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电力电子技术的发展范文1
【关键词】发展 电子 电力 技术
随着高新技术的发展，电力电子技术的发展也为电力行业带来了新鲜血液，为电力行业朝着更高方向发展提供了基础。但它不仅仅只是应用于电力行业，由于时代科技的发展，各学科间的边缘越来越模糊，由此也决定了电力电子技术并不是一个完全独立的学科技术，与它关联的有材料科学、微电子技术及控制理论等，也就是说电力电子技术已经慢慢地渗透进各个工业部门。
1 电力电子技术的发展历程
如果说晶体管的诞生标志着固态电子时代的来临，那么晶闸管的问世就把电子技术带上了飞速发展的轨道。随着高技术的发展，电力电子技术发展速度也越来越快，更多的领域开始应用这一技术，其作用可以从我国经济的发展看出。纵观电力电子技术的发展史，我们可以看出其经历了三个阶段：晶闸管时代、逆变时代、变频时代。接下来，笔者将从这三个阶段分别进行描述。
1.1 晶闸管时代
晶闸管时代也称晶闸管整流时代，晶闸管整流管在20世纪60和70年代得到了长足的发展，当时都是通过50HZ的交流发电机来提供较大功率的工业用电，其中直流形式的电能消费占了百分之二十。在当时，我国很多电厂都需要把交流电转化为直流电，这就催生了大功率硅整流器和晶闸管，它能高效的完成直流电的转变。这也造就了晶闸管整流时代。
1.2 逆变时代
到七十年代以后，自关断器件登上了历史舞台，随之也带来了电力电子技术逆变时代。所谓“逆变”即是将直流电转换成交流电。世界范围内的能源危机，普遍提高了人们的节能意识，大众普遍使用交流电机，因为更加节能。所以电力器件包括GTO、GTR，还有就是大功率的逆变晶闸管。
1.3 变频器时代
上述的逆变时代，虽然完成了逆变和整流的功能，但是其工作频率相对来说比较低，满足不了人们逐渐扩大的需求。所以，到80年代后期出现了集成电路。这种大规模的集成电路主要特点是将高压大电流技术和精细加工技术融为一体，标志着现代电力电子变频器时代的到来，标志着传统电力电子技术的升级。这时期的电力电子器件走复合化的道路，各器件的结构也越来越紧密，因为结合了各类器件的优点，显得功能也越来越强大。纵观世界现状，电力电子技术的发展方向将是高频化。
2 电力电子技术在现实社会中的运用
我国正在由 “工业经济”模式向“信息经济”模式转变过程中，在转变中电子技术的发展将起到了基石的作用。因为高新技术的发展需要电子技术。它将传统产业和信息产业结合起来，促进了信息业的飞速前进。如今，很多高性能的电力变流装置已经被人们接纳，并且广泛的投入使用。这不仅促进电子行业的发展，而且还有利于促进其他相关行业发展，比如前面所讲的自动控制技术，就能够为其发展提供便利。未来的电力电子技术的应用领域还会拓宽，并将在经济发展中占据不可忽视的地位。下面，笔者将从五个方面分析电力电子技术在现实社会中的应用。
2.1 传统改造业
在传统产业的环境中，有很多不利于人体健康的因素，人们往往要在恶劣的环境中进行高强度的工作。电力电子技术的出现大大的改善了这一状况，它能把电能转化成劳动力，把智能工作室带进工厂，减轻工人们的工作负担。像化石燃料电站类的行业，工人们通常都是在危险的环境中作业，电力电子行业的出现，给此类行业的工作带来了极大的便利。
2.2 家用电器
电力电子技术也逐渐的普及到各家各户中，如变频空调、荧光灯等等。这些家用电器为家庭生活带来极大的便利的同时也相对的节约了家庭开支。比如，变频空调能够节约百分之三十的电量。除了这些之外，居民家中的电器，比如冰箱等都需要电力电子技术。电力电子技术为人人们带来更多的空余时间去享受生活。
2.3 交通运输
交通运输系统很庞大，我们享受到的便利交通正是电力电子技术的支持，比如交通中采用直流机，采用变频装置的交流机车，就能够为交通运输带来与传统交通所不同的优势。除了机车外，还有飞机轮船等也需要通过电力电子技术的支持。就算是如今各大高楼林立中的电梯也都采用交流变频调速。在交通运输界，电力电子技术已经毫不意外的成了一颗众家热捧的“新星”。
2.4 一般工业
现代化的工厂中随处可见自动化的机器设备，这就需要强大的电力系统，所以各工厂几乎都采用交直流电动机供电，尤其是交流电机，已经逐渐占据各工厂的主导地位了。不管是多大的电都可以使用电力电子调速技术，一些低技术的设备比如大型鼓风机，也可通过采用变频装置来提高性能和效率。
2.5 电力系统
电力系统的发展能够推动国家的发展，电力系统也需要电力电子技术，所以，当前的电力系统广泛采用该技术。配电系统的不稳定为我们带来很大的烦恼，电力电子装置可以在发生意外的情况下有效的控制电能质量，达到改善电力系统供电质量的目的。
3 结语
总而言之，电力电子技术是一个有着极大发展潜力的朝阳产业，自上世纪以来经历了五十多年的发展历程，在其理论研究及现实应用领域已经取得了一定的效果，也具有了一定的生产规模。以“变频技术”的为核心电力电子技术的广泛运用为人们带来了极大的便利，极大限度的拉动了国民经济的增长。可想而知的是，在不久的将来，电力电子技术将如太阳一样普照世界。
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作者简介
刘娜（1976-），女，河南省镇平县人，本科学历，工程师，研究方向为技术监督专业。
电力电子技术的发展范文2
【关键词】电力电子技术 功率器件 逆变 能源
在当前社会中，电力电子技术已经深入到我们的所有生活中，如电力、汽车、通讯、机械制造、纺织工业、家电、铁路、航空等领域。而在新世纪的发展中，伴随着新技术、新科学的发展，尤其是现阶段电子电力工艺的快速发展，这给我国的电力以及其他行业带来的巨大的影响，而随着科技的融合，我们电力电子应用领域也越来越多，这将促使我国快速进入智能电子电力时代。
1 电力电子技术的应用
1.1 电力技能部分的应用
在现阶段我国社会的发展中，电力与工业能源的结合越来越多，而由于我国社会的发展，电力的开发正在向着一个高效、节能、环保的情况发展，而正是因为这些优点，电力在现代工业中得到广泛的应用。根据有关部门的统计，在近几年，我国的工业用电使用量以每年15.9%的比率增长。但是在一些发展中国家中，由于科学技术的不到位，供电结构不合理，造成了大量的电力浪费。其不仅效率低，而且还污染严重。尤其是现阶段全球不可再生能源的浪费严重，这就使我们要迫切的提高电源利用效率、降低能源消耗。
1.2 改造传统工业
电力电子技术是使用弱电子原件作为控制，来连接电力设备和计算机的，这就是电力电子技术将传统的电力产业和新兴的科技产业结合到一起。在电力电子技术的管理应用中，可以将许多的劳动密集型工作和环境恶劣的工作交由计算机进行处理，这就极大的降低了工人的工作难度。而且通过车间化和流水线化，来将实际的电力生产维护转移到工作室中，这就大大的提高了劳动效率，还能节约企业的人力资源，这就既解决了企业的安全生产问题也解决了企业的工作环境问题。
1.3 家用电器中的应用
电力电子技术不仅在传统的工业中有着极大的运用，也在那些与我们生活息息相关的部分带来了巨大的改变，电力电子技术可以对家具小家电进行改变，将自动化和智能化引入到生活中，从而减少我们的家务劳动量，如对洗衣机的洗涤、漂洗、甩干、烘干等功能进行智能的设定，就可使我们在使用过程中一键式操作。而洗碗机更是能够快速卫生的对餐具进行清洗。而高级的电子变频技术更是广泛的被应用到空调和热水器中。这不仅降低了生活能耗，还便利了我们的生活。
1.4 再生能源发电的应用
在现阶段全世界的能源格局中，主要仍然以不可再生能源为主体，而对于太阳能、风能、潮汐能、生物能等新型能源的发展还处在一个发展的阶段。而新型的能源不仅具有绿色环保的特点，还有永不枯竭等优势。更能降低二氧化碳的排放量，从而减少温室气体的排放。而在一些新型能源的建设中，具有建设周期短、见效时间长、投资便利、社会效益高的特点。而随着变频调速技术在现代电力电子技术中的快速发展，其在风里发电中有着非常广泛的应用。现阶段我国的风力发电技术不仅将先进的空气动力学和电子技术还有机械技术融合在一起。而在风力发电中，电力电子技术更是有着不可缺少的贡献，对于其中的各项技术都有着重要的作用。
我国作为水利资源大国，在水利的的应用上也在不断的发展，现阶段我国的水利电能有着6.67亿千瓦的存储量。而其中有着一半以上有待开发，但是现阶段我国的实际发电量仅仅为19200亿千瓦时，在一定程度上还有很大的发展空间。由于水利发电存在枯水期和丰水期，这就使发电量在汛期和其他时间有着很大的不同。所以这就需要通过电力电子技术将发电机发电时的传统发电方法改变为超低变频发电技术。这不仅能够加大了枯水期水位下降的发电量，还能稳定发电周期。而光伏技术更是有着巨大的发展潜能。由于太阳能是目前全球最理想的绿色能源，这就使我们无论是使用独立的电力网络或者是进行并网传输，都有着一个稳定的电力输送，而通过电力电子技术通过将追踪软件和其他的提升发电效率的功能通过数字进行控制，从而使其能更好的为我们社会服务。
2 电力电子器件的发展方向
电力电子发展有着几十年的历史，从最开始的半导体技术到现代的集成电路板技术。晶闸技术在电力电子技术中有着重要的角色，从十九世纪七十年代开始，晶闸技术就将产品从低电压小电流一直做到高电压大电流。可以当之无愧的称之为第一代电力电子原件。
随着科学技术的发展，半导体的工艺水平逐渐提高，先后开发出GTR、GTO等新兴二代电力电子器件。而最近几年出现第三代电力电子器件更是向着一个高速度、高容量、低能耗的目标发展。随着现阶段大规模集成电路的出现，电子技术正在此为根基形成了就理论、实践、开发等全面的高科技学科，成为了国际社会上的新型技术。
目前在世界上有许多的大型科技公司研发出了IPM智能化功能模块，而如东芝、三菱等企业已经有了一个完善的产品。在日本新电元公司的IPM智能化功能模块，不仅将功率芯片在内部进行集成，还能降电路检测、驱动电路等技术来讲主要电路的功能简单化。更是通过IGBT来使开关速度进行提高、驱动电流减小。并且通过内部集成的传感器，全面的对系统软硬件进行保护。
由于我国的电力电子技术起步落后与西方发达国家，这就使我国在半导体器件的研发和生产上就落后。在新时代国际电力电子迅速发展崛起的新时代，中国如果在电力电子技术上不能与世界同步进行发展，就会给我过的经济发展带来严重的影响，甚至影响到我国的高精尖科技技术，所以我们更要努力的发展我国的电力电子技术，以为我国的经济做出贡献。
参考文献
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电力电子技术的发展范文3
【关键词】电力电子技术；电子系统；应用及发展
电力电子技术是计算技术在电力系统中的具体实现，随着电力系统计算机化和信息化的水平不断提高，电力电子技术在电力系统中的作用也越发明显。简单的说，电力电子技术就是通过计算机技术将强电和弱电进行有效的组合，它是计算机应用技术、电子技术、电路技术还有电力控制技术为一体的服务性的技术。笔者就电力电子技术在我国电力系统中的应用和发展进行了重点阐述，说明电力电子技术在电力系统中的重要性。
一、电力电子技术的发展
1.电力电子技术的产生
电力电子技术的产生要追溯到上世纪50年代时期，电力电子技术的产生是以晶闸管的问世为里程碑的。作为现代电力系统中的重要传动技术，电力电子技术在晶闸管的基础上可发出了可控硅整流装置，可控硅整流装置的问世，代表了电力系统传动技术的一次巨大的跨越。从此以后，电能的变换和控制正式步入了电力电子器件构成的变流器时代。所以说，电力电子技术的产生是以可控硅整流装置为标志的。
2.电力电子器件的发展
电力电子技术产生自以后在电力系统中有了十足的发展。第一代的电力电子器件主要以电力二极管和晶闸管为代表。第一代电力电子器件的特点是体积小、耗能低。在电力电子技术产生以后其迅速的取代了原有电力系统中的老式汞弧整流器，为电力电子技术的推广和发展奠定了良好的基础。同时，电力二极管对于电路系统中电路性能的改善作用十分明显，它在降低电路损耗和提高电源使用率方面也各有建树。
电力电子技术发展到现在，整流二极管的种类各式各样，功能也各不相同。随着电力系统的不断发展，第二代电力电子器件在上世纪79年代产生，第二代电子电力器件的特点是具有自动关断能力（例如可关断晶闸管和静电感应晶体管等）。第二代全自动可控型的电力电子器件较第一代晶闸管相比，开关速度有了明显的提升，可以用于开关频率较高的电路中。
第三代电力电子器件的产生是在上世纪末90年代，随着电力系统的不断建设和发展，电力电子装置的结构和体积得到了进一步的改良，第三代电力器件的体积更小，结构也更为紧凑。并且出现了将几种电力器件相结合的电子模块形式，为电力器件的发展和使用创造了很大的方便。后来，又在集成模块的基础上，把应用于控制电力技术中的多中国电力器件相组合，构成了集成电路。功率集成电路的出现，标示着电力电子技术迈向了高频化和标准模块化以及集成化和智能化的新时代。
电力电子技术的产生至现在，以电力电子器件的变革为历程，经历了以上三个阶段。目前，电力电子技术正向着以高频技术处理问题为主的现代电力电子技术方向发展。在实现高频技术的基础上，更增加了节能、环保、自动化、自能化等特点。
二、电力电子技术在电力系统中的应用
1.电力电子技术在发电环节中的应用
电力电子技术在发电环节中的应用，主要体现在发电机组的励磁控制和变频调速上。在我国范围内乃至全球范围内的各个大型电厂发电机组中，运用的最为普遍的就是静止励磁系统，电力电子技术的发展，使电子技术取代了励磁控制中的励磁机环节，使静止励磁实现了简单的控制构造和高性能低成本的运作。同时由于电子技术代替了励磁机的环节，使静止励磁能够对自身进行迅速有效的调节，提高电力系统的运作效率。
其次，电子技术也普遍应用在电厂发电机组的变速恒频励磁上。由于在水力发电中，水源头的压力和单位时间内水力的流动量对水力发电的效率产生着影响，水力发电机组的运转速度也在随着水力的压力和流动量不断变化。同样的道理也发生在风力发电和活力发电当中。因此，对发电机组转动的励磁电流频率进行调整，使发电机组的电流频率同转速通过电子技术达到一致，保证发电机组实现最大功效的运作，变速恒频励磁技术就是其中的代表。
同时，电子技术也应用于电厂的风机水泵的变频调速上和太阳能发电控制机组的控制系统中。在电厂的电力生产过程中，由于发动机组等设备对于发电量的损耗相对较大，考虑电力生产中节约能源的要求。在高压电和低压电的转换过程中，使用风机水泵变频机替代原有的变频器，改变电能转换过程中耗能大效率低的问题。这一技术还在不断完善和摸索中，还需要电力研究工作者不断的努力和创新。
而在太阳能发电的控制系统中，电子技术的作用尤为突出，太阳能作为21世纪被广泛重视的新型能源，发展太阳能发电产业是整个国家乃至全世界的战略目标。然而由于太阳能发电本身的功率过大，在使用太阳能发电机组发电的时候，需要将生产出来的电能进行转换，这个时候就需要大功率的电流转换器。而电子技术能够很好的解决这一问题。
2.电力电子技术在输电线路中的应用
电力电子技术在输电线路中的应用主要体现在柔流电技术、高压直流电技术以及静止无功补偿器等上。
（1）柔流输电技术
柔流输电技术（FACTS）产生于上世纪的80年代，主要以柔性的交流输电设备为表现方式广泛应用于输电线路中。在电力的输送过程中，由于传统电力功率的控制方法过于粗糙，无法实现在输电过程中对于电能的调整，使输电过程中产生大量的电力损耗和高昂的输送成本。而柔流输电技术的主要内容是在输电线路的重要部位使用电力电子控制装置，对输电系统中的各项参数进行适时的控制，以实现输送过程中电能功率的合理分配，降低书店过程中的输送成本和电能消耗，大幅度的提高电力系统的稳定性和可靠性。
（2）高压直流输电技术
高压直流输电技术在输电系统中的主要实现是以晶闸管为代表的。晶闸管是电力电子技术发展的一个重要发明，自从晶闸管产生并被尝试应用于直流电的输电系统上，晶闸管换流阀就一直应用于输电系统中的直流电输送中。在这之后又出现了具有可操作的电力输送控制器，例如GTO、IGBT等等，可操作的电力系统输送设备为电流的转换过程减少了交直转换变压器的使用，为电厂的电能生产减少了生产成本，加强了电流交换设备在电力系统中的竞争力。
（3）静止无功补偿器
静止无功补偿器（SVC）在上世纪70年代被广泛使用电力系统之中，静止无功补偿器在电力系统中被广泛应用于负荷补偿和输电线路补偿当中，在大功率的输电网络中，静止无功补偿器主要起到的是控制电压的作用，也用于提高系统的稳定性和阻尼等。静止无功补偿器的设计不包含旋转部件，它不使用大容量的电容器，所需要的无功功率通过电感器来获得，静止无功补偿器通过对电抗器进行迅速的调控，能够实现发出无功功率到吸收无功功率的平滑转变，特别适用于中高压输电线路中的无功补偿工作。
3.电力电子技术在配电过程中的应用
要使配电系统能够配送出高质量的电力资源，需要在配电过程中满足配电频率、电压以及在谐波上满足相应的条件，同时，在配电过程中需要阻止电能的各种不稳定的波动和影响。这个过程中，电力电子技术作为配电环节的质量控制部分，以用户电力技术和FACTS技术为实现形式。FACTS技术在前文已经提及，它是通过在配电线路中增设电力电子装置，加强对与电压，电流和功率的可控性，调控电力传输能力的技术。
用户电力技术解决的是配电系统中既时发生的需要马上解决的重要问题，主要复负责配电系统在配电过程中的安全性和稳定性，用于保证配电输电过程中，电力能源的质量。而FACTS技术则更为倾向于配电系统中对于电能的输送能力和有效控制力。FACTS技术和用户电力技术都是针对配电系统开发出的新型电力电子技术，两者的构造和工作原理大致上相同，随着电子技术的不断发展，在近些年，FACTS技术和用户电力技术在一定程度上已经逐步同步并合用，其中比较具有代表性的就是定制电力（DFACTS）技术。
4.电力电子技术在电力系统节能方面的应用
电子技术在电力系统节能方面的应用主要体现在两个方面，分别是：变负荷电动机调速运行方面和提高电能使用率方面。电厂生产电能和配送电过程中，常常产生大量的电能浪费。上文已述，电厂在生产电能的过程中，由于发电能源的变化，发电机组不能够很好的实现配合，会产生无功功率的浪费现象。通过对变负荷电动机的运转速度进行调整和控制，能够实现电能的良好生产和配用。这项技术在国外已经比较成熟，但是我国仍然处在研究和探索的阶段。但是，变负荷电动机在实际的应用中也存在不可忽视的缺陷，变负荷电动机在控制和调控运转速度方面适用的发电机组较为广泛，在实际运行中的工作效率也十分准确。但是变负荷电动机的生产和配置成本较高，而且在工作过程中对电网的影响较大，只适用于中大型电厂。同时，我国电力系统现用的电力设备，在配送电的过程中，对于电能的损耗和生产的成本较高，对于电能的质量影响较大。而电子技术能够通过在配送电系统中增设可控设备，对配送电过程中的电能进行调控，保证电能的质量和稳定。
三、总结
电力电子技术在电力系统中的应用和发展对于电力系统的建设和发展起到了里程碑的作用。随着计算机技术和电力技术的不断发展，电力电子技术也在不断的吸收新的技术不断的发展。然而，作为一种处在发展过程中的电力控制技术。电力电子技术在电力系统中的应用和稳定性还远远不能够达到电力电子技术的设计要求。如何实现电力电子技术在电力系统中应当起到的控制作用，我们要从电子设备的革新和电力电子技术的不断发展上谋求出路，不断的探索和发展电力电子技术对于提高电力的生产质量，减少生产成本和配送损耗，实现电力系统的经济效益，有着重要的意义。
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电力电子技术的发展范文4
关键词:电力电子技术;经济影响;可再生能源发电
中图分类号:TP391文献标识码:A
文章编号:1674-1145(2009)27-0010-02
一、电力电子的含义和任务
从学科的角度讲，电力电子的主要任务是研究电力电子(功率半导体)器件、变流器拓扑及其控制和电力电子应用系统，实现对电、磁能量的变换、控制、传输和存贮，以达到合理、高效地使用各种形式的电能，为人类提供高质量电、磁能量。电力电子的研究范围与研究内容主要包括:(1)电力电子元、器件及功率集成电路。(2)电力电子变流技术，其研究内容主要包括新型的或适用于电源、节能及电力电子新能源利用、军用和太空等特种应用中的电力电子变流技术;电力电子变流器智能化技术;电力电子系统中的控制和计算机仿真、建模等。(3)电力电子应用技术，其研究内容主要包括超大功率变流器在节能、可再生能源发电、钢铁、冶金、电力、电力牵引、舰船推进中的应用;电力电子系统信息与网络化;电力电子系统故障分析和可靠性;复杂电力电子系统稳定性和适应性等。(4)电力电子系统集成，其研究内容主要包括电力电子模块标准化;单芯片和多芯片系统设计;电力电子集成系统的稳定性、可靠性等。
从工程应用的角度看，无论是电力、机械、矿冶、交通、石油化工、轻纺等传统产业，还是通信、激光、机器人、环保、原子能、航天等高科技产业，都迫切需要提供高质量的电能，特别是要求节能。而电力电子则是实现将各种能源高效率地变换成高质量电能、节能、环保和提高人民生活质量的重要手段，它已经成为弱电控制与强电运行之间，信息技术与先进制造技术之间，传统产业实现自动化、智能化、节能化、机电一体化的桥梁。电力电子的突出特点是高效、节能、省材，所以电力电子已成为我国国民经济的重要基础技术，是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。因此，无论上述诸多高技术应用领域，还是各种传统产业，乃至照明、家电等量大面广的，与人民日常生活密切相关的应用领域，电力电子产品已无所不在。由于目前我国还没有形成独立自主的、完整的、强大的电力电子的产业体系，因此它已成为制约我国建立独立自主的现代科学、工业和国防体系的瓶颈之一。
二、电力电子技术对社会经济的广泛影响及其重要性
下面结合可再生能源发电、分布式发电、电力质量控制、电力牵引和电机驱动、国防和前沿科学技术等实例，进一步具体说明电力电子技术在这些经济领域中的广泛应用及其重要性。
(一)可再生能源发电
可再生能源(R E)主要包括风能、太阳能、生物能和地热能等。各种能源由于其转化为电能的方式不同，将其送入电网时必须应用电力电子技术按用户的要求对其进行调整和控制。天然气虽然不是可再生能源，但它通过提炼转化为氢气后，再通过燃料电池转化为电能，对环境零污染，也可达到绿色能源的要求。诸多系统中直流-直流变流环节、储能控制环节、直流-交流逆变环节和并网控制环节均不可缺少电力电子技术。
值得指出的是，大部分可再生能源直接产生的能量通常是不稳定的。以风能为例，并网型风力发电都要用到大容量的风力发电机，为了尽可能多地利用风能资源，通常多台大容量的风力发电机并联，由于风场风力的不稳定性，它们在并网时如果不加控制和调节，就会对电网造成严重的冲击，同时为了保证将尽可能多的有功能量送入电网，风力发电系统还必须有储能环节，并需解决存储能量再次转化的问题，上述这些过程都需要利用电力电子技术对其进行控制。
综上所述，开发和利用可再生能源与电力电子技术特别是大功率变流技术密切相关，无论是其中的能量变换、储存、发电机控制和并网控制均离不开电力电子这一关键技术。
(二)分布式发电
分布式发电技术(Distributed Generation)已得到了发达国家的普遍关注。目前，国外已有多种分布式发电技术获得了工业应用，它使得发电设备更加靠近用户，不但减小了人们对远距离输电的依赖，而且提高了人们使用可再生能源发电的兴趣，提高了用户用电的独立性、可靠性、安全性和灾变应变能力。风能发电、太阳能发电、燃料电池发电和小型高速涡轮发电机(Micro Turbine Generator)发电等分布式发电系统都有赖于电力电子技术，以实现安全、可靠、高效的运行。
根据Darnell公司的报告，从2003年到2008年，全球用于分布式与混合式发电设备(DCG)的电力电子产品(包括逆变器、频率变流器、静态传输开关，直流-直流变流器、交流-直流电源和集成大功率电机驱动器等)将以年均12.2%的速度增长，即将从18550MVA增加到32981MVA。
由此可见，分布式与混合式发电设备(DCG)涉及的电力电子技术是未来分布式发电系统中关键技术之一。
(三)电能质量控制
电力电子技术在输、配电中的应用是电力电子应用技术最具有潜在市场的领域。众所周知，从用电角度来说，利用电力电子技术可以有效地进行节电改造，提高用电效率;从输、配电角度来说，必须利用电力电子技术提高输配电质量。近10多年来，随着电力电子器件和变流技术的飞速发展，高压大功率电力电子装置的诸多优良特性决定了它在输、配电应用中具有强大的生命力。目前，电力电子技术在电能的发生、输送、分配和使用的全过程起着重要的作用。
以在配电中的应用为例，近年来，电力需求的不断增加，非线性电子设备和敏感负载对电力质量提出更高要求，为了得到最大输电量和保证在分布系统的公共连接点有高的电力质量，电压调节、无功/谐波控制和补偿以及电力潮流控制技术已成为必不可少的关键技术，典型的设备有电力调节器、静止无功发生器(SVG)、有源滤波器、静止调相机(STATCOM)和电力潮流控制器等。
上述现代电力系统应用的电力电子装置几乎都无一例外使用了全控型大功率电力电子器件、各种新型的高性能多电平大功率变流器拓扑和DSP全数字控制技术，这些关键技术均是国外大公司的核心技术。
(四)电力牵引和电机驱动
在发达国家，约40%能源是通过电能的形式消耗的，而总电能的50%～60%又用于电机驱动场合，其中大部分是用于风机和水泵驱动。Darnell公司作市场调查后认为，从2003年到2008年，北美市场的变频器将会以每年11.5%的速度增长，从3.63亿美元增加到6.28亿美元。
通用场合下的电机调速均采用电力电子与电力传动技术，目前该技术已经比较成熟。但一些高压大功率应用(电力牵引，中、高压高性能电机驱动等)场合，依然是这一领域的技术制高点。
(五)现代国防和前沿科学研究
电力电子在现代化国防中得到越来越广泛的应用，它已成为该领域的核心技术之一。所有现代国防装备的特种供电电源、电力驱动、推进、控制等均涉及电力电子核心技术。而在快中子堆、磁约束核聚变、环保等前沿科学研究以及激光、航空航天、航母等前沿技术中，超大功率、高性能的变流器及其控制系统也是必不可少的核心部件和基础，而这些均属电力电子范畴。
三、电力电子技术目前在我国的发展、应用现状和存在的问题
虽然我国电力电子的开发研究已有50年历史，过去我们已经取得了长足的进步，但是与超大规模集成电路的发展一样，该领域科技发展速度太快，加之我国财力和原有基础薄弱的限制，特别是面临国外高科技的冲击等原因，我国电力电子有被“边缘化”的趋势，即各行各业都迫切需要，但是各应用领域均没将其作为研究重点，国内解决不了就依靠进口。应当承认，目前我们与国外先进水平的差距还是很大的。当前存在的主要问题是:目前我国生产的大多数电力电子产品和装置还主要基于晶闸管;虽然也能制造一些高技术的电力电子产品和装置，但是它们均是采用国外生产的电力电子器件和组件以组装集成的方式制造的;特别是先进的全控型电力电子器件则全部依赖进口，而许多关系到国民经济命脉和国家安全的若干关键领域中的核心技术和软硬件，国外均对我国进行控制和封锁。我们正面临着国际竞争的严峻形势，特别是关系到国民经济命脉和国家安全的若干关键领域中的核心技术与国外先进水平的差距更大，迅速改变这一现状是我们面临挑战和义不容辞的任务。
过去，我国国民经济各部门虽然引进了不少国外先进技术，也强调了国产化的问题，尽管它们中的绝大多数几年后都可以达到国产化率70%的要求，可是只要我们仔细分析一下，就不难发现，最终国外公司拒绝转让的技术和重要部件，均涉及高技术的电力电子及电力传动产品中的核心技术。各应用领域所涉及的关键电力电子技术可概括为:大功率变流技术;电力电子及其系统控制技术;大功率逆变器并网技术;大功率全控电力电子器件和电力电子全数字控制技术等。与国外的主要差距和存在的问题是:全控电力电子器件国内不能制造;大功率变流器制造技术水平较低，装置可靠性差;电力电子全数字控制技术水平还处于初级阶段;应用系统控制技术和系统控制软件水平较低;缺乏重大工程经验积累等。高性能大功率变流装置目前几乎全部依靠进口。
参考文献
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电力电子技术的发展范文5
【关键词】电力系统自动化 发展 应用
【中图分类号】TM76 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01―0295―01
在过去的20年里，随着计算机技术的发展，通信技术，控制技术，现代电力系统已成为以计算机（Computer）、控制（Control）、通信（Communication）和电力设备和电力电子（Power System Equiqmentsand Power Electronics）为核心的自动控制系统，简称“CCCP”。电力信息系统自动化处理越来越大，考虑的因素较多，直接观察和测量范围更广泛，可以控制对象越来越丰富。
一、电力系统自动化控制的发展趋势：
1、现代电力系统自动控制技术具有以下的特性：
（1）在控制模式、区域、协调、智力和适应自动化技术的发展不断优化。
（2）应对面临的多机系统模型的设计和分析的问题。
（3）在基础理论上实现更多的现代化控制理论。
（4）远程通信的应用增加了电力电子器件和控制计算机的方法。
（5）研究人员在结构上需要的各种信息和仪器的联合行动。
2、电力系统自动化的发展趋向于以下的几个方向：
（1）系统监测向自动化控制系统的发展，如对AGC（自动发电控制）的总功率管理。
（2）从高电压扩展到较低的电压方向，例如EMS（能量管理系统）和DMS（配电管理系统）的电力管理。
（3）控制区域部分从各个组成部分向整个系统发展，如区域稳定控制系统和SCADA（监控和数据采集）的发展。
（4）从单一功能向多功能、一体化发展，例如变电站综合自动化的发展。
（5）设备的性能向快速、灵活和数字化的方向发展，例如继电保护技术的发展方向。
（6）自动化控制的目标逐渐智能化，寻求协调的发展和优化，例如励磁控制的发展趋势。
（7）通过提高系统运行的经济性，在实现自动化管理和服务的基础上保证效率和安全性，例如将MIS（管理信息系统）应用到电力系统自动化管理系统。
二、对于电力系统自动化产生重要影响的三项技术
1、动力系统的智能控制技术
在过去的电力系统控制中的应用发展研究大致可以分为以下几个阶段：单输入单输出，基于传递函数的控制，线性最优控制，非线性控制和多机系统的协调控制等阶段。而面对智能控制阶段的主要技术难点如下：
（1）电力系统的多目标优化动态特性和失效模式的转换操作。
（2）电力系统是一个具有非线性、变参数（包括各种各样的随机性和不确定性因素并存，各种工作模式和故障模式）和动态变化等特点的系统。
（3）电力系统要求地方协调不同控制器，也需要不同的控制器的协调控制。
智能控制系统是控制理论发展的一个阶段，主要用于解决复杂系统的控制问题，这些问题难以用传统的方法解决；智能控制系统特别适合于具有模型不确定性的复杂控制系统，具有很强的非线性，需要高度的适应性。
智能控制系统在电力系统中的应用非常广泛的应用前景，已适应人工网络控制的快速汽门、人工控制网络、ASVG电力制动快速综合控制系统和基于多机系统（新型静止无功发生器）的自主学习功能等。
2.FACTS和DFACTS
（1）FACTS概念的提出
这是在电力传输和分配的一种先进技术，为了提高电压质量和系统稳定性的电力系统的发展迫切需要，改变传统的传输容量而产生的新技术――柔流输电系统（FACTS）。
所谓“柔流输电系统”的技术也被称为“柔流输电系统”，是独立或集成系统的重要组成部分，主要应用于传输系统功能的电力电子装置，还可以对传动系统的主要参数（如电压、电抗和相位差等）进行调节控制，使传输更可靠和具有更高的效率和更大的可控性。这是一种将控制技术、计算机技术、电力电子技术等多方面技术应用于高压输电系统中，既提高系统性能的可控性、可靠性和电能质量，又能达到节能新技术的要求。
（2）柔流输电系统（FACTS）的核心装置ASVC的研究现状
柔流输电系统（FACTS）装置的一个共同特点是：电力电子器件基于逆变器的快速切换。
ASVC由两相逆变器和并联电容器等组成。它不仅可以正确的稳态电压，而且在稳定电压的恢复期控制电压的能力是很强的。与传统设备和技术相比，ASVC控制的范围大，反应速度快，降低机械损耗和旋转噪声，因为ASVC固态装置，所以能稳定装置响应的变化情况，因此其控制能力比同步调相机要好得多。
（3）DFACTS的研究趋势
随着高新技术产业和信息化的发展，电力用户对供电质量和电气设备的正常运行可靠性更加注重，甚至与生活产生越来越密的关系。可以说在信息时代对电能质量提出了更高的要求。
DFAcTS技术应用于柔流技术的配电系统，它的根据是Hingorani于1988提出配电网电能质量的新概念。其主要内容是：对电能质量的各种问题的全面解决方案，使用新的电力电子控制器的配电网和大型商业用户端。
3、GPS时钟统一生成和基于EMS动态安全监测系统
（1）基于GPS统一的新一代EMS
电力系统的监测和监控和记录的电磁瞬态记录仪和对系统稳态运行的重点关注各种故障数据采集的主要手段（SCADA）系统。前记录的数据冗余，记录时间较短，不同记录仪缺乏沟通，使整个系统的动态特性分析是困难的；后者的数据刷新间隔时间较长，只能用于对系统的稳态特性分析。他们也有一个共同的缺点，在不同的地点之间的一个共同的准确的时间标记的记录数据的缺乏，仅部分有效，这是很难分析整个系统的动力学行为。
（2）基于动态安全监测系统的新一代GPS
GPS是基于动态安全监测系统的新一代动态安全监测系统，结合原有的SCADA系统。电力系统动态安全监测系统的新一代，主要以同步定时系统，动态相量测量系统，通信系统和中央信号处理器是由四部分组成的。利用GPS实现同步相量测量技术和光纤通信技术，提供了相位控制的条件。GPS技术和相量测量技术的PMU（相量测量单元）设备相结合，逐步取代了RTU设备实现电压，电流相量测量（相位和振幅）。对电力系统调度的稳定/准稳态监测动态监测发展是监测发展技术的必然趋势。电力系统动态安全监测和实时控制技术的结合以GPS技术的应用和相量测量技术相结合为标志。
随着控制技术的发展，电力系统自动化、计算机技术和信息技术面临着前所未有的改革。智能控制系统和多媒体技术将很快进入电力自动化系统领域，信息技术的发展将促进电力监控系统的发展和促进电力自动化控制系统发展到一个完美的水平。
参考文献
电力电子技术的发展范文6
【关键词】电力系统；调度自动化技术；应用；发展
对于电力系统来说，想要保证运行安全、供电可靠，做好安全控制工作，就需要积极应用电力系统的调度自动化技术作为保障手段。电力调度自动化技术能够为电力系统的安全运行提供准确的数据信息，实时监测电力系统运行过程中的各种状况，为调控人员实时掌握电网运行情况提供可靠参考，从而有效保障电网的安全、稳定、经济运行。如果电力系统在正常运行过程中，调控人员不能及时发现其中存在的各项问题，不能及时处置各种隐患，将影响电网的安全运行及用户的可靠供电。电力系统调度自动化技术是顺应时展潮流而逐渐进行推广的现代技术，积极利用了现代科技的良好原理，为电力系统的有效运行提高重要的技术支撑。
1电力系统调度自动化技术的内涵
电力系统在不断发展中已经逐渐成为了包含控制技术、计算机技术、电力电子技术和通信技术众多内容的综合系统。因而电力系统在运行过程中，需要多项技术、多个子系统的协同合作。对电力系统进行调度工作能够保证电力运行系统能够有效运转，同时还能够为电力调控人员开展工作提供准确的数据支持。电力系统调度自动化技术应用现代科技水平较高，是较为先进的自动化设备，不仅能够提升一次主设备的运行状态，还能够有效提高调控人员的工作效率。电力生产是电力企业的主要工作，保障电力运行的安全是电力企业的首要工作。想要保证电力运行的安全性，就需要针对电力生产、供电、运行中的每一个生产环节都做好实时监测工作，保证每个环节都是安全有效的。电力资源是及时消费的产品，做好生产和消费之间的平衡工作，能够有效提高电力资源的利用率。而在实际的供电用电工作中，往往存在着很多扰动因素，影响到电力生产和消费之间的平衡状态。而维持动态平衡工作，可以通过自动化的设备进行[1]。
2电力系统调度自动化技术的应用情况
2.1电力系统调度自动化技术的具体应用特点
电力系统积极应用电力系统调度自动化技术，使其为电力网运行提供指导作用，主要是因为该项技术自身的独特优势。电力系统调度自动化技术采用了多种优良的现代科技，具有多种优势特点。电力系统调度自动化技术能够实时采集电网运行过程中各种电子元件、系统数据，同时并对这些数据进行有效的分析、处理，为电力调控人员操作电力运行系统提供一些参考。科学的决策需要有精确的数据信息作为基础，而电力系统调度自动化技术能够起到这一良好效果。电力系统需要通过综合协调各个生产系统的工作，才能够有效实现安全、经济地运行效果，电力系统调度自动化技术是进行协调工作的重要设备，为实现电力系统的科学合理性提供良好的技术条件[2]。
2.2电力系统调度自动化技术的实际应用情况
第一，国内应用情况。随着我国现代科技水平的不断提高，我国在应用电力系统调度自动化技术方面范围越来越广，程度也逐渐加深，真正发挥了电力系统调度自动化技术的优势作用和实际价值。RISC工作站和POSIX操作系统接口是主要的应用方面，同时这两方面也是国际上公认的标准技术。虽然我国在应用电力系统调度自动化技术方面已经取得了显著成果，但是相较于国际的通用水平来说，仍然是存在着一定差距的。不断加强电力系统调度自动化技术的应用水平，才能够使其为保证电力运行系统提供有效保障发挥作用。OPEN-2000能量管理系统、CC-2000电力系统调度动化系统以及SD-6000能量管理系统等是我国在使用电力系统调度自动化技术时主要采用的调度管理系统[3]。第二，国外电力系统调度自动化技术的应用情况。国外对于电力系统调度自动化技术的应用较早，因而对于该项技术的研究也已经取得了较好的成果。国外对于电力系统调度自动化技术的应用系统相对较为完善，同时在不断应用的过程中，还具有了较高的自动化水平，使得电力运行系统中的工作效率更高。UNIX操作系统是国际上公认的主要评判标准,对于电网运行的安全具有重要意义。该项操作系统中还包含有西门子CEA系统、SPECRT-MIJ系统、VLAMET系统以及SPIDER系统等。国外对于电力系统调度自动化技术的应用情况可以为我国提供重要的参考[4]。
3电力系统调度自动化技术的发展前景
社会经济不断增长，现代科学技术也在不断发展和进步当中，为电力系统调度自动化技术的不断完善和发展提供了重要的前提准备条件。电力系统调度自动化技术在今后的发展建设中，将会得到更高程度的重视，应用范围也会更广。从电力系统调度自动化技术的自身特点来看，分布式和模块化是电力调度运行系统的基本思想，因而该项技术在今后的发展中，也将会更加朝着这方面的道路发展。电力系统调度自动化技术的应用，主要目的是掌握到全面的电网运行信息，为电力运行系统的安全提供数据参考，这是一项面向使用对象而进行发展的技术。电力系统调度自动化技术在不断地发展完善中，也需要针对用户对象，不断提高技术的使用效果，加大应用范围。综合自动化是现代工业发展的重要模式，电力企业因其繁杂的工作，更需要有综合自动化的运行系统开展各项工作。电力系统调度自动化技术想要适应电力系统的发展趋势，就需要不断提高综合自动化的水平。经济社会的发展、科学技术的不断进步，对于电力需求逐渐上升，同时对于电力使用情况的要求也不断提升。电力调度自动化能够为人们生产生活提供诸多便利。电力调度自动化能够有效提高电网运行的效率，对于电力系统的稳步发展具有重要意义。将电力系统调度自动化技术有效应用到电网运行中的各个环节当中，能够为促进电力运行的良好发展提供积极影响。
4总结
电力资源对于人们的生产生活起着至关重要的影响作用，想要保证电力资源能够更好地服务于人们的生产生活，电力企业需要不断提高自身的供电能力。电力企业在进行生产、供电工作时，需要面对众多的工作环节，如何使这些工作事项能够合理有序进行，是电力企业一直在探索和思考的问题。随着经济发展、科技进步，电力系统调度自动化技术应运而生，成为了电力运行系统中的重要技术手段。电力系统调度自动化技术在国内外都应用广泛，为电力运行提供了重要的保障作用。将电力系统调度自动化技术积极应用到电力系统中，能够提高电网运行的安全性和稳定性。随着社会经济的不断发展，电力系统调度自动化技术必将会有较为良好的发展前景。
作者:孙斌 单位:国网安徽省池州供电公司
参考文献
[1]王昕.电力系统调度自动化技术的应用与发展探析[J].通讯世界,2014(1):58-59.
[2]宋轶,王玮,王月.电力系统调度自动化技术的发展与应用研究[J].电子世界,2013(10):50-51
