现代电力电子技术应用发展分析

现代电力电子技术应用发展分析

王维娜 ,孙双宁 ,郭成

迅风电子股份有限公司  山东济南  250000

摘要：随着科学技术的不断创新和发展，各种先进技术被发明并广泛应用。其中，具有强大生命力和无限生命力的电力电子技术不仅极大地改善了人们的生活条件，而且有效地促进了中国的经济增长。本文首先简单阐述了电力电子技术,接着说明了发展电力电子技术的重要意义,并给出了运用电力电子技术的具体措施,希望为促进电力电子技术的发展,提供了有益的借鉴。

关键词：电力电子技术；应用；发展分析

引言

现代电力电子技术的发展,经过了整流时代、逆变器时代和逆变时期等不同的发展时期。现代的电力电子技术正处于逆变器时期,与微电子技术的高度融合,不但使之得以广泛应用,同时在国民经济中也显得更加关键。

一、简要介绍电力电子技术

电力电子技术,包括电力电子器件工艺与变频器技术等。是现代电气化工程及自动化学科中的一个重要技术基础课。学术界普遍认为,一九五七年由美国通用电气公司发明的世界第一台晶闸管是电力电子技术兴起的重要标志。今天，电力电子技术是一门新兴学科，它是以电气原理、电子和自动控制三个大学学科为基础的。它是电气工程及自动化的重要一部分。其内涵大致分为电力电子电路、电力电子器件、动力电子装置和控制系统等,并应用于一般的工业生产、电气系统、机械电子系统、交通工具以及家用电器,大大地推动着我国经济的提高与发展。

二、现代电力电子技术的发展趋势

在电子科学技术蓬勃发展的新形势下,由于电力电子技术的不断创新,其发展趋势已超过了很高的技术水平。现代电力电子技术正在重点研究和应用开关电源技术。因此可以说,开关式电源技术的发展是当前现代电力电子技术的重点方面。

1.现代电力电子技术向模块化和集成化转变

作为现代电力电子技术的主要部分,供电单元和电源设备都是智能电子器件的核心内容。它们的组件很小，因此电力电子器件的结构更紧凑，体积更小。然而，它们可以有效地集成其他不同设备的优势，从而产生显著的优越性。这就促进了现代电力电子技术向模块化和集成化的过渡,为提高电力系统性能打下了良好的物质基础。

2.现代电力电子技术从低频向高频化转变

变压器的电源频率主要取决于变压器的电容大小,和电感质量成反比。同时由于现代功率电子器件交易量的规模不断缩小,现代功率电子技术也将加速地向更高频的电子技术过渡。可控或关闭式电力电子器件的问世,是现代电力电子技术向高频过渡的重要标志。而由于现代科技的加速发展,现代电力电子技术也必将向更高的频率发展。

3.现代电力电子技术向绿色化转变

现代电力与电子科技向绿色的转化重点表现在环保技术和电子产品上。和传统的电力电子技术比较,现代电力电子技术有着良好的节电效应,并达到了对发电量的合理节约,为环保事业提供了良好的效益。长期以来,有些电子器件会使供电系统中产生很大的高次谐波传动电压变化,给供电系统造成了极大的危害,从而造成供电系统的总功率水平降低,电网电压也在变化的过程中出现了失真。但在上世纪末,随着各类有源滤波器和补偿器相继问世,完成了对电源参数的修正工作,为现代大功率电子技术的健康发展打下了良好的物质基础。

三、现代电力电子技术的应用

现代电力电子技术具备的诸多特点,已应用于众多行业中,这也就确定了现代电力电子技术在国民经济发展中具有着十分关键的作用,并具有着其无法取代的重要功能。

1.改善电力输送的现状

电力是现代文明社会的主要动力源之一。发电厂发电,将其送入交流设备,之后再传递给消费者。一般来说,在电流的频率比较稳定后,功率为正弦波形。但是,在实践中,因为各个用户所使用的电力设备的差异,供电系统的无功损失也会增加,因此一旦遭遇某些自然灾害或人为因素的影响,输电系统就会发生瞬时中断、电降或闪烁的现象。而且,非线性因素故障的广泛运用也会在供电系统上形成有害的谐波变化,这不但会大大降低电力品质,而且还会造成电网严重畸变,从而危害国家电网的正常工作。然而,通过由电力元器件所构成的各种控制器和补偿器有助于提高电力品质,从而保证了供电的顺利工作。而近年来,由中国研发并应用的柔性交流输电控制系统有效地克服了传统输电中容易出现的问题,从而大幅改变了输电状况。

2.传动控制及牵引的应用

主要用于无轨电车、地下铁路动车组,另外还有在电车上的无级变速箱和控制系统。通过将恒定的直流电压转换为变化的直流电压,整个系统就能够显得比较稳定和快速,同时还可以节约大部分能耗。

3.在电力系统中的应用

现代电力电子技术在水力发电系统中的运用也越来越普遍,如利用水电和风能发电、家庭用电系统、配电、输电等,这都和现代的电力电子技术发展有关。目前,风能机组技术已融入到了机械制造、空气动力学、微机控制、现代电力电子技术等诸多方面,其中现代的电力电子技术已是发电体系中不可或缺的关键科技,对电能转化、机组管理以及提高能源效率等均有着重大作用。

4.在节能和改造传统行业中的应用

现代工作的发展离不开电力的保障,电力曾是现代工业生产的主要动力和燃料。但随着当前工业生产用电的持续增加,供电不合理、浪费现象也越来越突出。这就需要企业合理地减少能源,以提升生产电力的效率,从而对解决当前的能源问题发挥一定的效果。所以,企业必须要合理充分发挥现代电力电子技术的绩效优势,合理提高现代电力电子技术的生产效率,合理利用现代电力电子技术,利用先进工业控制技术把能源资源高效地转换为劳动力,建立现代化智慧车库,以减轻企业员工的劳动强度,节省人力资本,实现企业劳动生产率的有效提升,以推进向传统产业转变进程。

5.在家用电器方面的应用

现代的电力电子技术在人们的生活中已得到普遍应用。目前,现代电力电子技术已广泛应用于所有家用电器行业,为人们的生活提供了很大的方便。很多家用电器都仅需通过按一下按钮进行操作,而不需人们重新的自动手。

四、应用展望

在现代电力电子技术未来的实际应用中,我们必须重视这样的一些方面:一是要全面关注节能环保,通过完善控制系统装置和重新设计专用电器,可以有效提升电器控制系统的性能与效益。然后,为了要达到节能环保,我们就必须通过中高压直流切换系统,来进行低能耗、低污染。而最后,为了提高动力系统中储电能装置的合理设置,就需要由动力系统工程设计技术人员在管理技术方面提出意义和作用重大的解决办法,以便于合理缓解电能储存中出现的问题,从而更好地推动电力系统正常运行的可持续平稳发展。

结语

现代电力电子技术在许多领域中都获得了普遍的运用,特别是在电网的管理与转换等方面。随着现代电力电子技术的广泛应用,大功率电力已成为国家开发各类高新技术产品的重要平台,这也就确定了现代电力电子技术在国民经济建设过程中产生的不可替代的巨大影响,在促进国家经济社会发展过程中也发挥着非常重要的作用。

参考文献：

[1]刘增金.电力电子技术的发展及应用探究[J].电子世界，2011，9：19+25.

[2]冷海滨.现代电力电子技术的发展趋勢探析[J].电子技术与软件工程，2014，1：156-157.

[3]韦和平.现代电力电子及电源技术的发展[J].现代电子技术，2005，18：102-105.