基于MATLAB的电力电子论文

【简介】感谢网友“G2000”参与投稿，下面是小编帮大家整理的基于MATLAB的电力电子论文（共8篇），欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

篇1：基于MATLAB的电力电子论文

关于基于MATLAB的电力电子论文

一、案例教学法在教学活动中的应用

案例教学作为一种行之有效且目的明确的教学方法，以行动为导向越发受到人们的关注和青睐。作为一种归纳教学法，案例教学作为未来教学改革的趋势已不可动摇，尽管它不可能完全取代传统的演绎式的教学模式，却是一种培养应用型人才的良好途径。案例教学应用的成功与否很大程度上取决于典型案例的选取，要求典型案例既能体现对基本理论知识的理解和掌握，又要充分提高学生的实际动手能力。而在电力电子技术为课程的背景下，学生需要应用所讲的知识来解释典型案例所产生的结果，把案例进行模块化分解，摒弃对每个模块进行详细的研究和探讨，最后对各个模块的结果进行整合，才能形成对典型案例较为完整的研究体系[2]。

二、基于MATLAB/Simulink的课程设计

“电力电子技术”这门课是电气工程与自动化专业的基础学科之一，课程有几个特点：教学理论性强、波形变化分析复杂、课程教学枯燥，学生理解困难；系统模块化特点鲜明、模型参数化明显，实验项目相对独立；项目设计综合性强、技术应用广，实际开发的案例比较成熟[3]。教师在分析电子器件的特性和电子电路的工作原理时，需要观察波形图的变化来阐明工作过程。传统的教学方式中，由于电子电路变换器部分的电路拓扑形式多种多样，如果仅是手绘波形或者多媒体展示波形，教师讲解起来费时费精力，学生也不能清楚的掌握分析波形图变化的原因。所以在多媒体教学中引入仿真教学是必要的环节，通过仿真电路，学生可以把变换器的工作原理和物理波形结合在一起理解，使抽象的电路明了简洁，仿真还可以分析更加复杂的电路并且对电路进行改进和创新。在课程设计中利用MATLAB/Simulink软件可以有效地构建出与实际相符合的案例，教师在教学中通过仿真实例可以轻松解决波形抽象原理复杂的问题。Simulink非常适合于电力电子系统及电力拖动控制系统的仿真，并且具有其他一些软件所没有的特点，仿真系统完全是由用户利用系统提供的基本模块来构建的，系统的各个参数和仿真参数也可以由用户自行修改，并且用户可以对仿真结果进行多种分析和输出，教师可以直观展示各种参数变化对电路图波形的影响，学生改变器件参数值，可以自己对比分析不同参数设计下的仿真结果。这种交互性非常适合于高校相关课程的教学科研，学生通过这种交互性加强对理论知识的理解和掌握，也可以用来完成实验和作业[4]。以风力发电课程设计为例，教师首先要分析电路的组成和工作原理，指导学生利用仿真平台搭建数学模型，然后一步一步建立各部分电路仿真模型，该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。学生需将案例进行模块化分解，就每个模块结合基础理论知识进行分析和研究，并进行实际动手调试，寻找各个模块之间的联系纽带，将所有模块有机结合起来，完成对典型案例的研究[2]。

三、风力发电课程设计案例

电力电子技术在解决能源与环境的问题上做出了相当大的贡献。风能作为一种绿色能源，风力发电的过程就是机械能转换为电能的过程，其中风力发电机及其控制系统负责将机械能转换为输送电网的电能，这一部分是整个系统的核心，所以说风力发电的核心技术是电力电子技术，其能量转换部件和控制电路都包含有电力电子器件。由于中小功率风电系统中电机侧一般为不控整流，并且永磁同步发电机一般都为低转速电机，在低风速下发出的电压有限，不能满足并网逆变的条件，需要对其进行升压，因此，中小功率风电系统中常见的拓扑结构为不控整流器+升压斩波器+网侧逆变器。风力机将风能转换为机械能，带动永磁同步发电机转动，发出的三相不定频交流电通过二极管不控整流器整流为电压不定的直流，然后经过升压斩波器的作用，将直流电压抬升至可以进行网侧逆变的数值，并且通过网侧变流器的控制，使直流侧电容保持恒压。网侧变流器将直流电逆变为与电网电压同频同相的三相交流电馈入电网[5]。课程设计案例中利用MATLAB工具，对永磁同步风力发电系统及并网控制系统进行仿真研究。所研究的仿真系统由永磁同步风力发电机、不可控整流器、升压斩波、DC-AC并网逆变器部分组成。学生可以把该风力发电仿真模型分成同步发电机仿真模块、斩波变流器仿真模块和逆变仿真模块，就每个模块运用理论知识进行仿真，最后将各模块结合起来达到整个案例体系的研究。永磁同步发电机额定参数：电压700V，功率2750kW，电流2270A，功率因数0.95，速度16rpm，频率16Hz，极对数2p＝120，电阻R＝5.97m-Ohm，电感Ld=Lq=1.0757mH。风力发电课程设计案例系统仿真框图如下图所示：1.同步发电机仿真永磁同步发电机仿真主要是依据实际系统参数，研究在一定速度驱动下带三相电阻负载的永磁同步发电机发电输出特性。仿真模型如图2所示，仿真结果如图3和4所示。仿真论证了实际电机参数下所达到的额定输出电压、电流值及输出的正弦特性、频率特性。2.斩波变流器仿真升压斩波变流器仿真主要是研究升压斩波部分的`变压调节功能。仿真模型如图5所示。升压斩波电路的输入设定为一定电压信号输入，通过占空比控制，输出稳定的期望输出电压，仿真结果如图6所示。系统仿真表明：调节控制脉冲的占空比可以实现输出电压幅值的跟踪控制。3.逆变器仿真并网逆变器仿真主要是研究并网逆变部分输出调节特性，在给定输入直流电压，带三相负载的逆变器离网运行特性。仿真模型如图7所示，仿真波形如图8所示。仿真结果表明：逆变器输出电压为50Hz基波主频分量的脉冲调制波形，经部分滤波后为50Hz正弦波电压，在一定滤波和电阻负载下电流为正弦波。此课程设计案例根据现场实际运行的2.5MW直驱永磁同步风力发电机系统参数，对并网控制系统各个模块进行了仿真研究，得出一定速度驱动下带三相电阻负载的永磁同步发电机发电输出特性，仿真论证了电机参数下输出电压、电流的正弦特性、频率特性；升压斩波部分的仿真表明调节控制脉冲的占空比可以实现输出电压幅值的跟踪控制；并网逆变部分的离网仿真表明逆变器输出电压为50Hz基波主频分量的脉冲调制波形，经部分滤波后为50Hz正弦波电压，在一定滤波和电阻负载下电流为正弦波。此案例的仿真结果达到预期的效果，为学生实际应用能力的提升得到良好的体现。

四、结语

论文提出电力电子技术教学与实践相结合的教学模式，实现教学手段和教学方法的创新。详细介绍了通过MATLAB中的射的内容。四、教学实践思考与建议为了达到我国工程师人才培养的要求，提高“传热学”的授课效果，结合中山大学中法核工程“传热学”的教学实践，作者在课程安排、课堂组织和教材安排等方面进行了思考并给出如下建议：1.课程安排1周集中授课，学生不容易完全消化所学知识，可将课程安排到3周，每周8个课时，4个课时用于授课，4个课时用于习题，以便学生对课程知识的掌握。2.课堂组织采取讲述和习题的类型，课时按1:1分配，习题课采取4~5人一小组的形式，以提高学生的自我参与意识和团队合作与交流能力，通过习题过程，使学生更好的理解和掌握所学知识。3.教材安排目前国内“传热学”的优秀教材非常多，但基本上都是较为通用的、适用于长课时的教材。因此，可针对课时安排和授课要求，有针对性地组织相应的教材编写工作，以便更好地满足法国工程师培养模式本土化授课模式的需求。4.课程设计针对“传热学”工程应用性较强的特性，结合学科研究进展，给出一些科技创新的方向，鼓励学生进一步深入研究，在业余时间开展较为深入的课程设计，以提高学生科研能力和灵活应用所学知识的能力。5.考核安排建议采用开卷考试，成绩评定采用平时成绩（20%）与考试成绩（80%）相结合的形式，一方面便于监督学生平时学习自主性并克服学生考前突击的顽症，另一方面也能很好地考核学生对传热知识的掌握程度。

作者:薛花 范月 王育飞 单位:上海电力学院电气学院

篇2：电力系统电力电子装置探讨论文

电力系统电力电子装置探讨论文

随着社会科技发展对电力资源需求的不断增加，电网互联的规模进一步扩大，如何实现电力系统运行的可靠性，成为电力工作者较为关注的问题。近年来，随着自动化技术的发展，电力电子转流技术及直流输电技术被广泛运用于电力系统中，对提高电力系统的可靠运行，改善电力系统的可控性等方面发挥着越来越重要的作用。另外，电力电子装置在发电、储能、微型电网等方面的应用也促使了电力系统向可持续、智能化发展，实现了可再生能源并网发电、交直流电网柔性互联等。

1.电力系统发展现状

电力系统是能源利用、输送以及配给的主要载体，在社会经济发展中发挥着至关重要的作用。近年来，随着石油资源紧缺、环境不断恶化，促使电力系统的规模化发展向环保、智能化、可持续化发展。目前，我国的电力系统转型的主要特征表现为主干电网、微型电网及地方电网协调发展，分布式电源与储能装置组合，电力资源输送与分配智能化、灵活高效，电力系统的安全可靠性等。其中，可再生能源的并网发电、储能装置的功率转换等功能的实现需要靠电力电子装置来完成，电力电子装置的单元化、模块化、智能化发展也促进了电力系统向智能化的转变，保证了电力系用的运行可靠性，对于电力系统的发展具有至关重要的作用。

2.电力电子装置在电力系统中的应用

2.1在发电中的应用

电力电子装置在电力系统发电环节中的具体应用主要表现在发电机组励磁、风力发电、光伏发电等，具体如下：

（1）发电机组励磁。发电机组采用静止励磁技术，该技术具有操控简单、调节速度快优点。例如，在水利发电中采用交流励磁技术，对发电机组励磁电流频率进行动态调整，使发电系统对水头压力及水量进行快速调节，从而提高水利发电厂的运行性能及效率，整体提高了发电品质。

（2）风力发电。风力发电的核心环节是交流器，交流器的主要工作是把不受控制的风能转化成电压、频率及相位满足并网要求的电能。

（3）光伏发电。光伏电站是通过光伏阵列组件、汇流器、逆变器等对太阳能进行集中利用的结构。由于光伏发电系统尚处于发展阶段，建设过程中还需综合考虑光伏阵列的、逆变器的组合方式等关键因素，以提高光伏发电效率。

2.2在电能存储中的应用

电能存储技术在电力系统应用中可以有效缓解高峰负荷供电需求，对提高现阶段电力设备的使用率和电网的使用效率具有重要的作用。另一方面，也可以有效应对电力故障问题，在一定程度上提高电能质量与用电效率。

（1）压缩空气储能：利用电网用电低谷剩余的电量驱动空气压缩机，将能量转换为高压空气储存起来；当电网用电负荷达到高峰时，将储存的高压空气释放出来，推动涡轮机组发电，在发电过程中，通过控制发电机的励磁拓宽发电的范围，从而有效提高发电机组的发电效率。

（2）抽水蓄能：即使用用电低谷富裕的电量驱动水泵，将低水位的水泵至高水位的水库中，将电能转换为水的势能；当用电高峰时，在利用水的势能推动水轮发电机组发电，向电网补充电能。在抽水蓄能过程中，利用机组中的转子绕组励磁方式可有效提高发电效率。

（3）电池储能：即利用电网低谷的富裕电量对电池进行充电，到高峰负荷时向外发电的过程，通常采用锂离子电池、钠硫电池与全钒液流电池。在电池系统中，利用变换器实现电池充放电过程中的功率调节。

2.3在微型电网中的应用

微型电网是指由分布式电源、功率变换器、储能装置等组成的小型发电配电系统。该系统中主要通过功率变换器进行调节，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行，从而实现局部功率平衡与能量优化。微型电网主要有直流微电网、交流微电网、交直流混合微电网等多种形式，其中交流微电网是目前的主流形式，其分布式电源、储能装置等通过电力电子装置连接至交流母线，并利用PCC处开关的控制，从而实现微电网并网运行与孤岛模式的转换。

2.4在输电环节中的应用

（1）直流输电：直流输电包括两种主要输电模式，常规直流输电和柔性直流输电。不同的方式以不同的换流器为基础，其中常规直流输电采用基于晶闸管作用下的'换流器，柔性直流输电采用基于全控器件的换流器。与常规直流输电相比，柔性直流输电的最大特点是采用了可关断器件和高频调制技术，具有可以独立控制输出有功功率和无功功率等优势。

（2）分频输电：即利用倍频变压器可以在较低频率的条件下进行输送电能，较高频率下用电，极大降低了交流输电线路距离，提高了系统传输能力。

（3）固态变压器：又称电力电子变压器，可以对电压的幅值、频率、相数与形状等特点进行交换，实现原方电流、副方电压以及功率的灵活控制。固态变压器在电力系统中的应用，可以有效改善电能质量、提升电力系统的稳定性、安全性与灵活性。

3.结语

电力资源对社会经济的发展有着至关重要的作用，而电力电子装置在电力系统的发电、存储电能、微型电网等方面的应用同样起到不可忽视的作用。电力电子装置的应用促进了电力系统转型，可有效改善电力系统的性能，实现了电力系统的长远发展。

参考文献:

[1]李尚盛,查晓明.大功率电力电子装置测试及考核研究现状与发展[J].变频器世界.(11)

[2]吴芳.电力系统试验中的大功率电力电子装置等效研究[J].电子制作.(20)

[3]喻翔.电力系统中电力电子装置的应用研究[J].电子技术与软件工程.(10)

[4]沈永孝.电力电子装置抗干扰技术研究[J].硅谷.(21)

[5]吴云龙.电力电子装置在电力系统中的应用[J].科学中国人.(24)

篇3：电力电子系统故障诊断技术研究论文

电力电子系统故障诊断技术研究论文

摘要：在高科技技术这一行列中，电力电子技术是很重要的一类。这项技术对人才的专业素养要求较高。也就是当出现故障的时候，只有专业人才才能维修。随着高科技技术的发展，故障的维修方式也更加多种多样。但是，发展中总会存在问题，高科技技术也不例外。该文章针对故障检修方式进行了全面深入的分析与探究。

关键词：电力电子技术；故障；检修技术

1探究的作用

电力电子技术在诸多方面如教学、医学、环保等行业都有大量运用。但电力电子设备本身却非常需要使用者的细心保养，不然随着时间的流逝，设备所带来的问题也越来越明显。这些问题逐渐扩大到了一定程度就会导致设备报废，而因此造成的财产经济损失也是一笔庞大的支出。当设备故障时，单单只靠维修人员个人的努力是无法完成故障排除的。寻找问题根源并以快速便捷的方式维修好严重故障的设备，这不是单靠维修人员的主观能动性就能解决的问题。拥有电力电子系统故障的维修技术是维修人员能够寻找问题根源并完成设备维修的客观条件。与此同时，维修人员的经验也相当珍贵。如果缺少工作经验，那么哪怕拥有电力电子系统故障的维修技术，想要快速的找到问题所在并及时解决也比较困难。只有在维修人员经验丰富的前提下，才能在故障发生时及时处理解决。这样既避免了财产损失，又能在不影响设备运行的前提下完成修缮。这就要求维修人员们不仅要掌握而且要熟练运用电力电子系统故障的维修技术。

2电力电子系统探究的前景

现如今，由于电力电子技术的优越性与便利性，电力电子设备已在市场上被广泛运用，因此当电力电子设备的故障发生时，快速检修与排除就成为了减小损失、降低成本的重要一环。如何及时的发现原因，解决问题，则是电力电子系统中需要突出注意的一点。与此同时，故障发生时的及时处理与应对也是它与普通的模拟电路的根本区别，这才是电力电子系统突出的特点。电力电子器件与普通模拟电路相比之下更加复杂，细小的零件数不胜数，其相对于普通模拟电路而言维修的困难可想而知。但是，电力电子技术可以在当故障发生时及时的定位，让经验丰富的维修员工及时的解决问题，从而缩短故障时间，提高产率。所以，电力电子技术的发展是具有广阔的发展前景的。且电力电子故障检修技术包含以下两个方面:

2．1电路系统故障的信息体现

在电力电子系统出现故障的时候，它所自带的信息发送装置，可以快速的发送故障位置，方便检修人员进行及时的检修。其中，故障发生的原因的可能性比较繁多。检修人员在进行分析时，要多方位的分析处理，寻找原因，才能得出正确的故障位置并处理。

2．2电路系统故障的位置寻找

大量的数据分析，原因探究，与不同处理故障的检修方法的同时作用可以排除不少不可能的原因和位置。从而快速的找到故障位置，分析出故障原因，从而及时地检修故障位置，解决故障带来的严重后果。因此，可以将对故障解决方式的原因分析作为理论指导进行有效的判断并作为检修的依据。检修方法分为以下五个方面:谱分析检修法、故障树检修法、人工智能检修法、波形分析检修法和参数模型检修法。以下是对五种检修方法的简单介绍:

(1)谱分析检修法:这种检修方式是针对于噪声而言的。当故障发生时，电力电子设备所产生的噪声是不同于正常运作时其所产生的声音的。由此，维修人员可以利用设备去寻找信号源，发现噪声产生的方位。利用谱分析法解决此类产生噪声的问题是最方便快捷的，可以高效率地排除无关的故障原因。

(2)故障树检修法:该类检修方式主要适用于小范围精细的查找。当故障发生时，设备会主动判断故障方位以及故障原因。设备系统会根据检测到的结果制作出一张明细的逻辑图，也就是所谓的故障树。在逻辑图的.指引下，寻找故障地点就变得相当容易了。维修人员通过故障树排除各种无关故障可能性之后就可以很快找到最佳解决方式。虽然故障树灵活多变，但其工作量小容易出错也是此法不可忽视的短板。

(3)人工智能检修法:该法又细分为三类，专家系统检修法，模式识别检修法，人工神经检修法。专家系统检修法，指的是专家与计算机网络技术的连接，用计算机代替专家的经验，从而做出相应的措施。而模式识别检修法的使用必须具备一个前提，即把可能发生的故障方式进行分类，再根据数据走势确定是哪种故障模式再进行相应的处理解决。模式识别主要分两步，第一，是对故障特点的认证，根据不同特点进行分类，第二部是故障检修，根据对不同故障特点的分析，通过已有的设备模型进行相应的诊断。

(4)波形分析检修法:该法是利用波形分析出故障的原因从而进行检修，这种检修方法与上诉几种方法的不同之处在于，不同的故障会产生不同的波形。而依据不同的波形，就可以找出确定的故障原因并做出相应的检修。总体来说这种检修方法更普遍和准确。

(5)参数模型检修法:参数模型检修法主要是针对有模型的故障问题。这里既包括方法也包括参数预计。该类方法主要是通过对比模型进行有效的数据分析。共分为三个步骤:比较产生残次、故障类型检测、分析类型及原因。

3结语

通过几种检修方法的对比，我们不难看出电力电子系统技术的发展快速以及无限前景。在经过一代代人不断的研究之后，电力电子技术将会发展地越来越完善和合理。虽然电力电子技术目前仍有缺憾，但同时也要看到他的优势促进作用。

参考文献:

［1］任磊，韦徵，龚春英，沈茜．电力电子电路功率器件故障特征参数提取技术综述［J］．中国电机工程学报，2015(12):3089～3101．

［2］李再华，刘明昆．电力系统故障的智能诊断综述［J］．电气技术，(08):21～24．

［3］王洪亮．常用的电力电子系统故障诊断方法［J］．电子技术与软件工程，(20):173．

［4］吴立新．常用的电力电子系统故障诊断方法［J］．科技与企业，2014(10):338．

篇4：大容量电力电子应用系统分析论文

大容量电力电子应用系统分析论文

一、应用热点

（一）电气节能

节能是社会所关注的一个焦点问题，尤其是在能源相对比较短缺的现代社会，能源的使用和节约问题也是经济发展过程中必须解决的问题。电动机作为最大的电能消耗载体，在电能节约方面也有很大的发展空间。我国在电动机运转上所消耗的电量达1亿千瓦时，超过了全国工业总用电量的60%。变频技术的应用，能够有效控制电机的合理运行，从而实现节能的目的。就目前情况来看，使用变频调速的水泵和风机系统是电机系统中重点的节能对象。以电力电子技术为基础的变频器，是实现电气节能最为关键的设备。而变频器的使用，需要解决其成本问题，提高应用的可靠性。

（二）新能源发电

就现阶段的情况来看，电力电子技术在可再生能源发电领域以及分布式发电领域中有着极为广泛的应用，尤其是目前太阳能、风能、地热能、生物能等可再生能源的大力开发，在很大程度上推动了我国电力行业的发展与进步。利用电力电子变化技术能够在很大程度上确保新能源大量转化电能，以确保我国社会经济发展的用电需求，也能在一定程度上提升电能的利用效率，降低国家电网负荷。新能源发电中，电力电子技术在应用的过程中存在其独特性，主要表现在一次性能源供给存在较大的随机性，例如太阳能、风能受到天气条件最为直接的影响。同时并网发电的要求相对于一般发电要更高一些，主要体现在电网侧要求输电波动不宜过大，另外要求电能输送质量也非常高。就我国目前的发电现状来看，并网发电变换器主要是从国外进口，国内尚缺乏相关的设计经验，在应用方面也处于初级阶段，运行的可靠性较差，而且相关功能与性能也不能够充分契合我国现阶段发电现状。因此，必须确保并网发电变化器发展朝向大容量、高质量方面，也需要确保能源的直接变换，提高变换器的运转效率与运转可靠性，以为我国电能转换事业奠定坚实的基础。

（三）电力牵引

电力牵引需要有电力电子的控制和变换技术做基础，是交通发展的重要内容。目前电力电子技术在电力牵引中主要的发展方向有三点，一是电力电子在变换器装置上功率密度和效率的提升，以及冷却技术和集成技术的发展；二是控制方面的研究和发展，如直接转矩控制和矢量控制；三是能量综合管理技术和冗余控制的应用。

（四）智能电网

在科学技术不断发展、能源需求、环境问题等多重因素的作用下，使得社会对电力等清洁能源的需求越来越大。如何使电力资源得到有效调配催生了智能电网概念。智能电网融合了包括数字化、信息化等多种前沿的科学技术，其以节能、环保、高效、可靠稳定的优势在世界范围内得到迅速推广。智能电网最于本世纪初由美国和欧盟等发达国家提出，其构建初衷是建立灵活、清洁、经济、安全的智能电网，并以此作为发展目标。美国在电网建设中，主要侧重于电网的安全稳定性控制，因此在电网的“自愈”能力方面做了重要探索和试点研究。其输配电网应用了智能电表和信息通信等技术，使得电网市场的信息更加透明，最终达到节约电力能源的目的.。当前我国的特高压电网也处于重要的改革期，智能电网作为电力的发展新方向，也成了我国发展的新方向。基于特高压输电传输距离远、损耗小、成本低的特点，在我国发展迅速。当前已有一条由陕北――晋东南――南阳――荆门（1000kV，已运营）和云南――广东、向家坝――上海两条（800kV）的在建项目。但电力的发展却受到电子器件、主电路结构及控制等电力设备的制约。

二、关键应用技术与问题

大容量电子应用系统的关键技术主要元素为：硬件设备、方法（拓扑）、控制技术。硬件设备，因高电压大电流系统的需求，使得应用系统需要更好更高功率的半导体器件，从而充分保障系统的可靠性和安全性。但当前主要困扰的是，传统的应用系统其效益低、电流容量小，难以适应电力的长远发展。探索新的硬件设备成为其发展的重要出路。拓扑方法和控制技术，传统的控制技术（PWM），其指标性能较低，难以适应市场的发展需求。基于当前存在半导体开关器件技术的掌握还不完全、主电路的设计与实际存在差异、设备与装置的电磁暂态过程描述不清、设备与设备协调机理不清晰等问题。发展自适应设备模型、明晰安全工作区域的定义、落实能源控制等关键问题仍是学者深入探讨研究的方向。

篇5：配电网电力电子装备技术研究论文

配电网电力电子装备技术研究论文

摘要：在如今的电力系统中，电力电子技术也不断发展，传统的模式也以无法迎合时代脚步。通过设备的网络互联进行智能电网调节与控制是发展目标，也是分析的方向，通过从电力网工作中的配电装备，进而提出互联与网络化过程。旨在提高配电网运行效率，提高电力企业电力传输的有效性。

关键词：配电网；电力电子装备；网络化；互联

就目前来看，电力企业在不断发展，也开始进行有效的网络融合，电子装备作为电力技术与通信技术的重要装备，需要进行有效研究，通过分析其结合措施，研究其发展趋势，这也是配电网工作中的重要研究方向，如何使电力电子装备更好的进行网络互联，通过其网络化技术的运用，在结合先进的电子装备，不断提高电力电子装置的使用用途。进而推动配电网工作的顺利进行。下面具体分析。

1电力电子装备技术

电力电子装备技术是通过技术手段进行的，是在电力电子装备有效发挥效率的重要途径，结合电子装备改变与完善配电网技术，在运行过程中，我们要进行以下几方面了解：

1.1变换器。变换器就是一种处理器，在配电网中作为有效的处理设备，是电力电能功率的调节装置，通过提高频率与幅度进行有效配电工作。如今，人们用电需求加大，对于该设备来说也需要进行有效升级，进而保证配电网顺利进行配电，在长期发展过程，变换器也在不断升级与改进，运行的稳定性得到了进一步认可，即使面对大功率系统也可以进行有效调节，在运行过程通过有效的转换与并联，这样也对提高变换器的性能与处理配电数据有很大助力，在综合处理过程也达到了与配电网相互结合的目的，提高了运行稳定性，也便于配电网各项工作的进行。

1.2半导体开关。作为电力电子装备技术中的核心配件，半导体开关十分重要，这也是整个配电网工作中的重要技术系统，在配电网中该器件的性能会影响到实际的配电效果，是电力电子装置技术实施效果的'重要展现。在半导体开关选择上，该原件必须要重视材料与工艺，这样才能提高配电工作效率。首先在材料方面，运行过程是有温度限制的，随着技术发展，新型的科技材料也运用与电力电子器件中，半导体开关作为重要原件也必须采用最新的材料技术，例如SiC，这类材料的使用功率稳定，而且符合大功率使用范围。在压力大的半导体开关中也比较适用。其提升器件热传导效率更是明显，与其他材料比较优势明显。还有我们了解的GaN，这也是一种新型材料，对于频率高的半导体开关器件来说有很好的迁移率，在性能方面可以提升1MHz。从这些方面看在材料选择上必须给予明确与重视。其次是工艺方面，在配电网中使用的半导体器件制作过程也是十分关机的，不容忽视，随着技术的提高，其工艺也进一步完善，提高了开关速度的同时，也在功率消耗等方面有了进一步提高，同时我们更要注重在绝缘与磁性元件等方面的工艺运用，在大小控制上也要有所提高，总之，只有通过有效的新技术降低生产能效，才能进一步提高配电网工作效率。

1.3电力电子系统。在一些规模相对较大、或比较特殊的电力电子装备中，其所运用的变换器不止一个，且其中还需要一些电路对装备的工作进行辅助，在这种情况下，电力电子系统也就形成了。在系统中，可以通过并联、串联以及级联的方式，对变换器进行连接，从而确保变换器能够对电能进行妥善处理。由于电力电子系统中的变换器较多，所以需要多个控制器对其进行控制，具体来讲，控制器可以分为系统控制器与变换器控制器两种，前者一般只有一个，后者可以有多个，前者可以与每个变换器控制器进行通信。

2电力电子装备的互联和网络化技术

近年来，电力电子装备被广泛的应用到电力系统中，配电网中的电力电子装备技术也比较常见，但是配电网将这些电力电子装备的功率端连在了一起，却不能够协调这些电子电力设备的运行，这对于配电网电能管理的灵活性和可控性有着不利影响，通信技术不断发展，网络化的应用越来越广泛也越来越成熟，合理的应用通信技术，实现电力电子装备的互联与网络化是当前配电网电子电力装备研究过程中的重点方向。在配电网中可以将电子电力装备看成是一个个的节点，通过通信技术、互联网技术将每一个这样的节点互相连接起来，这就是电子电力装备的互联，通信网络将这些节点的电能状态数据实时的收集起来，并发出节点指令，从整体上协调电子电力装备的运行，保证整个配电网电能管理的灵活性和可控性，这就是电力电子装备的网络化技术。在当今的电力电子装备互联和网络化技术体系适用性十分广泛，可以直接面对民用用户和工业用户，其主要的构架以及具体的技术主要有以下三个要素：

2.1即插即用的功率接口。即插即用的功率接口能够将各种电气设备、分布发电等终端接入到配电网中，不同设备的电能输入形式和电网有差别，而即插即用的功率接口能够将电能转化为功能，将设备电能的输入形式转化为与电网匹配的形式，这种功率接口就是一个电力电子装备，即插即用的功率接口还要具备通信接口，实现网络的连接，通信接口能够识别终端设备，并上传终端设备运行的信息，接受系统的调控指令。

2.2能量路由器。能量路由器是整个网络中的智能能量管理模块，能量路由器的工作原理及功能主要有以下几个方面：1）实现能量的双向流动，实现中压配电网和低压区域网直接的互相连接，提供低压直流母线，以供可再生能源电力电子设备的使用；接收即插即用功率接口所上传的有关终端设备运行的信息，通过对信息的分析及配电网的指令下达一些终端设备的额参考指令；能量路由器能够维持配电网电压的稳定、保证低压穿越以及限制故障电流；2）能量路由器的电压等级以及功率等级不尽相同，具体根据用电用户的不同而定。

2.3标准的操作系统能量流和信息流是电子电力装备互联网技术中的基础，标准的操作系统是一个通用的网络协议，这个网络协议能够统一所有的功率接口以及能量路由器，对网络中设备的识别、监测、以及统一的协调处理有着重要的作用，当前能量层已经初步形成并且逐步完善，但通信层还需要进一步的发展，智能电表等智能化设备的应用还要加强。综上所述，对于配电网工作的认识不仅要局限于整体方面，对于电力电子设备更要给予高度重视，通过明确电力电子设备运行过程的优势与不足，进一步提高与完善，在结合相关的互联与网络技术的结合，从而改变配电网结构，提高配电过程运行效率。在如今的配电网中我们更要重视电力电子设备实际运行效果，只有不断通过技术上的提升才能进行有效配电工作调节，在未来发展过程，也要明确电力电子技术与通信技术是必须要进行有效融合的，只有明确配电网工作发展方向，进而进行有效技术创新，进行必要的网络互联，才能提高电力行业进一步发展，提高人们用电质量。

参考文献:

[1]何湘宁，宗升，吴建德，等.配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].中国电机工程学报，（29）：5162-5170.

[2]田世明，栾文鹏，张东霞，等.能源互联网技术形态与关键技术[J].中国电机工程学报，（14）：3482-3494.

[3]王惠铎，张挺，宋斌斌.配电网电力电子装备的互联与网络化技术探讨[J].电子技术与软件工程，2015（21）：23.

篇6：电力电子在电力系统中的应用论文

1.1有源电力滤波器能够对电力系统进行无功补偿

从有源电力滤波器的构成来看，有源电力滤波器主要采用了电源供电的方式，对电力系统中的谐波进行补偿，其优点是能够进行动态补偿，与传统的固定补偿方法相比具有明显的优势。由此可见，有源电力滤波器在无功补偿方面可以得到重要应用。

1.2有源电力滤波器能够保持电力系统稳定运行

由于有源电力滤波器能够对电力系统中的大小和频率都变化的谐波进行无功补偿，因此可以保证电力系统中的谐波处于稳定状态。基于这一优点，有源电力滤波器在电力系统中得到了重要应用，保证了电力系统能够长时间稳定运行，提高了电力系统的稳定性。

2电力电子技术在电力系统中的应用，产生了静止同步补偿器装置

2.1静止同步补偿器可以当作无功电流源使用

从静止同步补偿器的构成以及其功能设定来看，静止同步补偿器属于无功电流源的重要类型，其电流的变化主要随着负荷电流而发生变化，对补偿电力系统电流损失，提高电力系统稳定性具有重要作用。

2.2静止同步补偿器对电力系统的补偿效果比较明显

由于静止同步补偿器属于无功电流源，并且其补偿电流处于变化状态，这样的无功电流源对电力系统的补偿效果相对明显一些。从这一应用来看，静止同步补偿器对电力系统补偿起到了重要作用。

2.3静止同步补偿器的无功电流可以随时进行控制

从静止同步补偿器的实际使用来看，无功电流并不是一成不变的，而是根据电力系统的实际需要进行不断变化的，其可控性是静止同步补偿器区别与其他补偿器的重要特点，为此，我们应认识到静止同步补偿器的可控性优势。

篇7：电力电子在电力系统中的应用论文

通过对电力电子技术在电力系统中的应用进行分析后可知，动态电压恢复器是基于电力电子技术的重要装置，在电力系统中取得了积极的应用效果，对满足电力系统运行需要，提高电力系统运行质量起到了重要的促进作用。结合动态电压恢复器的实际使用，动态电压恢复器的特点主要表现在以下几个方面：

3.1动态电压恢复器可以认为是动态受控的电压源

动态电压恢复器在整个配电系统中起着电压源的作用，可以通过一些控制方法和手段减少能量消耗，减轻其对电压的不良影响，避免了电压跌落、电压不平衡及谐波等的产生。

3.2动态电压恢复器可以消除负荷电压对电压系统的影响

在电力系统运行过程中，负荷电压容易对电压系统造成不利影响，应用了动态电压恢复器之后，可以提高电压的稳定性，保证电力系统电压稳定运行，充分满足电力系统运行需要，使电力系统在整体运行效果上达到预期目标，稳定了电压系统。

3.3动态电压恢复器可以补偿电压跌落

当直流侧能量通过从系统整流获得时，在系统侧即使发生单相故障，其它两相仍可以提供电能来维持DVR的正常运行，补偿长期的电压跌落也成为可能。而动态电压恢复器可以有效地防止因电压跌落造成的系统故障，延长了设备使用寿命。基于动态电压恢复器的.特点，在电力系统运行过程中，动态电压恢复器的应用，可以有效解决电压跌落问题，并在电压跌落过程中进行及时的补偿，保证电力系统在运行中的稳定性满足实际要求，由此可见，动态电压恢复器对补偿电压跌落具有较为明显的效果。

4结论

通过本文的分析可知，在电力系统运行过程中，电力电子技术的应用是保证电力系统稳定运行的关键。从当前电力电子技术的发展来看，基于电力电子技术的有源滤波器、静止同步补偿器装置和动态电压恢复器，为提高电力系统运行质量提供了有力支持。为此，我们应明确电力电子技术的优点，推动电力电子技术在电力系统中的全面应用。

作者:李伟 林丽 向超

单位:国电哈密能源开发有限公司

篇8：电力电子技术论文

电力电子技术的发展及在电力系统中应用

冯启业

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摘要：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，因此，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。而电力电子技术的不断发展，新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。

关键词：电力电子技术 电力电子器件 晶闸管 电力系统 直流输电

正文：

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，主要用于电力变换。目前所用的电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。通常把电力电子技术分为电力电子器件制造技术（理论基础是半导体物理）和变流技术（理论基础是电路理论）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，而变流技术则是电力电子技术的核心。

1. 电力电子技术的发展史

自 20 世纪50 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传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，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，这标志着电力电子技术的诞生。在随后的40 余年里，电力电子技术在器件、变流电路、控制技术等方面都发生了日新月异的变化，在国际上，电力电子技术是竞争最激烈的高新技术领域。 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，因此，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。1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为电力电子技术的诞生奠定了基础。晶闸管自诞生以来，电力电子器件已经走过了五十多 年的概念更新、性能换代的发展历程。

1.1 第一代电力电子器件

以电力二极管和晶闸管(SCR)为代表的第一代电力电子器件，以其体积小、功耗低等优势首先在大功率整流电路中迅速取代老式的汞弧整流器，取得了明显的节能效果，并奠定了现代电力电子技术的基础。电力二极管对改善各种电力电子电路的性能、降低电路损耗和提高电源使用效率等方面都具有非常重要的作用。目前，硅整流管已形成普通整流管、快恢复整流管和肖特基整流管三种主要类型。晶闸管诞生后，其结构的改进和工艺的改革，为新器件的不断出现提供了条件。由晶闸管及其派生器件构成的各种电力电子系统在工业应用中主要解决了传统的电能变换装置中所存在的能耗大和装置笨重等问题，因而大大提高电能的利用率，同时也使工业噪声得到一定程度的控制。

1.2 第二代电力电子器件

自20世纪70 年代中期起，电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、电力场控晶体管(功率MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、MOS 控制晶闸管(MCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等通断两态双可控器件相继问世，电力电子器件日趋成熟。一般将这类具有自关断能力的器件称为第二代电力电子器件。全控型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。

1.3

第三代电力电子器件

进入20 世纪90 年代以后，为了使电力电子装置的结构紧凑、体积减少，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助元件做成模块的形式，这给应用带来了很大的方便。后来，又把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC），也就是说，电力电子器件的.研究和开发已进入高频化、标准模块化、集成化和智能化时代。电力电子器件的高频化是今后电力电子技术创新的主导方向，而硬件结构的标准模块化是电力电子器件发展的必然趋势。

电力电子器件经历了工频、低频、中频到高频的发展历程，与此相对应，变流电路也经历了整流器时代、逆变器时代、变频器时代到以功率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的现代电力电子时代；还有电力电子电路的控制也从最初以相位控制为手段的由分立元件组成的控制电路发展到集成控制器，再到如今的旨在实现高频开关的计算机控制，并向着更高频率、更低损耗和全数字化的方向发展。

综上所述，电力电子技术的发展是从低频技术处理问题为主的传统电力电子技术向以高频技术处理问题为主的现代电力电子技术方向发展。目前，电力电子技术电力电子技术作为节能、环保、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。

2. 电力电子技术在电力系统中的应用

电力系统由发电设备、输配电线路和伏在用电设备三大部分组成。电力系统是历史上逐步扩建，联网发展起来的，是地域分布广、设备众多运行参数相互影响、瞬变很快的大系统，其安全、经济、高效、优质运行具有重大意义。随着电力电子技术的发展，电力电子设备已开始进入电力系统并为解决电能质量控制提供了技术手段。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。

定质电力技术、直流输电（HVDC）和轻型直流输电（HVDC Light）技术、同步开关技术、电力有源滤波器等等在电力系统中都是一些耳熟能详的名词，近年来我国大批的学者和企业在此基础上不断地完善和创新，电力电子技术在电力系统中的应用研究成果也层出不穷，这大大促进了今后的技术发展。

浙江大学童立清、钱照明、彭方正教授撰写的《有源电力滤波器电路拓扑研究综述》一文中，分析了降低有源电力滤波器有源部分容量的7种基本对偶型有源电力滤波器拓扑结构，并对它们的工作原理、滤波特性和容量给出了详尽的分析比较，该文对有源电力滤波器的电路拓扑研究有重要的参考价值。

北京交通大学郑琼林、郝瑞祥和京仪椿树整流器公司郭文杰提交的《大功率电弧加热器电源的设计研究》一文，研究了63MW等级大功率电弧加热器AC/DC变流电源的电路设计和控制策略，提出了一种相移叠桥组合晶闸管整流主电路结构。

浙江大学、华中科技大学刘昌金、徐德鸿、唐跃进、程时杰等人撰写的《应用于超导储能的功率调节系统》一文中，研究、设计、试验了一种适用于超导储能的电流型变流器功率调节系统，主电路采用模块化结构，控制系统采用两级结构，基于瞬时功率理论的有功和无功功率闭环控制，使功率调节系统实现了四象内快速独立地调控有功和无功功率。

清华大学贺凡波、赵争鸣、袁立强的《一种基于优化算法的光伏系统MPPT方法》、中科院电工所曹笃峰等人的《30kW光伏并网逆变器的研制》和华北电力大学沈晨、陈晓明的《30kW太阳能并网发电系统应用与运行浅析》，对中小功率太阳能发电系统的研制也都有参考价值。

在传统的交流输电系统中采用电力电子技术，引入了电力电子变换器和电力电子补偿控

制器，从而能实现灵活、快速、有效控制的交流输电系统，被称为柔性交流输电系统（FACTS）。在整个电力系统引入各种电力电子变换器和电力电子补偿控制器，课实现全电力系统工况的灵活、快速、智能化、广域网路化控制，课称为智能化的柔性电力系统（FPS）。由传统电力系统发展到FPS将是电力系统百年发展史上的一个革命性变革，将使电力系统的运行更加安全、静寂、高效、优质，这一发展过程也必将推动电力电子技术在更高水平上的技术发展。

参考文献

【1】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.384-390.1992

【2】张国君，工学礼 .现代电力电子及电源技术的发展.烟台东方电子信息产业集团有限公司 264001 烟台

【3】崔振华.浅谈电力电子技术在电力系统中的应用.中国论文下载中心

【4】朱磊，侯振义，张开.电力电子技术的发展与应用.空军工程大学电讯工程学院 陕西 710077，南京理工大学动力工程学院 江苏 南京 210000

【5】陈坚.电力电子技术在电力系统中的应用专辑.华中科技大学 湖北 武汉 430074