發(fā)布時間：2023-10-08 10:17:34
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關鍵詞：火電廠 等離子點火 微油點火 節(jié)能降耗
中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2014）09-0322-02
引言
為了緩解能源緊張的局勢，世界各國的火電企業(yè)都進行燃煤鍋爐的節(jié)油技術改進，我國也是開發(fā)了很多的節(jié)能降耗技術。比如，劣質(zhì)煤燃燒技術的推廣、以煤代油的技術等。總之，這些節(jié)能技術的應用使火電企業(yè)節(jié)省了很多的能源。特別是等離子點火技術和微油點火（氣化小油槍）技術的應用，為火力發(fā)電廠燃煤機組的節(jié)能降耗開拓了廣闊的空間。
一、火電廠等離子點火技術概述
1.等離子點火技術的構(gòu)成
等離子點火技術的構(gòu)成有發(fā)生器、燃燒器、電源柜、供電系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等。等離子點火的安裝圖如圖1：
2.等離子點火技術的工作原理
等離子發(fā)生器是由線圈、陰極和陽極構(gòu)成，這些金屬材料多具有高導電率、高導熱和耐氧化特點，而且冷卻是采用水冷方式，可以緩解電弧高溫的強烈沖擊。工作原理如圖2：
圖2 等離子發(fā)生器工作原理圖
冷卻水和空氣壓力滿足條件后，電源（6）輸出電流，直流電機推動陰極（2）與陽極（1）接觸。電源輸出的電流到達工作電流后，直線電機（5）就會使陰極（2）離開陽極，就在這一瞬間，建立起電弧。陰極在空氣動力和磁場的作用下，產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧放電現(xiàn)象，生成了等離子體，下面就是等離子點火技術的如圖3：
圖3 等離子點火技術圖
同時，等離子燃燒器煤粉點火能形成局部極大的高溫火核，使煤粉顆粒得到充分的破裂，不僅可以迅速的釋放出揮發(fā)物，還能達到點火并加速煤粉的燃燒。另外，等離子含有化學活性顆粒，比如離子、原子和電子，可以進一步的加速化學成分的轉(zhuǎn)換，從而促進燃料的充分燃燒。
二、火電廠微油點火技術概述
1.微油點火技術的構(gòu)成
火電廠微油點火技術也就是指氣化小油槍系統(tǒng)，是超低負荷穩(wěn)燃技術與微油冷爐點火技術的科學結(jié)合成果。微油點火技術的構(gòu)成有強化燃燒微油小油槍、煤粉燃燒器、濃縮裝置、輔助系統(tǒng)、檢測盒控制系統(tǒng)等。微量的油在特殊的燃燒室內(nèi)通過高強度的霧化燃燒，生成高溫的火焰將煤粉點燃，實現(xiàn)冷爐助燃煤粉啟動的目的。這一先進技術的應用，不僅可以降低火力發(fā)電廠點火和助燃的用油量，還可以實現(xiàn)用煤代油的目的。下面就是微油點火技術的現(xiàn)場安裝圖如圖4：
2.微油點火技術的工作原理
微油點火小油搶是用壓縮空氣產(chǎn)生霧化把燃料油進行擠壓，形成極細的油滴，再用高能點火器使其燃燒，這樣一來就使得油滴在極短的時間內(nèi)實現(xiàn)了氣化蒸發(fā)。氣化狀態(tài)下燃燒的燃油不僅可以提高火焰的溫度，還可以縮短燃油的燃燒時間。同時，微油點火的火焰溫度很高，甚至能達到2000℃。這樣就可以使煤粉直接在燃燒器內(nèi)點燃，達到火電廠電站鍋爐啟動、停止和低負荷穩(wěn)燃的以煤帶油目的。下面就是微油點火中的燃油及壓縮空氣總路系統(tǒng)圖如圖5：
圖5 微油點火中的燃油及壓縮空氣總路系統(tǒng)圖
三、火電廠等離子點火與微油點火技術的應用
1.火電廠等離子點火技術的應用
火電廠等離子點火技術應用的范圍很廣，比如，揮發(fā)粉大于20%的煙煤。適用等離子點火技術的機組容量等級可以分為： 100 MW、125 MW、300 MW、600MW等。火電廠等離子點火技術制粉的系統(tǒng)種類有鋼球磨和直吹式系統(tǒng)。等離子點火技術的燃燒方式有切向和墻式燃燒器。總之，火電廠有近百種的鍋爐都可以應用等離子點火技術，僅安徽的大唐電廠總裝機容量就達40000MW。
2.火電廠微油點火技術的應用
火電廠微油點火技術的應用范圍也是非常廣闊的，比如，劣質(zhì)的煙煤、貧煤等。適用微油點火技術的機組容量等級可以分為： 100 MW、125 MW、200 MW、300 MW以及500 MW等。火電廠微油點火技術的燃燒方式是切向燃燒直流燃燒器和墻式燃燒旋流燃燒器。微油點火技術的制粉系統(tǒng)種類有直吹式和鋼球磨。目前，就以大唐田家庵電廠為例，使用的鍋爐機組就有50余臺，電廠總裝機容量達到20000MW.
四、火電廠等離子點火與微油點火技術的比較
1.火電廠等離子點火技術的優(yōu)點和缺點
火電廠等離子點火技術的優(yōu)點有許多，比如，不僅可以節(jié)省燃油，實現(xiàn)電廠運行的無燃油狀態(tài)，就安徽大唐電廠而言，節(jié)油率達到了100%。同時，電廠的運營安全系數(shù)得到提高，簡化燃油的運行系統(tǒng)。另外，等離子點火技術的應用減少了燃油點火的冒煙量，排放的有害物質(zhì)大大減少，使火電廠的環(huán)保效益得到提升。當然，火電廠等離子點火技術也有自身的缺點，比如，等離子點火技術系統(tǒng)設備比較復雜，因而，首次投資的資金數(shù)額巨大。同時，火電廠的等離子發(fā)生器的陰極和陽極使用壽命較短，需要經(jīng)常更換，因而支出的費用較高。另外，等離子點火受到發(fā)生器功率的制約，有時劣質(zhì)的煤無法點燃，還需要加油進行助燃。
2.火電廠微油點火技術的優(yōu)點和缺點
火電廠微油點火技術的優(yōu)點很多，比如，由于微油點火的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維護起來也相應的方便，因而火電廠的投入資金較少。同時，微油點火適用的煤可以是劣質(zhì)煤、貧煤和煙煤等。另外，微油點火的節(jié)油效果也比較明顯，就安徽大唐電廠而言，節(jié)油率達到65%.當然，火電廠微油點火技術也有自身的缺點。比如，微油點火技術在點火的時候，還需要使用一些燃油。同時，微油點火技術因為是最新研制的新技術，與等離子技術相比，還有一些不足的地方，如目前微油點火技術還沒有用到1000MW機組上。
五、以安徽大唐電廠為例，分析等離子點火與微油點火技術節(jié)能降耗的效益
安徽大唐電廠在2010年的時候安裝了二期2x300MW機組的微油點火技術和三期2x600MW機組的等離子點火技術。從2010年到2013年這段期間，電廠機組共啟動按停爐統(tǒng)計如表1：
表1 2010年―2013年機組停爐次數(shù)
1.計算電廠的成本
電廠使用的柴油是0號，在沒有進行先進技術的應用之前，電廠的正常點火一次需要花費的資金大約是30萬元。電廠采用二期的微油點火技術后，節(jié)省了60%的原油，也就是一次的點火可以節(jié)省資金約18萬。電廠三期機組采用等離子點火技術，因為是零油點火，因而一次點火節(jié)省資金約30萬元。
2.計算電廠的效益
我們根據(jù)上面的表1，就可以計算出電廠一共節(jié)約的經(jīng)濟效益如表2：
表2 電廠采用新技術節(jié)約的經(jīng)濟效益結(jié)果
由表2可以看到，從2010年到2013年，電廠二期采用微油點火技術節(jié)省了資金將近300萬元，電廠三期機組采用等子點火節(jié)省了資金約600萬元。可見，電廠采用新技術等離子點火技術和微油點火技術，不僅可以節(jié)省大量的資金，還能降低能源的使用，節(jié)能降耗的效果很顯著。
六、結(jié)語
隨著市場經(jīng)濟發(fā)展的不斷深入，國際石油資源市場出現(xiàn)了緊張局勢，表現(xiàn)在油價不斷地上漲。火電廠為了降低企業(yè)的運營成本，就必須要采用先進的節(jié)油點火技術，等離子點火和微油點火技術的應用勢在必行。火電廠在新技術的采用上，還要根據(jù)電廠自身的特點選用不同的先進點火技術。比如，對于有優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定煤源的機組最好采用等離子點火技術，二有著輕油系統(tǒng)的機組，最好采用微油點火技術。當然，等離子點火技術和微油點火技術在應用的實踐中，還會出現(xiàn)許多的問題，這就需要火電廠企業(yè)對這兩項技術要進行不斷地改進和完善，更好的實現(xiàn)節(jié)能降耗的效益。
參考文獻
[1]李琳瑯，無油直接點火燃燒器在煤粉鍋爐上應用的若干問題[J]，鍋爐技術，2013，12，
[2]楊寶榮，微油點火控制器在鍋爐中的應用[J]，微機計算信息，2013，12
關鍵詞：電力電子技術;電路系統(tǒng);應用
電力電子技術是從上世紀開始發(fā)展起來的，也稱為功率電子技術，它具有的特點是：小體積、小重量、大容量、低損耗、較長的使用壽命，而且方便維護、有優(yōu)異的控制性能。電力電子技術的應用范圍特別廣，涉及通信、電器等多個領域，應用在電路系統(tǒng)是其中一個重要方面，因此，研究電力電子技術在電路系統(tǒng)中的應用尤為重要。
1電力電子技術介紹
電力電子技術是一個由多種技術支撐的平臺，不僅包括功率半導體器件和現(xiàn)代控制技術，還包括計算機技術和電路技術。在近五十年來發(fā)展迅速，應用的范圍也從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設備以及電能質(zhì)量控制逐漸發(fā)展到新能源開發(fā)，而且在民用產(chǎn)品方面也有較廣泛的應用。在電力電子技術眾多的應用方面中，應用于電路系統(tǒng)，尤其是直流輸電的大功率電力電子技術是其中的重要方面。自本文分別介紹了將此技術應用在電路系統(tǒng)中的發(fā)電、輸電、配電和節(jié)能這四個環(huán)節(jié)。
2電力電子技術在電路系統(tǒng)中的應用
自柔流輸電概念出現(xiàn)后，越來越多的學者開始關注電力電子技術，并積極聯(lián)合多種技術，開發(fā)出許多相關的支持和應用設備。下面對電力電子技術的多個電路系統(tǒng)應用方面進行詳細介紹。
2.1將電力電子技術應用
在發(fā)電環(huán)節(jié)在發(fā)電環(huán)節(jié)，可以將電力電子技術應用在發(fā)電環(huán)境中的發(fā)電環(huán)節(jié)，涉及到的設備包括發(fā)電機組的大多數(shù)設備。在這種情況下，電力電子技術能夠?qū)崿F(xiàn)設備運行特性改善的目的。第一種情況是用于靜止勵磁，尤其是對于大型發(fā)電機，采用晶閘管整流方式，利用靜止勵磁的自并勵方式，具有明顯優(yōu)勢，能夠獲得極高的可靠性，而且結(jié)構(gòu)相對簡單，造價也不高，所以其應用技術已經(jīng)獲得了國內(nèi)外相關專家學者的青睞。在這一項應用中，將中間的慣性環(huán)節(jié)也就是勵磁機部分省去了，所以它的調(diào)節(jié)速度更快。調(diào)節(jié)速度的加快對于更好的控制規(guī)律的應用更為有益，從而控制效果的進一步優(yōu)化就能隨之實現(xiàn)。第二種情況是應用于水力和風力發(fā)電中。對于水力發(fā)電而言，水頭壓力和流量是決定其變速恒頻勵磁的關鍵因素，一旦水頭出現(xiàn)較大的變化幅度，機組將會隨著水頭的變化出現(xiàn)最佳轉(zhuǎn)速的改變。對于風力發(fā)電而言，有效功率的大小正比于風速的三次方，而且風車會隨著風速的改變出現(xiàn)捕捉最大風能的功能的轉(zhuǎn)變。在上述情況中，為了實現(xiàn)有效功率的最大化，需要實現(xiàn)機組運行的速度的變化，可以通過將轉(zhuǎn)子勵磁電流進行調(diào)整實現(xiàn)。也就是疊加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，以保持輸出頻率也就是定子頻率的不變，在這項應用中，涉及的關鍵技術是變頻電源。第三種是應用在變頻調(diào)速中。在發(fā)電廠中，風機水泵的耗電量是非常巨大的，根據(jù)統(tǒng)計，火電設備的總耗能的65%都是風機水泵貢獻的，而其中的8%又是變頻調(diào)速消耗的，也就是說風機水泵變頻調(diào)速的運行效率是比較低的。如果要實現(xiàn)節(jié)能的目的，不管是在高壓還是低壓變頻器中，將變頻調(diào)速技術應用于風機水泵是最佳的解決思路。
2.2將電力電子技術應用
在輸電環(huán)節(jié)在輸電環(huán)節(jié)，尤其是高壓輸電過程中，電力電子技術應用素有“硅片引起的第”的稱號，它的應用實現(xiàn)了電力網(wǎng)運行穩(wěn)定性的大幅度提高。在直流輸電技術中，直流和輕型直流輸電具有容量大、性能穩(wěn)定、易于靈活控制的特點，所以高壓直流輸電在長距離輸電以及在海底電纜輸電中擁有無法取代的優(yōu)勢。晶閘管換流器于上世紀七十年代第一次出現(xiàn)，代表著直流輸電正式進入電力電子技術應用時代，從此以后，晶閘管換流閥開始廣泛應用于直流輸電工程。在1980年到1990年，柔流輸電技術開始出現(xiàn)，這項輸電技術是以電力電子技術為基礎，借助現(xiàn)代控制技術，實現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)交流輸電系統(tǒng)的電壓、阻抗和相位的技術，能夠充分保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2.3電力電子技術應用
在配電環(huán)節(jié)存在于配電環(huán)節(jié)的主要問題是電能質(zhì)量的保證和供電可靠性的保證。其中對于電能質(zhì)量問題來說，既要滿足控制電壓、頻率和諧波的要求，又要滿足不對稱度的要求，同時還要防止出現(xiàn)瞬態(tài)波動和干擾。應用電力電子技術，結(jié)合現(xiàn)代控制技術，應用于電路系統(tǒng)中的配電環(huán)節(jié)，是近些年來發(fā)展起來的新型電能質(zhì)量控制技術。市場對于這項技術的需求比較大，而且由于其開發(fā)簡單、成本低廉，所以這項技術的應用前景非常好。
2.4電力電子技術應用
在節(jié)能環(huán)節(jié)電動機運用變負荷方式進行節(jié)電只是節(jié)能的一個方面，而電動機變負荷調(diào)速技術是節(jié)能研究的另一個方面，只有二者的有力結(jié)合才能實現(xiàn)真正的節(jié)能。交流調(diào)速是目前廣泛用于冶金和礦山等部門的一項技術。風機、泵類是首先采用調(diào)速控制的變負荷機械，此技術用于替代風板或節(jié)流閥，在對風流量和水流量進行控制時的效果非常明顯。變負荷的風機、水泵，國外普遍選擇交流調(diào)速方式，但在我國這項技術還處于應用推廣階段。變頻調(diào)速的具有調(diào)速范圍廣，效率和精度高，可以連續(xù)無級調(diào)速。這種技術具有損耗小，節(jié)電效率客觀的優(yōu)點，但同時也存在成本高，易產(chǎn)生高次諧波，從而對電網(wǎng)造成污染的問題。對于無功損耗的問題，功率因數(shù)的提高對于電氣設備節(jié)能尤為重要。感性負載一般是指交流異步電動機、變壓器等，在運行這些設備時，會同時消耗有功功率和無功功率，所以為了實現(xiàn)電能質(zhì)量的優(yōu)化，要同時保證無功與有功電源的優(yōu)化。一旦電力網(wǎng)或電氣設備出現(xiàn)無功容量不夠的情況時，為使得設備功率因數(shù)提高，需要加設無功補償設備。
3結(jié)束語
電力電子技術仍然處于快速發(fā)展階段，這個過程中又不斷的有新結(jié)構(gòu)器件、新材料出現(xiàn)，而且不斷進步的計算機技術也為現(xiàn)代控制技術的廣泛應用提供可能。在相關輔助技術的發(fā)展支持下，電力電子技術在電路系統(tǒng)中的應用也越來越廣泛。
參考文獻
[1]李中國.電力電子技術在綠色照明電路中的應用[J].山東工業(yè)技術,2015(11):177.
當今社會，能源問題是全球面對的一個共同的危機。由于全球各國的煤儲量、石油儲量都在迅速地減少，生態(tài)平衡遭到了嚴重的破壞，環(huán)境污染日益嚴重，因此，新能源的應用已經(jīng)迫在眉睫，世界各國對此十分重視。為了新能源的利用問題，世界各國各自啟動了各項能源計劃，表明新能源的利用已經(jīng)迫在眉睫。為了應對這種必然發(fā)展趨勢的需要，在近些年來我國各高校與電力電子和電力傳動相關的學科以上各級都開展了與新能源發(fā)電相關的電力電子應用技術的研究。可見新能源發(fā)電已經(jīng)不可避免地成為我國乃至世界電力電子技術的主要的應用領域之一。目前我國正處于一個技術急缺的時候，在電力電子技術應用方面體現(xiàn)為：二并網(wǎng)變換器主要來源于進口產(chǎn)品，我國對外來產(chǎn)品的普通運行經(jīng)驗不夠，我國的國產(chǎn)產(chǎn)品仍然在費力的摸索中逐步前進。我國產(chǎn)品的主要問題表現(xiàn)為：裝備的可靠性差，產(chǎn)品的有關性能和功能還達不到要求，產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的標準。雖然這樣，我國的電力電子技術的應用系統(tǒng)仍然的到了一定程度的發(fā)展。其表現(xiàn)如下：首先，我國的電力電子技術應用系統(tǒng)開始向大容量發(fā)展。我國發(fā)電系統(tǒng)的單機容量已經(jīng)用兆瓦來作單位，并且它在向更大的容量方向發(fā)展。其次，電力電子技術應用系統(tǒng)的高能性。這種特性主要通過電力電子技術在應用時所展現(xiàn)的高可靠性和高效率，還有電力電子技術為了適應電網(wǎng)所需求的低電壓穿越以及對電網(wǎng)進行的孤島保護等。
2智能電網(wǎng)發(fā)展歷程。
智能電網(wǎng)也是近幾年來隨著我國電力電子技術的發(fā)展在電子行業(yè)興起的概念。在人們的潛意識里，基本上認為電力電子技術、傳感技術、新能源發(fā)電技術、通訊技術等是驅(qū)動“智能電網(wǎng)”的主要因素。事實上，電力電子技術是一門包括靈活輸電、新型儲能、傳感、先進的信息、控制等技術，它承載著大規(guī)模的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電，以實現(xiàn)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效運行。近些年來，世界各國對于智能電網(wǎng)的研究愈加重視，2008年，美國提出了智能電網(wǎng)計劃，企圖用智能電網(wǎng)對各種新能源進行入網(wǎng)管理，并在此基礎上全面地對能源進行分布式的管理，最終是美國創(chuàng)造出世界上高能源使用效率的記錄。同年10月，我國也針對智能電網(wǎng)正式地啟動了一個具有可行性的研究項目。并依據(jù)這一項目規(guī)劃出了一個“三步走”的戰(zhàn)略。所謂“三步走”戰(zhàn)略，即在2010年將我國的電網(wǎng)高級調(diào)度中心建成，在2020年將我國具有初步智能特征的數(shù)字化電網(wǎng)全面建成，在2030年使得我國具有自愈能力的智能電網(wǎng)得以真正建成。可以說，電力電子應用系統(tǒng)近些年來被廣泛運用與智能電網(wǎng)中。
3電氣節(jié)能發(fā)展歷程。
變頻調(diào)速作為電氣節(jié)能的主要內(nèi)容。它是解決我國節(jié)能規(guī)劃工程中電機系統(tǒng)節(jié)能的關鍵。我國政府對自2006啟動的節(jié)能規(guī)劃工程投入頗多，因此，節(jié)能這一舉措勢在必行。變頻調(diào)速系統(tǒng)在運行過程中的主要依靠作為電機的電力電子變頻器驅(qū)動電源。隨著我國電子技術應用系統(tǒng)的不斷發(fā)展，我國的變頻調(diào)速技術也變得日趨成熟，在市場上有極大的發(fā)展空間，且其保質(zhì)期延長了許多。目前，我國高壓電機系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速技術的大約有20%，而低氣壓電機系統(tǒng)中采用此技術的大約占30%。可見，我國使用電力電子變頻器來驅(qū)動源的變頻調(diào)速系統(tǒng)在未來有著極大的發(fā)展空間。除此之外，變頻調(diào)速系統(tǒng)將會在未來繼續(xù)隨著電子技術應用系統(tǒng)的發(fā)展成為一個集成型、專用型的系統(tǒng)產(chǎn)品。它的特點即是將變頻器、電機以及其控制集于一體。
4電力牽引發(fā)展歷程。
1.1電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用
電力電子技術在電力系統(tǒng)通向現(xiàn)代化進程的道路上有著不可磨滅的功勞，我們都知道，在高電壓輸電的工程中，由電廠發(fā)出電之后，把電流通過變壓器進行變電之后再輸送，這樣做的目的是因為在電流一定的情況下，電壓越高電流也就越小，在輸送的過程中損耗也就越小，可以節(jié)省大量的電流，因為電力電子技術的變流特性，尤其是在特高壓的輸送技術發(fā)展中，利用電力電子技術，將直流輸送電端的整流和受端電流都應用了晶閘管變流裝置，這就在一定程度上解決了長距離、大容量的輸送電流導致的電流損耗過大的問題，這一舉措為中國的電力行業(yè)做出了極大的貢獻，使中國電力系統(tǒng)邁出了至關重要的一步。同時在同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)和交流電動機的變頻調(diào)速以及新能源發(fā)電和智能電網(wǎng)的應用等方面也得到了廣泛應用。
1.2電氣節(jié)能的應用
節(jié)能已經(jīng)成為了當前社會發(fā)展的必然趨勢，因為電在人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾饔茫虼穗姎夤?jié)能也就顯得尤為重要。電氣節(jié)能目前主要包括變頻節(jié)能、電能質(zhì)量控制、有源濾波等三個方面，在當前階段，變頻節(jié)能在這三個方面中又是重要的一點，人們所熟知的變頻冰箱、變頻空調(diào)等，它們已經(jīng)開始為人們的生活提供服務。在未來的發(fā)展時期中，電機變頻調(diào)速行業(yè)還要進行快速的發(fā)展，這主要是因為它的以下三個重要發(fā)展因素：一是因為變頻器產(chǎn)品越來越成熟，而且應用廣泛，現(xiàn)代電器產(chǎn)品都開始進入變頻時代，又由于它的技術越來越新，企業(yè)投資產(chǎn)品的成本也越來越低，這就更為變頻器產(chǎn)品的發(fā)展和應用提供了絕好的機會。二是因為變頻調(diào)速節(jié)能非常明顯的效果，為社會提供了廣泛的效益，也為企業(yè)提供了較高的利益，所以越來越多的企業(yè)對變頻調(diào)速節(jié)能產(chǎn)生了興趣。三是國家也開始在這方面出臺一些措施，對重點耗能企業(yè)進行嚴格控制，鼓勵督促他們發(fā)展電氣節(jié)能，不僅可以降低企業(yè)能源的消耗，同時也減少了資源浪費，為社會創(chuàng)造了巨大財富。
1.3電力電子技術在家用電器中的應用
電力電子技術在家用電器中的應用我們都深有感觸，如日常生活中應用到的“節(jié)能燈”，就是電力電子技術發(fā)展的直接產(chǎn)物，它以其體積小、發(fā)光率高等的絕對優(yōu)勢已經(jīng)取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈。同時變頻空調(diào)、變頻冰箱、電視機、音響設備、計算機等電子設備也是利用電力電子產(chǎn)品，它們已經(jīng)進入到了我們的日常生活中，并為我們生活質(zhì)量的提高做出了巨大的貢獻。
2電力電子技術的發(fā)展
2.1電力電子技術的發(fā)展階段
電力電子器件的發(fā)展分為兩個階段，一是傳統(tǒng)電力電子器件，它是以電力二極管和晶閘管（SCR）為代表的第一代電力電子器件，自1957年生產(chǎn)第一只晶閘管以來，它以其體積小、功率低等優(yōu)勢首先在大功率整流電路中迅速取代了老式的汞弧整流器，并衍生出快速晶閘管、逆導晶閘管、雙向晶閘管、不對稱晶閘管等多種品種。雖然此類器件通過門極只能控制開通而不能控制關斷，而且它立足于分立元件結(jié)構(gòu)，工作頻率難以提高，大大限制了它的應用范圍，但是因為它價格低廉，所以在大電流、高電壓的發(fā)展空間依舊很多，目前以晶閘管為核心的設備在許多場合仍然被廣泛使用。二是現(xiàn)代電力電子器件，它是將微電子技術和電力電子技術相結(jié)合，研制出的一種全新的高頻、全控型器件。現(xiàn)代電力電子器件的主要產(chǎn)品有功率晶閘管、可關斷晶閘管、功率場控晶體管、絕緣柵雙極晶體管、MOS門極晶閘管等。這些產(chǎn)品當中，由于絕緣柵雙極晶體管和MOS門極晶閘管兩個為場控復合器件，所以也成為了最有發(fā)展前途的兩種。
2.2電力電子技術的發(fā)展方向
器件是電力電子技術的基礎，也是電力電子技術發(fā)展的動力，電力電子器件的發(fā)展方向也就決定了電力電子技術的發(fā)展方向。電力電子技術作為自動化、智能化及機電一體化的一個重要技術，未來電力電子器件可能在以下幾個方面發(fā)展：（1）大容量化。利用微電子技術，提高單個器件的電壓、電流容量，從而達到滿足高壓大電流的需要；（2）易驅(qū)動。由電流驅(qū)動發(fā)展為電壓驅(qū)動，大力發(fā)展復合器件，還可專門研制專用集成模塊，以便更適合中小功率的控制；（3）模塊化。采用新技術和新工藝，將幾個電力電子器件集中到一起，不僅縮小其體積減少連線，同時還可減低企業(yè)的生產(chǎn)成本；（4）功率集成化。充分利用集成電路工藝，將集成電路的功能與電力電子器件集成于一塊芯片，實現(xiàn)集成電路功率化和功率器件集成化，并逐步向智能化方向發(fā)展；（5）高頻化。采用新材料、新工藝，在一定的開關損耗下盡可能的提高器件的開關速度，使裝置可以在更高的頻率上運行（。6）降低導通壓降。研制出比二極管壓降還低的器件來提高交流效率、節(jié)省電能。
2.3電力電子技術的未來發(fā)展前景
電力電子技術已經(jīng)進入到千家萬戶，它在人們的生活中扮演著各種各樣重要的角色，在未來有著非常大的發(fā)展前景，這可以在以下幾個方面體現(xiàn)出來：新材料的更新。現(xiàn)今社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，人們的生活水平也越來越高，對于新產(chǎn)品新材料的要求也越來越高，這就要求我們需要在技術和材料上有新的更新。因為電力電子技術在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽迷絹碓綇V泛，所以材料的更新更是顯得尤為重要。在頻率、功率等方面的研究可以有效降低器件的溫度，減少器件體積，也可使成本大大降低，改進系統(tǒng)性能，擴大應用范圍，使越來越多的領域可以從電力電子技術中受益。改進裝置封裝形式。在未來的發(fā)展前景中，電力電子技術將會對器件的裝置形式進行不斷改進，全面實現(xiàn)電力電子器件的模塊化和集成化，這樣不僅可以減少生產(chǎn)成本，同時可以獲得更高的可靠性。發(fā)展新型的全半導體交流系統(tǒng)。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，對電子產(chǎn)品的要求也越來越高，經(jīng)濟使用并且體積嬌小外形美觀的電子產(chǎn)品越來越成為人們的鐘愛，因此，電力電子技術的發(fā)展便可在體積小、重量輕、損耗小、無功率等方面做文章，加大設計力度和創(chuàng)新手法，以此來滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需要。
3總結(jié)
電力電子技術將各種能源高效率地變換為電能，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的作用，但在實踐過程中仍存在許多問題，如，能源消耗問題，在電器設備中，變壓器和交流異步電動機均屬于感性負載，在運行過程中消耗有功功率與無功功率，設備的使用要求較高，技術不穩(wěn)定，會造成裝置的損壞。再如諧波污染，電力電子技術的快速發(fā)展也帶來一定弊端，電力電子裝置越來越多地應用于冶金、化工、煤炭和運輸?shù)戎T多領域，隨著這些裝置的廣泛操作應用，將大量的諧波和無功功率注入電網(wǎng)，使電網(wǎng)的電能質(zhì)量下降，造成“電網(wǎng)污染”。諸如此類問題是技術實踐中的難關，要做到環(huán)境，經(jīng)濟，科技的和諧統(tǒng)一，仍需科技工作者的研討以繼續(xù)完善技術實踐體系。
2電子電力技術分類及在電力系統(tǒng)中的可實際應用領域
電力電子技術包括電力電子器件的制作技術和變流技術兩個大類，應用領域?qū)挘瑥V泛用于交通運輸、電力系統(tǒng)、電子裝置電源、新能源等，在家用電器、變頻空調(diào)、工業(yè)設備中預防電源間斷的UPS應用、航天飛行器等領域也有應用實踐的區(qū)域。具體來看，家用節(jié)能燈、變頻空調(diào)、電視音響、洗衣機、微波爐等都是采用電力電子技術。電力電子技術應用廣泛，其在工業(yè)及科技發(fā)展方面的作用也十分突出，下文針對兩個不同應用方面提出一點看法
2.1社會供電系統(tǒng)應用
傳統(tǒng)的電力供量已無法滿足現(xiàn)代需求量，不僅要開發(fā)資源，技術的開發(fā)更具主要性。提高能源的使用效率，需要電力技術的實踐，而電力電子產(chǎn)品相配套使用，能夠提高安全指數(shù)，經(jīng)濟節(jié)能，體現(xiàn)生態(tài)化，經(jīng)濟高效化的現(xiàn)代化精神，使現(xiàn)代技術與環(huán)境高效統(tǒng)一。據(jù)資料表明，新能源發(fā)電在未來幾十年，總量將增加幾倍，隨著太陽能、生物質(zhì)能、風能發(fā)電成本的大幅度下降，將增加競爭力。然而二次能源的運用仍有一定的局限性，如，太陽能發(fā)電需要解決發(fā)電時間的局限性，風力發(fā)電需要解決土地資源利用的矛盾，只要在技術上有新突破，克服局限性，將對人類社會造就巨大福祉，科研人員更應該看清實際應用的具體要求進行探究。
2.2遠距離輸電應用
直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDCLight）技術相比較，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。1970年世界上第一項晶閘管換流器，標志著電力電子技術正式應用于直流輸電。之后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。FACTS技術是一項基于電力電子技術與現(xiàn)代控制技術對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術，可實現(xiàn)對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90年代以來，國外在研究開發(fā)的基礎上開始將FACTS技術用于實際電力系統(tǒng)工程。其輸出無功的大小，裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本較低。諸如此類，通過技術之間的比較探討才能進行更高效地實踐。
3對技術化的應用提出意見和發(fā)展指引
3.1針對發(fā)展過程的某些具體狀況
進行專題探討，如諧波污染，針對解決方案進行研究，對無源濾波器與有源濾波器兩種治理方式進行比較：無源電力濾波器，用無源電力濾波器進行抑制諧波、補償無功和提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，但濾波效果受電力系統(tǒng)阻抗的影響較大，與無源電力濾波器相比，有源電力濾波器具有更大的優(yōu)勢，有源電力濾波器可以補償各次諧波，還可同時補償無功功率、抑制閃變、調(diào)節(jié)和平衡三相不平衡電壓，濾波特性不受系統(tǒng)阻抗和頻率的影響，可消除與電網(wǎng)阻抗發(fā)生串、并聯(lián)諧振的危險。
3.2注重生態(tài)化的科技研究，節(jié)能
是電力電子技術應用未來發(fā)展的重要領域。進行電機系統(tǒng)的節(jié)能是趨勢所需，據(jù)資料表明，按照國家計劃，今5年內(nèi)，將投500億元，爭取年節(jié)電達到1000億kWh，作為國民經(jīng)濟行業(yè)主力設備電動機系統(tǒng)的調(diào)速節(jié)能，存在巨大的需求。未來10年，對經(jīng)濟型調(diào)速裝置的開發(fā)、變頻調(diào)速，城市交通系統(tǒng)，磁懸浮列車異步電動機的變頻調(diào)速，電動汽車起動和穩(wěn)定運行，要求有大量技術施用。
4結(jié)語
【關鍵詞】電力電子；電力傳動；發(fā)展
中圖分類號： F407 文獻標識碼： A
一、前言
電力電子技術在我國應用廣泛，隨著科技的不斷發(fā)展，電力電子與電力傳動水平也逐漸提升，同樣也面臨著挑戰(zhàn)與機遇。
二、電力電子的含義和任務
從學術角度看，主要任務是研究電力電子功率電子（半導體）裝置，逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)和控制及其相關電力電子系統(tǒng)中的應用過程中，實現(xiàn)對電力、磁能量轉(zhuǎn)換、控制、傳輸和存儲，為了達到一個合理的平衡，以及各種形式的有效利用，提供了高質(zhì)量的電能。本問主要內(nèi)容和研究范圍包括：電力電子技術、電力電子器件及功率集成電路。電力電子技術研究內(nèi)容主要包括新的或舊的電力電子功率、節(jié)能與新能源電力電子、軍事和空間的電力電子變換器變換技術應用工程、智能技術、電力電子控制系統(tǒng)和計算機仿真、建模、以及電力電子技術的相關應用。研究內(nèi)容主要包括大功率變換器的節(jié)能應用，可再生能源發(fā)電、鋼鐵、冶金、電力、電力牽引、推進、信息和網(wǎng)絡的電力電子系統(tǒng)以及電力電子系統(tǒng)的可靠性、故障分析復雜電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性、適應性。電力電子系統(tǒng)集成，研究內(nèi)容主要包括電力電子模塊標準化；單芯片和多芯片系統(tǒng)的設計；電力電子集成系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性。
從工程應用的角度看，無論是電力、機械、采礦、運輸、石油化工、紡織等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，或通信、激光、機器人、環(huán)境保護、原子能、航空航天等高新技術產(chǎn)業(yè)，提供高質(zhì)量的電源的都是其正常運行的基礎，特別是能源的節(jié)約。而電力電子是不同的能量有效地轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的電能，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的一個重要手段，提高人們的生活質(zhì)量，已成為重中之重。其中信息技術是先進制造技術的另一種集中體現(xiàn)，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)橋梁的自動化、智能化、節(jié)能化，機電一體化。電力電子技術的突出特點是高效、節(jié)能、節(jié)材。因此電力電子技術已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟的重要基礎，是一個重要的現(xiàn)代科學技術，其發(fā)展支撐著工業(yè)和國防。因此，無論是高技術應用領域或各種傳統(tǒng)行業(yè)，包括照明、家用電器和同樣廣泛的應用領域，都與人們的日常生活密切相關。現(xiàn)實生活中電器和電子產(chǎn)品已經(jīng)無所不在。由于目前我國還沒有形成一個完整的自主的電力電子電力系統(tǒng)，所以它已成為建立現(xiàn)代科學的瓶頸，該行業(yè)和我國自主國防系統(tǒng)站之間也應該加強聯(lián)系的緊密性。
三、電力傳動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析
目前，我國高校的教學模式是對電力的理論和實踐的普遍現(xiàn)象的認知。由于電氣工程及其自動化專業(yè)，是一個強大工科專業(yè)，電力技術的專業(yè)實力和計算機技術的相互滲透，“電力電子技術”，“電機驅(qū)動控制系統(tǒng)”和“交流調(diào)速”課程所涉及的基本理論和一系列要求知識，扎實的理論基礎，學生必須具備較強的分析和解決問題的能力和實踐能力。
1.輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑
高性能交流驅(qū)動系統(tǒng)電壓型PWM逆變器中的應用日益廣泛，PWM技術的研究更深入。PWM技術可分為三類：正弦PWM，優(yōu)化PWM及隨機PWM。
2.應用矢量控制技術、直接轉(zhuǎn)矩控制技術及現(xiàn)代控制理論
交流電機驅(qū)動系統(tǒng)是一個多變量、非線性、強耦合、時變的控制對象，變頻調(diào)速控制，交流電動機的動態(tài)控制是70年代初提出，不僅可以控制每個變量的振幅，而且在控制階段，為了解耦矢量變換方法對交流電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，高性能的交流傳動系統(tǒng)逐漸向?qū)嶋H使用。高動態(tài)性能的矢量控制變頻器，目前已經(jīng)成功應用于軋鋼機主傳動系統(tǒng)，電力牽引系統(tǒng)和數(shù)控機床。此外，為了解決復雜系統(tǒng)的控制精度之間的矛盾，同時也提出了一個新的控制方法，如直接轉(zhuǎn)矩控制，方向控制電壓，特別是微機控制技術，現(xiàn)代控制理論中的各種控制方法已經(jīng)應用，最優(yōu)控制雙模擬調(diào)節(jié)器控制，可以提高系統(tǒng)的動態(tài)性能，滑模變結(jié)構(gòu)控制（滑模）能提高系統(tǒng)的魯棒性。
3.廣泛應用微電子技術
隨著微電子技術的發(fā)展，數(shù)字式控制處理芯片的運算能力和可靠性得到很大提高，這使得全數(shù)字化控制系統(tǒng)取代以前的模擬器件控制系統(tǒng)成為可能。目前適于交流傳動系統(tǒng)的微處理器有單片機、數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor――DSP）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit――ASIC）等。其中，高性能的計算機結(jié)構(gòu)形式采用超高速緩沖儲存器、多總線結(jié)構(gòu)、流水線結(jié)構(gòu)和多處理器結(jié)構(gòu)等。
四、電力電子技術目前存在的問題
在過去，中國的國民經(jīng)濟各部門雖然引進了許多國外先進技術，又注重本土化的問題，雖然他們大多經(jīng)過幾年可以達到70%的本地化率，但只要我們仔細分析，不難發(fā)現(xiàn)，外國公司拒絕轉(zhuǎn)讓技術的重要組成部分，是電力電子技術和高技術動力傳動產(chǎn)品的核心技術相關。電力電子技術的應用涉及的核心可以概括為：大功率變流技術、電力電子技術和控制技術、大功率并網(wǎng)逆變器技術、大功率電力電子器件和電力電子數(shù)字控制技術。
實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制必要條件以及前提是系統(tǒng)能觀性的研究，在控制系統(tǒng)的極點配置、動態(tài)解耦控制、鎮(zhèn)定、漸進跟蹤和、靜態(tài)解耦控制、擾動抑制和線性二次型最優(yōu)控制等方面都具有很強的意義。電力電子變換器又純電路系統(tǒng)構(gòu)成，按照基爾霍夫定律，在該系統(tǒng)中的電力都是可以計算以及檢測出來的，所以一般來說，電力電子變換器可以稱之為一種能觀性的系統(tǒng)，可是電力電子系統(tǒng)中依然有能觀性問題。
發(fā)現(xiàn)電力電子變換器的混沌現(xiàn)象是在20世紀90年代，該發(fā)現(xiàn)解開了長期性的疑惑，電力電子變換器經(jīng)常會呈現(xiàn)出某種不規(guī)則或奇異現(xiàn)象，例如運行時突然崩潰、控制系統(tǒng)的間歇振蕩、不明的電磁噪聲、系統(tǒng)無法按設計要求工作系甚至統(tǒng)運行的不穩(wěn)定等。實際上目前對電力電子變換器混沌問題的研究顯示，這些現(xiàn)象的產(chǎn)生就是電力電子變換器運行的穩(wěn)定性問題，當電力電子變換器參數(shù)變化到一定范圍時，就會產(chǎn)生不穩(wěn)定運行狀態(tài)，混沌現(xiàn)象就隨之出現(xiàn)。誠然如果在電力電子變換器初期研究就有計劃的進行穩(wěn)定性分析，它的混沌現(xiàn)象可能就會被盡早發(fā)現(xiàn)，盡早發(fā)現(xiàn)就能及時避免，長期以來只能將它歸結(jié)為系統(tǒng)故障和外界隨機干擾的誤解就被消除，也不會因此影響到電力電子變換器的設計、研究和開發(fā)，使電力電子變換器性能的得到提高。與此同時也可盡早研究利用電力電子變換器混沌特性提高變換器的特性，例如優(yōu)化變換器參數(shù)設計，避免有害混沌現(xiàn)象的出現(xiàn)，消除奇異或不規(guī)則現(xiàn)象，提高電力電子變換器穩(wěn)定性；利用混沌運動的初值敏感性，提高電力電子變換器的動態(tài)響應特性和進行微電量檢測；利用混沌功率譜特性降低電力電子變換器中的電磁干擾；利用混沌同步特性實現(xiàn)電力電子變換器的均流控制等。由此可以說明電力電子變換器穩(wěn)定性不是一個是否需要研究的問題，而是一個必須研究的問題。
五、電力電子技術在電力系統(tǒng)中應用的發(fā)展方向
從目前的情況來看，最可靠的電子技術是未來電力電子技術發(fā)展的新熱點。采用表面貼裝技術先進的電力電子技術，多個設備的主電源集成在一起，具有多種功能，大大降低了電力電子裝置的重量和體積，同時也降低了損耗和成本，提高工作效率。新材料是電力電子器件的發(fā)展的基礎，因此在電力電子技術發(fā)展的一個瓶頸是新材料的開發(fā)。近年來，新的半導體材料，如碳化硅。如果集成技術的突破和新的半導體材料的突破性的整合，會有更多更好的新設備的性能，功能更強大，smanpower高壓功率集成電路是一個明顯的例子，他的存在，極大地滿足了需要大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。除了這些，自動控制芯片的發(fā)展也很迅速。為了更好的使用性能優(yōu)良的新裝置，為了如波形生成，滿足驅(qū)動電路，控制電路和實時保護等方面的要求，只有通過新材料，新技術的發(fā)展，不斷創(chuàng)造快速性能更加完善，人工智能程度高新的高速控制芯片，更方便的工業(yè)應用。
中國的電力電子器件的集成技術能力與發(fā)達國家相比，仍然存在較大差距，要想中國電力電子技術的創(chuàng)新發(fā)展，形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，必須有中國特色產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新，這就要求堅定不移地堅持和掌握生產(chǎn)、學習和研究共同發(fā)展相結(jié)合的道路。從跟蹤國外先進技術，在其基礎上逐步走上自主創(chuàng)新，從創(chuàng)新的跨學科的相互滲透，從器件選型和電路結(jié)構(gòu)的變革創(chuàng)新，這是特別有用的技術創(chuàng)新的動力。從新材料科學中的應用創(chuàng)新，促進電力電子器件制造技術的發(fā)展創(chuàng)新，提高器件的可靠性。這種形式的基礎上積累的創(chuàng)新之路。使技術創(chuàng)新和產(chǎn)品應用以及市場營銷相結(jié)合，從而快科技創(chuàng)新的自我強化的循環(huán)，推動技術創(chuàng)新和促進穩(wěn)定的基礎，使我國的電力電子技術和設備制造技術形成一種新的朝陽產(chǎn)業(yè)，從而轉(zhuǎn)化為更先進的生產(chǎn)力，由粗放經(jīng)營向集約型營銷發(fā)展，從而促進我們的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國民經(jīng)濟高速度、高度、可持續(xù)發(fā)展。
六、結(jié)束語
只有以正確的態(tài)度來面對電力電子與電力傳動面臨的挑戰(zhàn)與機遇，才能使該部分技術更加完善，也是我國科技進步的體現(xiàn)。
參考文獻：
[1]杜魚.我國電力電子與電力傳動面臨的挑戰(zhàn)與機遇.民辦教育研究.2013年3月，第2期，166-168.
[關鍵詞] 電力電子技術 電力系統(tǒng) 應用
0.引言
電力電子技術經(jīng)歷了半個世紀的發(fā)展歷程，目前已在眾多領域得到廣泛地運用，諸如民用產(chǎn)品、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設備發(fā)行以及新能源開發(fā)等行業(yè)。它將現(xiàn)代控制技術、功率半導體器件、計算機技術和電路技術作為支撐依據(jù)已經(jīng)在國民經(jīng)濟中發(fā)揮出不可替代的重要作用，其直接影響著未來輸電系統(tǒng)的性能。HVDC――直流輸電――是在電力系統(tǒng)中最為成功的電力電子技術。繼上世紀八十年，提出了FACTS――柔流輸電――的概念，從而電力系統(tǒng)中應用電力電子技術引起了眾多學者的研究與關注，眾多的闡述以及總結(jié)有關設備的基本原理層見迭出，相繼又產(chǎn)生了各種設備。電力系統(tǒng)是電力電子技術得以充分應用的一個重要領域，因此，探討電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用具有現(xiàn)實的意義。
1.電力電子技術在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用
在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)中，將牽涉到眾多種類的發(fā)電機組的設備，怎樣提高和加強此些設備的運行特性是我們所要達到的目的，而電力電子技術在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用就能夠很好的實現(xiàn)這種目的。
1.1 大型發(fā)電機的靜止勵磁控制
靜止勵磁的優(yōu)點是具有較為簡單的結(jié)構(gòu)、較高的可靠性，并且造價也不高，其通過晶閘管整流自并勵方式已在各大電力系統(tǒng)中普遍的使用。因為對中間慣性環(huán)節(jié)即勵磁機的省去，使得它具備了特有的快速性調(diào)節(jié)，這樣一來，為先進的控制規(guī)律提供提供了充分發(fā)揮作用，同時控制效果更加良好。
1.2 水力、風力發(fā)電機的變速恒頻勵磁
水力發(fā)電的有效功率主要取決于以下兩點：水頭壓力以及流量。在具有相對大的水頭變化幅度的情況下，抽水蓄能機組最佳轉(zhuǎn)速也會隨著水頭的變化幅度而產(chǎn)生變化。風速的三次方同風力發(fā)電的有效功率呈正比，風車捕捉最大風能的轉(zhuǎn)速會隨著風速的變化產(chǎn)生變化。因此，機組變速運行，易言之，對轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率進行調(diào)整，讓它同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后具有相對恒定的定子頻率，進而取得最大的有效功率，電力電子技術在在水力、風力發(fā)電機的運用當中，變頻電源是技術核心。
1.3 發(fā)電廠風機水泵的變頻調(diào)速
發(fā)電廠的廠用電率平均是8%，在火電設備總耗電量中，風機水泵耗電量大約占到65%，不但具有較大的耗電量，而且運行效率也不高，為了實現(xiàn)節(jié)能的目的，在使用高壓（低壓）變頻器的時候能夠使風機水泵變頻調(diào)速，進而降低耗電量。從當前的狀況而言，低壓變頻器技術的成熟性毋庸置疑，在國內(nèi)乃至國外都有很多的生產(chǎn)廠家，僅是系列產(chǎn)品在一定程度上還不具有完整性。然而能夠設計并生產(chǎn)高壓大容量變頻器的廠家還沒有幾個，這就需要通過校企合作的方式，進行聯(lián)合開發(fā)，從而達到滿足生產(chǎn)需求的目的。
2.電力電子技術在在輸電環(huán)節(jié)中的應用
2.1高壓直流輸電技術。 20世紀70年代，在瑞典建成世界上第一項晶閘管換流閥實驗工程，從而替代了以前的汞弧閥換流器，這是電力電子技術在直流輸電中獲得應用的一個里程碑時段。從此之后，在直流輸電工程，都以使用晶閘管換流閥為主。近年來，隨著科學技術的不斷發(fā)展，新的直流輸電技術通過使用諸如GTO等可關斷器和脈寬調(diào)制技術，不必采用換流變壓器，從而能夠讓整個換流站搬遷，在較短的輸送距離中，這就加強了中型直流輸電工程的競爭力。另外，由于使用了可關斷的電力電子器件，避免了換流器換相的不成功，加之不存在要求受端系統(tǒng)的容量，所以，能夠應用于海上石油平臺等這些小系統(tǒng)的供電。將來還能夠用于城市配電系統(tǒng)。這些年來，直流輸電技術獲得了進一步發(fā)展，IGBT等可關斷電力電子器件組成的換流器被應用在輕型的直流輸電器件上，通過脈寬調(diào)制技術進行無源逆變，使得直流輸電向無交流電源的負荷點送電的難題得到解決，不僅在極大地簡化了設備，而且減少了造價成本。
2.2柔流輸電（FACTS）技術。柔性的交流輸電技術產(chǎn)生于上世紀八十年代的后期，這些年取得迅速的發(fā)展。FACTS是指現(xiàn)代控制技術同電力電子技術相結(jié)合，達到連續(xù)調(diào)節(jié)、控制相位角、電壓等的目的，進而在很大程度上加強輸電線路的輸送能力，提升電力系統(tǒng)的可靠性，減少輸電過程的損耗量。因為傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)電力潮流的手段僅能達到調(diào)節(jié)局部穩(wěn)態(tài)潮流的作用，加之機械開關的動作時間較長，沒有較快的響應，根本不可以適應在暫態(tài)過程中快速柔性連續(xù)調(diào)節(jié)和阻尼系統(tǒng)振蕩的需求，所以，電網(wǎng)發(fā)展的要求使得柔流輸電（FACTS）技術獲得良好的應用與發(fā)展，截止目前，柔流輸電控制器有許多種，且均能對電力系統(tǒng)中變量，例如勵磁電流、電壓、阻抗以及功率等等進行控制，繼而提高交流輸電的運行性能。
3.電力電子技術在在配電環(huán)節(jié)中的應用
在配電環(huán)節(jié)，我們亟待解決的問題是加強供電的穩(wěn)定性以及提高電能質(zhì)量。應用用戶電力技術（Custom Power）亦稱DFACTS技術是配電環(huán)節(jié)應用電力電子技術的最為普遍的技術，它是現(xiàn)代控制技術同電力電子技術的有效結(jié)合，配電環(huán)節(jié)應用用戶電力技術的主要手段是通過交流輸出電系統(tǒng)，加強供電的穩(wěn)定性，提高配電的輸出能力，并且提升電能質(zhì)量。此外，在配電環(huán)節(jié)被普遍運用的電力電子技術還有柔流輸電即FACTS技術，而用戶電力技術可以看做是FACTS設備的縮小版或者姊妹型新技術，其功能原理在前文已進行分析，在此不作贅述。當前，DFACTS技術和FACTS技術已經(jīng)發(fā)展到融合為一體。
4.電力電子技術在節(jié)能環(huán)節(jié)的應用
4.1變負荷電動機調(diào)速運行
為了使電力電子技術在在節(jié)能環(huán)節(jié)有所作為，我們就需著手于以下兩方面：①電動機自身方面的應用；②變負荷電動機的調(diào)速技術的應用。倘若能將兩者有機的結(jié)合在一起，勢必會使電動機的節(jié)能獲得顯著的效果。近年來，風機和水泵在國外大多數(shù)采用調(diào)速控制，鑒于在國內(nèi)對其的應用還不夠成熟，以及由于變負荷的風機和泵類等采用交流調(diào)速替代節(jié)流閥（或者擋風板）對水流量、風流量進行控制都能取得良好的效果，并且具有較高的效率和精度，以及較廣的調(diào)速范圍，加之能夠連續(xù)無級調(diào)速，同時在調(diào)速過程中具有相對小的轉(zhuǎn)差損耗，節(jié)電率能夠達到百分之三十，然而采用調(diào)速控制雖然有上述優(yōu)點，卻也存在較高的成本以及產(chǎn)生高次諧波的缺點，但這并不會影響其在礦山和冶金等部門的推廣。因此，我國對其應加強研究，并需要進一步推廣，
4.2減少無功損耗，提高功率因數(shù)
交流異步電動機以及變壓器在電氣設備中均屬于感性負載，其在運行的過程中對無功功率、有功功率都要消耗，所以，同有功電源一樣，無功電源是確保電能質(zhì)量的不可或缺的部分，要在電力系統(tǒng)中維持無功平衡，不然，將導致功率因數(shù)的降低，系統(tǒng)電壓的下降以及設備的損壞，甚至致使大規(guī)模的停電事故的出現(xiàn)，為了杜絕此類事件的產(chǎn)生，我們要在電力網(wǎng)或電氣設備無功容量不足時，增裝無功補償設備，提高設備功率因數(shù)。
5.結(jié)束語
綜上所述，電力電子技術能夠在電力系統(tǒng)的眾多領域得到廣泛地運用，隨著現(xiàn)代計算機技術的不斷發(fā)展，我們應加大電力電子技術的研究力度，使其應用性更加的完善，對電力系統(tǒng)的控制以及節(jié)能起到更大的作用，以及最大幅度地提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而獲得巨大效益。
【關鍵詞】電力電子；器件；應用
一、引言
在上世紀各項科學技術及社會需求的帶動下，電力電子技術出現(xiàn)并得到了很大的發(fā)展，逐漸它在電控裝置、電氣自動化系統(tǒng)當中的應用越來越廣。如今，各式各樣的自關斷器件大量的出現(xiàn)，使性能得到了很大程度的提高，同時容量方面也有很大的擴展。以PWM控制為代表的、采用數(shù)字控制的電力電子裝置性能日趨完替。目前，電力電子技術已經(jīng)被應用于各個領域當中，從電力到工業(yè)再到交通，無不有其身影，且目前開始迅速想家電、通信以及節(jié)能方面開始發(fā)展。
二、其他學科與電力電子技術之間的關系分析
（一）電子學與電力電子技術之間的關系
與傳統(tǒng)的電子器件制造工藝相比，電力電子器件的制造工藝、技術與其沒有太多的差別，兩者基本相同。如今的電力電子器件生產(chǎn)、制造一般都為集成電路，應用了微電子制造相關方面的技術，許多設備都和微電子器件制造設備通用，說明二者同根同源。
（二）電氣工程與電力電子技術之間的關系
電力電子技術廣泛用于電氣工程中的高壓直流輸電、靜止無功補償、電力機車牽引、交直流電力傳動電解、電鍍、電加熱、高性能交直流電源等領域。通常把電力電子技術歸屬為電氣工程學科，并且電力電子技術是電氣工程學科中最為活躍的一個分支，其不斷進步給電氣工程的現(xiàn)代化以巨大的推動力。
（三）控制理論與電力電子技術之間的關系
控制理論廣泛用于電力電子系統(tǒng)中，使電力電子裝置和系統(tǒng)的性能滿足各種需求。電力電子技術可看成“弱電控制強電”的技術，是“弱電和強電的接口”，控制理論是實現(xiàn)該接口的強有力紐帶。控制理論和自動化技術密不可分，而電力電子裝置是自動化技術的基礎元件和重要支撐技術。
三、電力電子技術主要器件分析
電力電子器件既是電力電子技術的基礎，也是電力電子技術發(fā)展的強大動力。電力電子器件的發(fā)展對電力電子技術的發(fā)展起著決定性的作用，因此，電力電子技術的發(fā)展史是以電力電子器件的發(fā)展史為綱的。至今電力電子器件發(fā)展可分為三個階段，電力電子技術的發(fā)展也相應地分成三大步。
（一）不可控器件
1955年美國通用電氣公司研發(fā)了第一個電力電子器件一一硅整流管（SR）。它的問世使變流技術從機械整流、汞弧整流進入電力半導體整流。1957年出現(xiàn)了硅晶閘管（SCR），接著晶閘管的派生器件：逆導晶閘管（KN）、雙向晶閘管（KS）、快速晶閘管（KK）、門極輔助關斷晶閘管（GATT）、非對稱晶閘管（ASCR）等相繼問世，從而使電力電子技術不僅具有整流功能（交流直流），而且具有逆變（直流交流）、斬波（直流直流）、變頻（交流交流）等功能。在這一發(fā)展階段的電力電子器件，基本上都是分立器件或幾個分立器件的組合，它們能被控制導通，而不能被直接控制關斷，要靠“電流過零”或強迫換流才能關斷，這就形成了以晶閘管及其派生器件為代表的第一代電力電子器件。
（二）半可控器件
半可控器件的代表是晶閘管，它在1956年由貝爾實驗室發(fā)明，并在1958年由GE公司組織生產(chǎn)，稱為硅可控整流器（Silicon-ControlledRectifie或SCR），中文簡稱晶閘管。晶閘管是一個四層三端結(jié)構(gòu)，三個端子分別為發(fā)射極、集電極和門極，它的導通條件除集電極與發(fā)射極問加正向電壓外，還需在門極加正向脈沖，否則不能由斷態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥☉B(tài)。另外，晶閘管開通后沒有切斷電流的能力，要靠電流自行過零，才能恢復阻斷狀態(tài)。因而，這是半可控器件，即只能控制開通而不能控制阻斷。
80年展起來的半可控電力電子器件，主要有巨型晶體管（GTR）、門極可關斷晶閘管（GTO）、絕緣柵雙極晶體管（（IGBT）、單極場控晶體管（電力MOSFET）、靜電感應晶體管（SIT）、靜電感應晶閘管（SITH）和MOS控制晶閘管（MCT）等，形成了第二代電力電子器件。在結(jié)構(gòu)上，它們具有功率集成器件的特點，在功能上，它們具有通過電流信號（或電場）控制器件導通或關斷的特點。
（三）全可控器件
全控型器件主要是功率晶體管GTR，功率場效應管Power-MOSFET，門極可關斷晶閘管。GTR是一種NPN開關器件，可用基極電流開關集電極主電流，即具有自關斷能力，它還具有開關時間短、通態(tài)電壓低、開關損耗小、高頻性能好、驅(qū)動簡單、成本低廉等優(yōu)點。因此它正在中小功率交流調(diào)速、逆變及斬波等方面取代著晶閘管的地位。GT可工作在10kHz，廣泛應用于500kW以下的感應電機變頻調(diào)速、不間斷電源以及脈沖電源。
門極可關斷晶閘管GTO是一種既可在門極加正脈沖使之由斷態(tài)變?yōu)橥☉B(tài)，又可在門極加負脈沖使之由通態(tài)變?yōu)閿鄳B(tài)的器件，因此這種器件可控制電路的通斷。
四、電力電子技術在各領域當中的應用
目前，電力電子技術已經(jīng)被應用于各個領域當中，從電力到工業(yè)再到交通，無不有其身影，且目前開始迅速想家電、通信以及節(jié)能方面開始發(fā)展。
（一）電力系統(tǒng)當中對電力電子技術的應用
將電力電子技術引入電力系統(tǒng)并獲得廣泛應用的領域，首推應是同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，這種勵磁系統(tǒng)由于動作迅速，容易設計出高頂值電壓，并且控制功率小，因而，作為電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有優(yōu)越的性能；另一領域是交流電動機的變頻調(diào)速，它的應用，節(jié)約了可觀的電能。近年來，國外還研究將電力電子技術引入抽水蓄能電站，以提高水泵水輪機的效率，并已取得成果。
在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電環(huán)節(jié)中都離不開電力電子器件和電力電子技術。電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機組的多種設備，電力電子技術的應用極大地改善這些設備的運行特性。在輸電環(huán)節(jié)中，電力電子器件大量應用于高壓輸電系統(tǒng)，被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運行特性。配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題是如何加強供電可靠性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和小對稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾。電力電子技術和現(xiàn)代控制技術在配電系統(tǒng)中的應用，成功地解決了這些難題。
（二）一般工業(yè)中對電子電力技術的應用
在工業(yè)中大量應用交直流電動機進行電力拖動，直流電動機有良好的調(diào)速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來電力電子變頻技術的迅速發(fā)展，使交流電機的調(diào)速性能可與直流電機媲美，交流調(diào)速技術大量應用并占據(jù)主導地位。
電化學工業(yè)大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電力電子技術還大量用于冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。
（三）家用電器中對電力電子技術的應用
照明在家用電器中有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源，通常被稱為“節(jié)能燈”，正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈變頻空調(diào)器是家用電器中應用電力電子技術的典型例子之一。電視機、音響設備、家用計算機等電子設備的電源部分也都需要電力電子技術。此外，有些洗衣機、電冰箱、微波爐等電器也應用了電力電子技術。
五、結(jié)語
當前，電力電子技術仍在不斷發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)器件的陸續(xù)誕生，計算機技術的進步為現(xiàn)代控制技術的實際應用提供了有力的支持，在各行各業(yè)中的應用越來越廣泛，從人類對宇宙和大自然的探索，到國民經(jīng)濟的各個領域，再到我們的衣食住行，到處都能感受到電力電子技術的存在和巨大魅力。
參考文獻
[1]張文亮，湯廣福，查鯤鵬，等.先進電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用[J].中國電機工程學報，2010（04）.
