各种形式的变形以及拓展，最大程度地提高电网系统的稳定性以及延展性。在我国的智能电网中，特高压输电是最常用的技术，要将新能源的利用区别开来，并且应该综合考虑柔性交流输电技术的应用结果将其纳入重点的技术应用范围。只有从意识上重视柔性交流输电技术，运用现代技术相结合使用才可以切实有效地把智能电网中所需要的电力参数进行整合，从而避免造成线路损坏，维护电网输送系统的安全性。

3.3智能开关技术的应用

一般来说，智能开关由壳体、分开关和电源开关等几部分构成。电源开关是对整体电网的控制，而分开关则是构成整体线路的组成部分，可以起到部分过流和预防漏电的作用。这样做的目的是更好地防止局部分开关发生故障而并不会对总开关产生影响，保证电网稳定发展，不对电器设备造成严重的破坏。现代高科技技术的推广，使得开关技术更加先进，能有效克服传统的开关的弱点，促进智能电网开关更加符合电网发展的新趋势。

3.4高压变频技术的应用

高压变频技术可以实现节电的效果，最大节电率可以达到30%。但同时也存在着一些劣势，相对于其他的技术应用来说，高压变频的成本较高。在正常的应用中，高压变频技术会起到很好的节能减排的作用，能很好地促进工业生产的绿色节能。除此之外，高压变频技术要想有更好的发展前景，必须还要拓展新的结构形式，在性能、工艺、控制等方面都可以引领高压变频技术发展的新方向。

4结语

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1．1高压直流电网的技术发展

 欧洲专家介绍了近海岸直流电网示范工程的研究结论，这项研究工作包括近海岸间歇性能源，直流电网经济，控制保护等问题。两个著名硬件设备开发商参与了该项目，完成用于测试控制技术开发的低功率模拟器，并证明保护算法可用于直流电网，开发出了基于电力电子和机械技术创新的直流断路器；另有专家提出了利用有限的直流断路器操作，设计具有故障清除能力直流网络，模拟研究表明使用直流断路器可迅速隔离直流侧电网故障，即可在点对点的电缆方案中使换流器继续支撑交流网络。针对此问题，中国专家发言指出可采用全桥型子模块拓扑结构来清除直流侧故障，实现与电网换相换流器（LCC）相同的功能。德国专家提出了关于采用电压源换流器（VSC）的交直流混合架空线运行的特殊要求，虽然混合运行可提高现有输电通道的容量，但存在一系列挑战，包括利用可控、有效的方式实现多终端的操作管理，交直流系统的耦合效应，直流电压和电流匹配原则以及机械特性差异等。韩国专家提出了用于晶闸管换流阀的新型合成运行试验回路，该回路可向测试对象施加试验用交、直流电压和电流脉冲，并配置了可在试验前给电容充电的可控硅开关，以及为试验回路中晶闸管门极提供触发能量的独立高频电源。

1．2可再生能源的并网

美国专家提出了近海岸高压直流输电系统设计方案的可靠性分析方法，研究了平均失效时间和平均修复时间等可靠性指标，并结合概率（蒙特卡洛）技术来评估风速波动对风电场的影响，且评估不同的系统互联、系统冗余以及使用直流断路器与否等技术方案的能量削减水平，提议将能量削减作为量化直流电网可靠性的指标。为设计人员选择不同的技术方案、拓扑结构和保护方案提供依据。近海岸直流输电换流站选址缺乏相关的标准、项目参考及工程经验，难以给项目相关者提供合理的建议，并且可能会在项目的开发过程中引入风险。挪威专家针对此情况提出了一种从石油和天然气行业经验总结得出的技术资格要求，将有助于更加快速、高效、可靠地部署海上高压直流输电系统。

1．3工程项目规划、环境和监管

哥伦比亚和意大利专家提出了哥伦比亚与巴拿马电气互联优化设计方案，初步设计方案额定容量为600MW／±450kV，经过综合比较，方案优化为300MW／±250kV，400MW／±300kV的双极结构，并使用金属回线作为最佳的技术和经济解决方案。线路长度由原来的600km变为480km，但考虑到哥伦比亚输电系统的强度问题，决定保留原来的输电路线。贝卢蒙蒂第一条800kV特高压直流输电线路项目规划构想了额定参数为2×4GW／±800kV双极结构，直流线路长2092km，连接巴西北部与南部的直流输电工程方案；印尼第一条Java－Sumatra直流输电工程，额定参数为3GW／±500kV，双极结构，直流线路包含架空线和海底电缆，考虑采用每极双十二脉动换流器和备用海底电缆来提高系统的可靠性和可用率；太平洋直流联接纽带介绍了延长太平洋北部换流站寿命的最佳方案，将原有的换流器变为传统的双极双换流器结构，但保留多余的2个换流器阀厅，现以3．8GW／±560kV为额定参数运行。

1．4工程项目实施和运行经验

新西兰和德国专家提出“新西兰直流工程新增极3的挑战和解决方案”，该工程不仅要保证设备能承受较高的地震烈度，保障其在弱交流系统中安全稳定运行，还要设计合理的设备安装地点，以及新建极与原有极的一体化控制保护系统；巴西互联电力系统的Madeira河项目中SanAntonio发电厂对400MW的背靠背中第一个模块及额定参数为3．15GW／±600kV双极中的第一极进行充电，工程因交流系统没有足够的短路容量而延迟工期，后通过安装500kV／230kV联接变压器得以解决。印度的Champa－Kurukshetra±800kV／3GW高压直流工程首次在特高压输电工程中采用金属回线返回方式运行，输电线路长1035km，远期增加容量3GW，双极功率传输容量可达6GW；法国与西班牙东部互联案例中采用双回VSC－HVDC馈入交流网络，研究认为VSC－HVDC是首选的技术解决方案。

2FACTS装置及技术应用

2．1可再生能源并网

丹麦专家开发了多电平静止同步补偿器（STATCOM）通用电磁暂态模型，并基于伦敦Array风力发电厂多电平STATCOM现场测量和电磁暂态仿真结果对比研究进行了验证，仿真结果与现场测量结果比较相符，并显示出良好的相关性。

2．2提高交流系统的性能

加拿大专家提出了用于工程规划的通用VSC模型，开发了基于PSS／E的稳态和动态模型。验证了该模型部分交流侧和直流侧故障，结果表明具有良好的相关性，可在新的工程规划和规范研究中应用。伊朗专家提出了分布式发电并网中基于自适应脉冲VSC的新型控制方法，与另外两种控制方法相比，谐波补偿和电能质量改善比较表明，分布式发电中谐波含量减少，从而减少谐波注入交流网络。“智能电力线路（smartpowerline，SPL）实验研究项目”引入了在架空输电线路嵌入微型变电站的概念。电源交换模块，保护模块和在线监测系统可使输电线路变得更智能，该技术还可以用于管理功率潮流和额外参数测量。

2．3FACTS工程项目规划、环境和监管

印度专家进行了动态补偿装置在印度电力系统的配置及选址研究，以易受故障扰动影响的印度西部地区为重点研究区域，并提出了无功功率控制补偿器的最佳位置和动态范围。

3电力电子设备的技术发展

3．1直流断路器、直流潮流控制器和故障电流限制装置

Alstom进行了120kV直流断路器的开发和测试研究，该断路器包括电力电子元器件，超快速机械断路器，串联电容器和避雷器等重要组成部分，可在5．3ms内开断电流。ABB提出混合型直流输电工程断路器为未来高压直流系统的解决方案，描述了混合直流断路器的详细功能、控制方式和设计原则，混合断路器的核心部件同样为超快速机械断路器。ABB的专家还提出了低损耗机械直流断路器在高压直流电网中的应用，其可替代混合直流断路器，开断参数最大为10kA／5ms。断路器包含电磁制动器、并联谐振电路，已完成一个额定参数为80kV的断路器样机，并成功通过了开断目标电流的试验。

3．2新型半导体设备和换流器拓扑

电力技术论文范文8

电力自动化技术是将信息处理技术、网络通信技术和现代电子技术融合在依然体的综合技术，为电力系统的平稳运行提供良好的条件。当前电力工程自动化技术是电力技术的重点内容，在电力很多方面取得了很多的应用，保证电力装备和工程的安全，降低事故的发生率。

2电力工程自动化技术发展要求

电力自动化技术在应用中要求电力自动化技术符合电力系统设计的要求，能够保证原有电力系统不会因为自动化技术的引入降低稳定性、安全性等。当前自动化技术的应用并没有实现智能化发展，还需要以进一步的完善和提高安全性能，减少安全事故的发生率。在电力自动化系统运行中，要求能够通过数据的收集和处理实现故障的查询功能。从经济学角度分析，电力工程自动化建设中必能产生过大的造价，这些是电力工程自动化建设和应用的基本要求。电力工程运行中继电保护系统起到了重要作用，因此在建设电力工程自动化中需要保证继电保护装置的质量，遵循科学设计的原则，配置合理的原则，保证电力系统的安全运行。在微机保护装置的应用中，二次回路的假设以及网络线的建设都需要设计避雷针，安装过程中继电保护以及相关设备的连接需要牢固，避免因为受到外力而损坏。

3电力工程自动化技术的应用

电力工程自动化技术的应用综合使用通信技术和电子技术，实现远程监控和监视管理，现分析电力工程自动化技术的应用。现场总线技术是指连接电力工程仪表控制设备与智能化资方装置，形成一体化的信息网络技术，能够将计算机、数字通信以及智能传感器融为一体。现场总线技术在电力工程中得到广泛的使用，变送器所控制的总共电量通过现场总线技术收集，产生信息控制，传送到主控计算机中，计算机通过数学模型判断，在将指令传送到控制设备上。在电力工程中，现场总线技术的应用通过控制来处理被控设备的信息，将信息与计算机连接，实现控制整个电力系统，大大提高了工作效率。现场总线技术在电力自动化中的应用，实现了上位机与前置机的相互配合，能够控制电力工程，通过仪表控制电力设别，最终实现控制整个电力工程的目的，充分满足了多样化数据以及系统需求，实现各个信息的共享和交换，使电力系统的建设更加完善。电力工程自动化技术自动对象数据库技术的应用主要是针对监视系统而言，利用电力系统的对象函数以及监视功能等实现电力自动化技术的应用。电力自动化技术的应用实现监视和控制数据库的作用，极大的节省了数据处理的程序，减少了人工造成的实物，大大提升数据处理的准确性和速度，充分发挥出数据管理的功能，随着自动化技术的发展，自动对象数据库技术应用将会更加广泛。柔性交流输电广泛使用在SCV工程中，总容量超过了100GVar，我国对这方面的应用的设备主要是西门子公司生产，采用柔性交流输电系统能够解决无功功率以及电压的波动较大的问题，提高母线电压稳定性。当前在电力系统中，功率半导体器应用非常广泛，如固态变压器、柔性交流输电、静止无功补偿等，固态变压器是电力自动化系统设计中的核心技术之一，具有自我监视能力强以及重量轻等特点。柔性交流输电能够实现大容量电能的变化，有效改善电能质量，是实现电力工程自动化技术的基础。光互连技术在电力工程中的应用主要表现在探测器功率的限制、数据采集以及数据计算等方面。光互连技术的应用能够保证探测器不受到电容器负载的影响，也不受到平面限制的影响，提升系统的集成度和监视功能。采用电子交换技术能够使电力系统的调节更加有效。光互连技术本身具有较强的抗电子干扰能力，因此这项技术的使用能够提高处理器的干涉能力，有利于数据的传输通信，提高电力工程的可靠性和安全性。除了以上几种作用之外，光互连技术还具有数据处理、数据计算以及数据采集等功能，技术使用更加具有灵活性，画面更加清晰，在电力工程中发挥了重要作用。

4发展趋势

电力工程自动化技术的发展虽然建立在电力科技的发展上，但是也需要服务于电力工程，在未来的发展中，需要高度融合和统一各部门资源以及信息的建设，形电力工程内部资源的有效组合。随着科技的发展，电力工程自动化技术将会向着以下几方面发展。在电网调度技术方面，电力自动化技术核心系统是计算机的控制。电网调度是信息技术和控制技术方面的主要应用表现，能够实现采集、显示和整理信息功能，保证电网处在良好的运行状态中，方便调度人员全面的掌握电网运行。电网调度技术自动化技术的发展，极大地加强了电力工程的监控措施，能够更好地处理突发事件，为电网的安全与性提供帮助。变电站技术的自动化也是电力工程自动化技术发展的方向，变电站技术的自动化通过通信技术和计算机来实现，能够重新组合电力系统，优化电力系统的设计，为信息的收集和处理提供更加全面的帮助，更好地监控电力系统的运行。除了以上两种发展趋势之外，配电网技术也会逐渐形成自动化，这方面主要表现在配电网的改造方面，配电网的改造提高网络化程度，使电力系统得到更广泛的使用。电力工程自动化技术将会向着分布式和模块式发展，解决数据交换的异构问题，电力自动化技术的发展会逐渐实现变电站的无人值守管理模式，能够通过远动系统实时监控电力系统的运行状态，保证电力系统的安全性。智能化也是电力工程自动化技术的发展方向，智能化技术的设计，能够进一步的融合通信技术以及监视技术等，更好地为电力生产和运行管理提供服务。

5结束语