现代电力电子技术及其应用发展

现代电力电子技术及其应用发展

张娜

旅顺星光机械厂 辽宁省 大连市 116000

摘要：随着科技水平的持续提升，电力电子技术获得了良好的发展契机，并广泛的应用于人们的工作生活中，使传统产业升级转变，在一定程度上推动了国民经济的发展。本文针对现代电力电子技术的基本概况，对其发展及应用进行了深入分析。

关键词：现代；电力电子技术；应用发展

1导言

随着社会的发展，人们对于电力的需求越来越多，电能已经成为人们生活中不可或缺的能源。电子信息化技术改变了传统的电力技术，让电力技术进入了一个崭新的时代，为其发展拓展了电力系统的新领域。例如，现在电力电子技术已经被广泛地应用到能源、环境、制造业等领域中。电力电子技术伴随着信息技术而进步，信息技术的发展也为电力电子技术的进步奠定了坚实的基础。电力电子技术的发展经历了整流器时代、逆变器时代、变频器时代，技术日臻完善趋于成熟，其应用是电力系统的一次重大改革，对其发展历程进行研究有助于加强其在电力电子系统的应用，改善人们生活方式，提高人们的工作效率。

2关于电力电子技术

所谓电力电子技术，即以电力作为作用对象的电子技术，是一门介于电力技术、电子技术以及控制技术之间的交叉性学科，涉及的知识领域范围较广，具有综合性特征。

2.1电力技术

此项技术的应用具有多样性，其主要利用电磁学原理来实现发电、输配电等多方面的功能，研究内容主要有发电机、电动机、输配电、变压器、电力线路等等，通过使用这些用电设备来解决电能的输送、生产以及调派问题等，因此对于电力技术而言，上述电力设备极为重要。

2.2电子技术

电子技术依赖电子学原理，是一门通过设计电子元件或设备以及创建一些具有特殊功能的电路，从而处理现实目的问题的学科，其处理对象为电子信号，常见处理方法包括：产生信号、放大信号、信号过滤、信号转译等等。此技术于上世纪初期左右问世，其后便迎来了飞速发展时期，是近现代科技进步的里程碑。

2.3控制技术

其属于一门研究各种控制过程共同规律的科学技术，主要借助外设控制设备，来让生产环节的各种参数以及受控制元素的对应工作状态能够依照预设值来进行运作。控制技术的核心研究内容为控制系统中的控制信息，即控制系统中的信息分析、变换、传送等。与电力技术和电子技术的理论基础不同，在前期发展阶段，其是以自动调节理论为理论基础，之后，随着计算机技术的深入应用，逐渐衍生出了控制理论，而这也开始成为控制技术的主要理论依据。

3现代电力电子技术在输电侧的发展应用

现代电力电子技术在输电侧应用十分广泛，其中最具代表性的要属柔性交流输电技术FACTS和高压直流输电技术HVCD。

3.1柔性交流输电技术

柔性交流输电技术主要用于提高电网输送能力和改善电网运输性能。柔性交流输电技术发展至今，控制器已有数十种之多。例如:SVC、SVG、STATCOM等等。将这些设备投入输电网中，可以为输电网补充无功功率，防止系统因电压降落而造成大面积停电。相比于传统的并联电容补偿方式，SVC向系统补偿的无功功率不会因系统电压降落而大幅减少，具有明显优势。

3.2高压直流输电技术

高压直流输电技术将电能以直流电的方式传输。相比于传统的交流运输方式，直流传输具备以下优点:(1)线路走廊比交流运输窄。直流架空线路只需要两条线路即可完成电能的运输。相比于交流的最少三根线路，可节省工程预算。(2)相同电压和导线截面积下，运输的极限功率大。(3)可以连接不同频率的电网。例如我国台湾岛电网为60Hz频率，就可以通过建设换流站的方式将台湾岛的电网接入我国电网。

3.3现代电力电子技术在负荷侧的发展应用

现代电力电子技术在负荷侧的应用极其之多。最为百姓熟知的要属变频空调。变频空调相比于工频空调具备能耗低、噪声小、寿命长的特点。随着电力电子技术的不断发展，变频空调的价格越来越亲民。工业方面，变频器的投入使用十分广泛。许多电厂的泵与风机的电机多采用变频器调节控制，既可以减少启动时启动电流，也可降低启动瞬间对机械的冲击。目前现代电力电子技术应用的一个热门领域是电动汽车。我国是电动汽车保有量最大的国家。给电动汽车充电的充电桩就必须采用电力电子器件。在将来，随着电动汽车的普及率越来越高以及电力市场的开放程度越来越深入，电动汽车有望参与电网进行削峰填谷，提高电网运行的经济效益。

4电力电子技术的应用

电力电子技术的应用范围非常广泛，不仅应用在人们的日常生活中，例如照明、空调等，而且还被应用到电力系统、计算机系统等方面。随着各种新技术的出现，电力电子系统将来会被应用到更多的场合和领域中。

4.1电力系统

电力能源是国家经济发展的命脉。人们的生活、学习和工作都离不开电能，电力系统的发展直接影响到人们的生活质量。现代电力系统中采用电力电子系统在长距离、大容量输电中具有绝对的优势，其中，柔性开关和电压控制器都可以改善供电系统，提高供电质量，改善了民众和企业的用电质量，节省了大量的电能。电力系统是电子系统应用的最佳场合，换句话说，电力电子系统将会成为电力系统的核心部件，提高电力的功能和效率。

4.2家用电器

电力电子系统在家用电器中的应用主要是在照明、空调等方面。电力电子器件的发光效率高，能够节省大量的电能资源，电力电子照明系统也在逐步取代传统的白炽灯照明装置。在空调和电冰箱中也具有重要的应用，可以提高功率节省电能。电力电子的装置相对简单，能够帮助简化家电体积和居家电线的布局，节省空间，降低功耗。因此，在家用电器中应用电力电子系统可以帮助用户节省开支，为社会节约能源。

4.3交通运输

随着社会的发展，高铁、地铁都已经成为人们出行的重要工具。电力电子系统的应用主要体现在直流机车中的整流设备、交流机车中的变频设备等，都是机车电力系统的重要组成部分。各种轨道车辆中采用的直流斩波器、有轨电车中采用的各种电力电子装置，都是电力电子系统的典型应用，不但为人们的出行提供了方便，也为国民经济的发展提供了强劲动力，同时，即将全面投运的悬磁浮列车的整个电力系统也离不开电力电子技术的强大支撑。电力电子已经改变了传统交通运输工具的电力系统，大大提高了交通运输工具的速度和效率。家用交通工具中最常见的电动车也需要电力电子系统，其集成装置使得电动车更加简化、轻巧，也决定了电动车的最大续航里程和寿命，电动车的续航里程和寿命也是人们选择时的一个重要指标。

4.4航天和发电站

航天的飞行器中包含大量的电子仪器，其开启需要应用到各种电源，从而也需要电力电子技术。航天飞行器对于我国的航天事业来说具有重要的作用，将会决定航天事业的高度。发电站中也需要应用电力电子技术来起动和调速，特别是新能源的开发中，都需要应用电力电子系统。在电量需求大的地方或者经济发达地区都需要以各种各样不同的电力电子系统作为支撑。

5结语

现代电力电子技术近年来在我国得到了迅速发展，发展领域遍布方方面面。虽然在很多方面我们已经取得了很大的进步，但在电力电子器件的制造工艺上与发达国家还存在一定差距。展望未来，我国的电力电子技术在发展和应用方面会更加深入，随着消费者需求的不断提升，电力电子设备会越来越多，性能会越来越好。

参考文献

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