电力电子技术精品15篇
电力电子技术1
前言
现代社会经济发展速度较快，科学技术也得以进一步发展，电子技术被应用于各个领域并得到广泛认可，尤其是在电气工程中应用较多，极大的促进了电气工程发展，为满足社会发展，还需要进一步优化电力电子技术，将其作用发展得更好，以便为人们带来更多方便，获得人民的满意度与认可度。
1、电力电子技术概述
所谓的电力电子技术就是将电子器件与技术应用其中，以此控制电能变化情况，在这一技术中涵盖了电力、电子以及控制等三个领域的内容，通过三者的结合有效实现了通过弱电子完成了对强电力的控制能力，同时该技术被广泛应用于各个领域，如工业、国防等。将电力电子技术应用到发电机中，明显提高了电能生产，强化了电能利用，尤其是对能源节约与生产效率提升有显著的促进作用。不仅如此，当电力电子技术应用语（于）电气工程以后，电力系统操作更加灵活，实现了安全稳定运行。
2、将电力电子技术应用到电气工程的意义
2.1便于相关工作人员开展工作
随着人们用电量需求的增加，传统电力系统在应用中存在较多弊病，导致电力系统运行容易出现故障。为确保电力系统安全运行，应做好技术管理工作，将先进电力电子技术应用到电气工程中促进电力企业发展。经过长期实践研究得知，电力电子技术不仅可以提高工作人员的工作效率，还可以简化操作步骤，便于工作人员开展工作，因此，需要将电力电子技术应用到电气工程中。
2.2电力电子技术自身性能相对较好
电力电子技术更具优越性，技术构造也更带有科学性，性能也十分良好，因其具有这些优点在电子技术被应用以后就获得了社会各界的普遍认可，尤其是在电气工程中享有盛誉。现阶段，社会发展较为迅速，将先进的电力电子技术应用到电气工程中更可以满足社会发展需要，推动电气工程发展。
2.3强化电子技术系统适应能力
电力电子技术具有较强的适应能力，便于操作，并不像传统电气技术一样操作困难、适应范围狭小，影响工作人员工作进程。当电力电子技术应用以后，工作效率明显提高，工作人员压力显著减少，很少出现电气运行故障，也为电力企业获得了良好口碑。
3、电力电子技术在电气工程中的应用
3.1电力电子技术在变电站中的应用
将电力电子技术应用到变电站中，不仅提高了变电站的工作效率，还大大减少了人工数量，更有效避免了工作失误，实现高质量、高效率工作。同时，电力电子技术的应用有助于变电站工作人员开展监管工作，及早发现工作中存在的问题，尽快将问题解决，确保变电站安全稳定运行。近年来，社会发展较为迅速，电力电子技术也得以完善，电力电子技术在变电站中的应用帮助变电站实现了科学化管理[1]。所以，变电站应注重电力电力技术的应用，并进行创新与完善，减少变电站安全事故的发展，将电力电子技术作用全部发挥出来。随着电力电子技术的发展，静止无功补偿装置也被应用到变电站中，显著提高了电力系统安全稳定运行，为用户提供高质量电能。无功率补偿可以提升电力系统与负载的功率因数，降低功率损耗，确保电压安全稳定运行，这样也就提高了供电质量。一般来讲，静止无功补偿装置主要有以下几种：①对于晶匣管控制电控器来说主要有两部分构成：a.反并联晶匣管；b.电抗器。它们之间是串联关系，只要改变晶匣管的延迟角就可以控制电抗器电流，这样就可以不断调节电抗器基波。②对于晶匣管投切电容器来说，它属于一种单相结构，存在于结构中的小电感主要是抑制电容器在投网时发生的冲击电流，这种装置鲜有磨损发生，能够快速响应，实现平滑投切，同时可以实现综合补偿。③对于静止同步补偿器来说，主要是利用电力半导体桥式变流器完成补偿，但这种无功补偿以动态补偿为主，它具有快速调节、适用于多种范畴的特点，通常情况下，静止同步补偿器还具有多重性，并拥有PWM技术，也正是由于其具有该技术使其能够将电流中存在的谐波消除，减少其对装置的损害。静止同步补偿器基本原理是在并联的作用下，将自换相桥式电流与电网连接在一起，以便完成电压调节等共走，实现无功补偿目标。④对于可控串联补偿装置来说，主要控制者是晶匣管，将电容器和电控门器并联在一起，而晶匣管主要是引导与改变电抗器电流，进而完成补偿装置的等效电抗变化。通过研究发现，这种装置可以实现参数补偿，并通过阻尼控制环境，以此来改善阻尼实际情况，这样也可以减少低频振荡的情况，确保系统在运行上更具安全性与稳定性。
3.2电力电子技术在发电厂中的应用
电力电子技术还具有全面监控的能力，将其应用到发电厂中可以保障发电厂工作顺利进行。电力电力技术能够构成完整的网络系统，实现全面监测，在确保工作人员正常工作的同时，也便于其操作，这样就可以提升电气工程工作效率。发电厂工作人员通过监控系统就能发现其中存在的问题，采取措施排除安全隐患，防止事故的发生，这样既可以保证发电厂安全运行，还可以使供电工作更加安全[2]。如在发电厂中高压直流输电技术的应用，就是电力电子技术的典型代表。高压直流输电是将发电厂输送出来的交流电在换流器的帮助下转化为直流电，然后将直流电在输电线路的作用下送至受电终端，经过受电终端后将直流电会逆变成交流电，然后再将这部分电能送到用电用户手中，供其使用。对于高压直流输电来说，其传输功率相对较大，在电能传输中所用到的线路造价也很低，十分便于控制，它是现阶段最常用的输电方法。同时，直流输电的架空线路具有成本小，损耗小的特点，将直流输电方法应用其中可以保证输电更加安全稳定。
3.3电力电子技术在配电系统中的应用
现阶段，将电力电子技术应用到配电系统中还处于初级发展阶段，并未实现普及目标，但随着科技的发展，在不久的`将来一定会在配电系统中得以广泛使用。将电力电子技术应用到配电系统中，主要用于监控与管理，防止工作人员在工作中出现失误操作情况，使配电系统工作更加稳定，实现高效率与高质量工作。通过监控管理者就能了解到工作人员的工作情况，同时也能发现在工作中是否有不正确操作的存在，一旦发现问题，可以当即指出与纠正，因此，需要应大力推行电力电子技术在配电系统中的应用，实现普及目标。在智能技术的影响下，电力电子技术也将朝着新的方向发展，使配电系统呈现智能化，为用电用户提供更为人性化的服务。
4、结论
综上所述，电力电子技术在电气工程中的应用已经十分普遍，促进了电力企业的发展，并成为电气系统安全运行的重要保障，不仅可以提高电气工程工作效率，还能提高电气工程工作质量，推动电力工程进一步向前发展，尤其是电力电子技术在变电站、发电厂中的应用更是为其发展增添了动力，尽管现阶段电力电子技术还未在配电系统中普及，但随着科技的发展，配电系统中所应用的电力电子技术将更为智能化与人性化，为电气工程发展增添新型动力。因此，应注重电力电子技术在电气工程中的应用。
电力电子技术2
【摘要】随着电力行业不断发展，对于大功率电力电子技术可靠供电系统进行研究，是电力行业发展中的重要内容。电网的运行规模越来越大，电力用户的需求逐年增加，提升电力系统的可靠性是电力企业所面临的重要任务。在科技发展背景下，大量的电力电子装置被应用到电力系统中，为电力系统可靠性提升带来诸多帮助。基于此，本文就大功率的电力电子技术进行分析，研究该技术下的可靠供电系统。
【关键词】大功率；电力电子技术；可靠供电系统；研究
1前言
大功率电力电子技术在电力系统中发挥着重要的作用，主要涉及到了电力系统的发电、输电、配电以及用电等方面。实现大功率电力电子技术供电可靠性，在本文中从两方面进行分析，第一，提升大功率电力电子技术的供电可靠性，可以通过提高工业敏感负荷的供电可靠性来实现；第二，将大功率的电子技术应用于发电机励磁系统中，以提升发电机的阻尼转矩，来实现系统的动态可靠性提升。
2大功率电力系统可靠性供电概述
从敏感负荷角度对电力系统供电可靠性进行分析。实现供电的可靠性不仅要求电力系统中不能长时间断电，还需要对电力供电系统的动态电压质量提出更高的要求。对系统中的电压跌落以及电压短时中断的时间进行限定，在实际供电中，不同的电压跌落中，其敏感负荷所能够承受的电压跌落时间存在着差异性。在一般规律下，跌落幅度越大，其敏感负荷所能够才承受的时间越短。传统的供电可靠性统计统计，只能以停电时间超过1分钟或者5分钟实际依据。在我国，对于自动重合闸成功或者备用电源投入成功的现象不能视为用户停电，而此时敏感负荷用户有可能遭受到一定的电力损失。那么在实际的电力系统供电中，提升供电的可靠性，需要从电网方面进行综合考虑，以优化的配电网结构，改善动态带电压质量[1]。
3大功率电力电子技术提高供电可靠性的应用
3.1转换开关
转换开关电源供电中发挥着重要的作用，在实际电力系统电源供电中，包含两路或者多路的电源供电，转换开关应用其中，能够实现多路电源之间的相互切换。在本文中以两路电源供电为例进行分析，当有一个电源电路在正常供电时，则另外一个线路中的电源供电就会处于备用状态。一旦线路中出现线常用电源供电异常的情况时，转换开关开始发挥作用，自动切换到被用电源线路中。以转换开关的形式，实现线路正常供电，其开关投入使用成本较低，应用广泛[2]。
3.2动态电压恢复器
动态电压恢复器简称DVR，DVR通过线路中的变压器串联在线路电源与敏感负荷之间。当线路正常输电时，线路中在没有产生电压跌落的情况，DVR完全不发挥作用，其在线路中所输出的电压补偿为0。当线路中出现了较大的电压跌落时，此时，DVR就会发挥其真正的作用，DVR通过自身输出与跌落电压值相同的电压补偿值，来实现线路中的电压补偿。线路中所补偿的线路电压为额定电压。从DVR的工作原理上进行分析，其实际的作用就是对提供线路中电压补偿，避免线路由于电压跌落出现故障[3]。
3.3不间断供电电源
不间断的供电电源，简称为UPS。目前，随着科技不断发展，UPS已经逐渐趋向于市场化，其主要有三种类型：在线型、离线型以及在线互动型。在实现的UPS中，需要具有储能单元，其中最为常见的储能单元为的电池储能。在线型的UPS在逆变器支持下实现负荷供电，实际供电与电源无关，因此在电压质量获得上比较高。
3.4发电机励磁
大功率的电力电子技术在发电机励磁中的应用，作用突出。首先需要对发电机的励磁系统进行分析，发电机的励磁系统能够实现机端电压的维持，合理分配多台电发电机之间的无功功率，继而提升电力系统的稳定性。目前，在电力系统中，半导体励磁是其最为主要的励磁方式，在实际电力系统运行中，可以按照电源的不同，将半导体励磁分为他励和自励。现行在电力企业中比较实用的就是基于励磁电力电子装置的三相晶闸管全桥整流器，在该整流器中采用时间常数比较小的一阶惯性环节。
4微网可靠性供电
4.1交流微网结构与特点
典型的交流微网组成有：光伏发电、储能电源、风电机组以及柴油发电机组等。在以上的组成部件中，风电以及储能等电源，在电力电子变换器的转换下，实现了对额定电压频率交流电的转换，并在静态开关的转换下连接在微网母线上。交流微网的特点比较突出，主要表现在以下方面。第一，微网的电压等级比较低，在实际线路中与配电网相连，在大功率电力系统的尾端；第二，容量比较小，在10KV等级的微网容量为数百千瓦到十兆瓦之间；第三，电流实现双向流动，在微网结构中为分布式的.电源网状，基于微网这样的特点，其能够实现的功能比较多。一方面能够实现对大电网的功率输送，另一方面，也能够从大功率电网中吸收功率；第四，微网具有多种工作模式，其中比较突出的就是并网和离网两种形式。并网工作形式帮助微网能够在大功率电网中正常运行，而离网是指，当大电网出现故障时，微网能够迅速的脱离大功率电网，而实现独立运行。
4.2微网分布式电源电流保护
微网分布式电源主要包含两大类的电源，第一，逆变器接口电源。例如光伏发电、风力发电以及储能电源等。第二，传统发电机接口电源。例如柴油发电机、燃汽轮机等。当微网分布式电源线路中出现故障时，以上两种电源类型所能够提供的短路电流存在着较大的差异。对于逆变器接口电源来说，电源线路在线路中容易受到电力电子器件等耐流能力的影响与限制，其电源所能够提供的短路电流值不超过线路中额定电流的1.5倍。在这样的线路背景下，该种电源类型不能够实现有力的电流保护。而对于另外一种分布式电源进行分析，当线路中发生短路时能够利用串联等效电抗的形式，实现较大短路电流的供应，因此该种电源类型与逆变器接口分布式电源相比，具有明显的优势，能够实现电流保护。
5结论
随着电力系统不断发展，电力系统的供电可靠性逐渐受到社会所关注。因此，在本文中对大功率电力电子技术进行分析，研究大功率电力电子技术提高供电可靠性的应用，并对微网可靠性供电进行详细研究。在电力电力技术可靠性供电中的应用研究中，分别对转换开关、动态电压恢复器、不间断供电电源以及发电机励磁等方面进行详细研究，针对这些供电系统的作用论述，希望能够为电力供电系统发展带来帮助。
参考文献：
[1]贺超.具有高可靠性的数字化大功率电力电子集成模块研究与应用[D].杭州:浙江大学,20xx.
[2]周明磊.电力机车牵引电机在全速度范围的控制策略研究[D].北京:北京交通大学,20xx.
[3]郑晟.中高压电力电子变换中的功率单元及功率器件的级联关键技术研究[D].杭州:浙江大学,20xx.
电力电子技术3
一、探讨大功率电力电子技术的应用
1、新能源发电方面的应用
随着人们生活水平的不断提高，对电力能源的需求量不断增加，使得能源危机问题越来越严重。而且，还造成了大气污染，破坏了人们赖以生存的地球环境，不利于生态平衡的维持。为此，缓解能源紧张，加强新能源的研发刻不容缓。目前，在新能源发电过程中，风力发电、生物发电及光伏发电等受到了高度重视。由于新能源具有不稳定性，随机性较强，不利于能源的开发。而将大功率电力电子技术运用到新能源发电领域中，便可以有效的解决这些问题，进一步促进我国新能源的开发。
2、智能电网领域的应用
随着电力行业的不断发展，电网开始走向智能化、现代化，为了进一步确保电网系统的安全性，我们一定要加强智能电网的研究，从而提高我国电网系统的'经济效益和社会效益。目前，我国智能电网的发展有待提高，处于发展阶段，与发达国家差距很大。为此，我们要将大功率电力电子技术运用到智能电网中，促进智能电表的广泛应用，方便供电企业通过智能电表了解用户情况，并为用户提供人性化服务。
3、电气牵引方面的应用
电力牵引主要指运用电能为轨道提供运输动力，依靠电力系统来当作电源，同时也广泛的应用到生活中。以往运用燃机驱动，现在将大功率电力电子技术运用到电力驱动系统中，为轨道运输提供了很大的方便。虽然如此，由于供电系统是相对独立的，成本花费较高，而且在机车运行过程中，产生的信号波对电力系统有一定的不良影响。为此，我们在运用过程中，要注意做好抗干扰措施，避免系统受到破坏。
4、在电气节能方面的应用
随着能源的日益紧张，节能已经成为社会发展的主要趋势。将大功率电力电子技术运用到节能中，运用同步发电机励磁系统、变频调速装置来达到电气节能效果。变频技术的发展越来越迅速，变频器的应用越来越广泛，将变频器运用到电气节能中，不仅能够降低企业成本，还能够有效的发挥节能效果。
5、定制电力技术
定制电力技术是大功率电力电子技术与控制技术的有效结合，主要是为了确保电能的供电质量，有效的满足用户的电力需求。在人们的生活工作中，不仅对电能的需求量不断增加，而且对供电质量也提出了更高的要求。为了进一步保证供电质量，预防供电问题的发生，我们就要将大功率电力电子技术运用到电力系统中，也就是指定制电力技术，通过静止无功发生器装置的使用，来调整电压的稳定性，确保供电质量。
二、总结
综上所述，相对于发达国家来说，我国电力电子技术水平还有待提高。为此，我们要加强电力电子技术应用的研究，改变电力电子技术规模小、产业分散的现状。我们要用更多的时间去完善电子产业，促进大功率电力电子技术在新能源发电、智能电网、电气牵引等多个方面的应用，努力创造出功能性更强大的电力装置。
电力电子技术4
一、调整教学内容使其适合学生的学习
1.掌握相关课程之间的联系。教师应该熟悉掌握本课程与相关课程的联系，例如了解先修课“电路”、“模拟电子技术”和“数字电子技术”三门课程的教学情况和后续课“电力拖动自动控制系统”的安排，处理好它们之间的关系，使整个专业课程体系前后衔接，避免内容的重复和疏漏。例如讲“半导体电力开关器件”一章时，模拟电子技术中已讲过小功率晶体管结构、原理、特性及应用。在本门课程中，对晶体管应重点讲述其与小功率晶体管的不同之处。模拟电子技术中讲述的晶体管其工作特性在线性放大区，而在电力电子技术中，晶体管工作在截止区和饱和区之间，使用的是其开关特性。对于晶闸管相控有源逆变的应用部分，重点讲解在整流、有源逆变两种状态下，直流电机四象限传动系统的特性，也就是直流电机的转矩正比于电枢电流，转速正比于电枢电压，改变电枢电压、电流的方向，就可以使直流电机四象限运行，为后续课程《电力拖动自动控制系统》中的直流调速部分做好铺垫工作。
2.导论是说明编者写作意图、本书内容的主要特点、背景及主要内容的知识体系和概要等，同时还向学习者指明了学习本教材的学习方法，因此，教材的导论部分对学习者的入门学习起到了提纲挈领的重要作用。我们在每学年的第一节导论课时，通常要给学生做一个专题讲座，以图文并茂的形式详细介绍电力电子技术领域最新的发展动态、国内外的发展现状以及在相关领域的应用等，开阔学生的视野，使其对本课程有个大概的了解，引导学生充分认识到本课程在现实生活中及在本专业中的重要性。
3.电力电子器件是电力电子技术的基础，四类基本变流电路（AC／DC、DC／DC、AC／AC、DC／AC）是电力电子技术的研究核心。教学内容大致分为三部分：
（1）电力电子器件。主要包括电力二极管、晶体三极管、晶闸管、MOS-FET、IGBT等器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用特性等问题。
（2）四种基本的电力电子电路。对于直流斩波电路，主要电路为BUCK、BOOST、CUK斩波电路等。重点讲解BUCK、BOOST斩波电路的原理，输出电压电流波形的画法，改变占空比的方式：脉冲宽度调制PWM，脉冲频率调制PFM。逆变电路是主要依赖于全控型开关器件，重点讲解正弦波脉冲宽度调制SPWM基本原理，单极性、双极性倍频正弦波脉冲宽度调制逆变器的原理及其控制方式。以半控型器件晶闸管为主的整流电路部分，主要包括晶闸管驱动和保护、整流电路及有源逆变电路。交流电路的器件为双向晶闸管，电路为单相交流调压电路、单相调功电路、三相调压电路及触发电路等内容的讲解。
二、注重教师自身建设，提高综合素质
1.在讲授《电力电子技术》这门课程内容的时候，教师不能只讲课程教学大纲或教科书的内容，还要广泛涉猎其他有关的教材和参考书，形成自己的独到见解。因此，任课教师对电力电子技术的现状和发展趋势，理论如何与实际相联系，必须要有所了解。例如在讲授直流斩波电路时，可以引出该电路可以使用在开关电源、太阳能发电系统中；在讲解整流变换时，介绍其在电力机车的启动、调速与制动中的应用，有源逆变电路可应用到变频空调、电梯、计算机不间断电源；逆变变换可联系太阳能发电、风力发电；在讲授交流电路时，说明其在可调光台灯、异步电动机软启动装置中的应用。通过以上讲解就可以使学生了解所学的书本知识在实际生活中的应用，激发学生的学习兴趣。
2.教师要定期地阅读最新的与电力电子技术有关的学术期刊，及时浏览相关的专业技术网站，掌握本学科前沿发展的动向，熟悉本学科和相邻学科的新成果、新进展。
3.教师还要承担一些与电力电子技术相关的科研工作，将科研与教学有机地结合起来，把科研成果转化成教学资源，将科研成果和科研体会引进课堂教学，丰富教学内容，促进专业教学水平的提高。
三、激发学生学习兴趣，增强课堂效果
1.充分发挥学生的主体作用。教师要学会调动学生学习的主动性和积极性，才能培养出高质量的人才。教师对内容相似或易于理解的内容予以精简，选择一部分内容留给学生去自学，然后让学生站在老师的角度去给别的同学讲解所理解的内容，让学生画出主电路波形图，通过相互交流，互相促进，提高学生的学习兴趣。
2.平等待人，积极鼓励。在近几年教学过程中，发现学生中有消极待学的现象，这部分学生或沉迷于游戏，或忙于出外打工赚钱，严重地影响了其学业，考试成绩也不理想。对于这部分学生，教师一定要找到症结所在，积极引导、平等对待、不断勉励。要重视学生的个性培养，积极鼓励学生求新、求异、求难、质疑、进取的精神，对于部分考研的学生，他们认为凡是和考研有关的.课程就认真对待，无关的就不学，对于这样的学生，我们的做法是将考研数学的傅里叶变换与电力电子技术中的基波和谐波的概念结合起来，既加强了考研知识学习，又解决了电力电子技术中的知识难点掌握问题，使其认识到课程之间都是相关的，只有这样才能使师生之间建立一种平等、和谐、融洽的关系，激发学生在课堂上的思维能力。
四、运用多种教学手段，提高教学效果
1.从以上对课程特点的分析可以看出，只采用黑板板书的方法对课程进行讲授的话，教师势必会在概念、电路图、波形图及参数变化对波形图的影响方面的书写花费大量的时间。而若只采用多媒体进行教学的话，在波形和物理计算公式的推导的讲解过程中，讲解速度虽然会加快，但是与学生的互动也会相应减少。这样势必不利于启发学生，培养学生的独立思考能力。教师在讲授的过程中应根据教学内容确定使用哪种方法进行讲解。文字内容比较多的情况，可采用多媒体辅助教学。利用PPT向学生展示学习内容中涉及到的实物照片，这样不仅可以增加教学内容的知识量，而且可以提高学生的学习兴趣。如果讲解的是可控电路的工作原理和输出波形，可采用多媒体（电路图演示）和板书教学（波形图绘制）相结合的方法。
2.实验是培养理论联系实际、学生动手能力的重要手段。对电力电子技术实验，保留原有的晶闸管整流验证性实验，使学生对本课程的应用有初步认识，对直流斩波电路以及正弦波同步移相触发电路实验，则可当成设计型实验，由教师给出电路图及参数，由学生自行设计，选择器件及其驱动电路、保护电路，进而完成实验，培养学生分析问题、解决问题的能力。
3.课程设计作为实践课教学中的重要组成部分，在人才培养中起着举足轻重的作用。因此切实提高课程设计的质量，具有重要意义。《电力电子技术》课程设计教学模式分以下几个方面：
（1）课程设计走进实验室。建立开放式综合性实验，将实验时间交给学生，让他们自行安排。而日常生产和生活中，有许多实用的电力电子产品，其电路相对简捷，很接近教材，非常具有代表性，例如手机的充电器、录音机用的变压器，可以把它引入到课程设计中来。通过这样的过程，学生能够更真切地理解电力电子技术的基本内容、基本原理，更加真实地感受电力电子电路的设计、调试过程。
（2）课程设计引入计算机辅助设计。传统的电力电子技术实验，基本上是学生利用protel软件画出PCB板图，再利用电力电子开关器件、电阻、电容等元件搭建电路来获得电子线路的感性知识。但在教学实践中，由于电路板连线可靠性差，学生的操作技术不够熟练，产生错误的概率较高。为了解决上述问题，我们引入了计算机仿真软件MATLAB，Simulink作为MATLAB软件下的仿真系统，通过它下面的工具箱可以对电力电子技术进行建模、仿真分析，实现高效率开发系统的目标。
五、结语
本文针对近几年的《电力电子技术》课程理论教学和实践教学理念和改革思想进行了探讨，有针对性地创新教学方法的研究，使课程内容体现学科发展动态、学科前沿内容并提出有待解决的问题，实行开放式教学，对教学内容删繁就简，吐故纳新，实行教学内容对学科与专业发展的跟踪，并且将课程教育与素质教育相结合，将素质教育融入专业教育之中，有效地调动了学生的学习兴趣和学习主动性，提高了教学效果。
电力电子技术5
【摘要】电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。文章介绍了电力电子技术在电力系统各个环节中的应用及在电力系统中的应用前景。
【关键词】电力电子技术；电力系统；应用；直流输电
【中图分类号】tm744【文献标识码】a【文章编号】1007-7723（20xx）08-0170-02
电力电子技术是电工技术中的新技术，是电力与电子技术(强电和弱电技术)的融合，已在国民经济中发挥着巨大作用，对未来输电系统性能将产生巨大影响。目前电力电子技术的应用已涉及电力系统的各个方面，包括发电环节、输配电系统、储能系统等等。
一、发电环节电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。
（二）大型发电机的静止励磁控制。静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。
（二）水力、风力发电机的变速恒频励磁。水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时（尤其是抽水蓄能机组），机组的最佳转速亦随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。
（三）发电厂风机水泵的变频调速。发电厂的厂用电率平均为8%，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并有完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。
（四）太阳能发电控制系统。开发利用无穷尽的.洁净新能源———太阳能，是调整未来能源结构的一项重要战略措施。大功率太阳能发电，无论是独立系统还是并网系统，通常需要将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电，所以具有最大功率跟踪功能的逆变器成为系统的核心。日本实施的阳光计划以3～4kw的户用并网发电系统为主，我国实施的送电到乡工程则以10～15kw的独立系统居多，而大型系统有在美国加州的西门子太阳能发电厂（7.2mw）等。
二、输电环节（一）柔性交流输电技术(facts)
柔性的交流输电技术是上世纪八十年代后期出现的新技术，近年来在世界上发展迅速。柔性交流输电技术是指电力电子技术与现代控制技术结合，以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制，从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。传统的调节电力潮流的措施，如机械控制的移相器、带负荷调变压器抽头、开关投切电容和电感、固定串联补偿装置等，只能实现部分稳态潮流的调节功能，而且，由于机械开关动作时间长、响应慢，无法适应在暂态过程中快速柔性连续调节电力潮流、阻尼系统振荡的要求。因此，电网发展的需求促进了柔性交流输电这项新技术的发展和应用。到目前，facts控制器已有数十种，按其安装位置可分为发电型、输电型和供电型3大类，但共同的功能都是通过快速、精确、有效地控制电力系统中一个或几个变量(如电压、功率、阻抗、短路电流、励磁电流等)，从而增强交流输电或电网的运行性能。已应用的facts控制器有静止无功补偿器(svc)、静止调相机(statcon)、静止快速励磁器(pss)、串联补偿器(sssc)等。近年来，柔性交流输电技术已经在美国、日本、瑞典、巴西等国重要的超高压输电工程中得到应用。国内也对facts进行了深入的研究和开发，每年都有数篇论文发表，但是具有自主知识产权的facts设备只有清华大学和河南省电力公司联合开发的±20mvar新型静止无功发生器(asvg)
（二）高压直流输电技术(hvdc)
1970年世界上第一项晶闸管换流阀试验工程在瑞典建成，取代了原有的汞弧阀换流器，标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。新一代hvdc技术采用gto、igbt等可关断器件，以及脉宽调制(pwm)等技术。省去了换流变压器，整个换流站可以搬迁，可以使中型的直流输电工程在较短的输送距离也具有竞争力。此外，可关断器件组成的换流器，由于采用了可关断的电力电子器件，可避免换相失败，对受端系统的容量没有要求，故可用于向孤立小系统(海上石油平台、海岛)供电，今后还可用于城市配电系统，并用于接入燃料电池、光伏发电等分布式电源。目前，全球已建成的直流输电工程超过60项，其中具有代表性的工程有：
1．天生桥—广州直流输电工程（20xx年）±500kv，1800mw，980km
2．三峡—常州直流输电工程（20xx年）±500kv，3000mw，890km
3．三峡—广州直流输电工程（20xx年）±500kv，3000mw，962km
近年来，直流输电技术又有新的发展，轻型直流输电采用igbt等可关断电力电子器件组成换流器，应用脉宽调制技术进行无源逆变，解决了用直流输电向无交流电源的负荷点送电的问题。同时大幅度简化设备，降低造价。世界上第一个采用igbt构成电压源换流器的轻型直流输电工业性试验工程于1997年投入运行。
（三）静止无功补偿器(svc)
svc是用以晶闸管为基本元件的固态开关替代了电气开关，实现快速、频繁地以控制电抗器和电容器的方式改变输电系统的导纳。svc可以有不同的回路结构，按控制的对象及控制的方式不同分别称之为晶闸管投切电容器(tsc)、晶闸管投切电抗器(tsr)或晶闸管控制电抗器(tcr)。我国输电系统五个500kv变电站用的svc容量在105～170mvar，均为进口设备，型式为tcr加tsc或机械投切电容器组。国内工业应用的tcr装置大约有20套，容量在10～55mvar，其中一小半为国产设备。低压380v供电系统有各类tsc型国产无功补偿设备在运行，但至今仍没有一套国产的svc在我国的输变电系统运行。
电力电子技术6
在持续提高的科技水平和蓬勃发展的经济的双重影响下，越来越多的企业实现了信息化、智能化，国家电力系统作为一个国家的重要能源基础设施，其发展水平和智能化程度直接制约着一个国家的发展和人民的生活水平的提高。现阶段，我国电力行业在结构、技术以及规模上进行了一定的改革，娴熟、合理的使用各种先进的科学手段，努力构建安全、可靠的国家电力系统，不断提高国家电网的现代化、信息化、智能化程度，从而满足可持续发展提出的各类要求。在我国大力建设电网的过程中，电力电子技术作为领先的科学手段，逐渐发挥出了其他技术不能胜任的能力，对于实现电网的信息化、自动化、智能化都有着重要意义，因此深入了解智能电网中电力电子技术的现状，对于推广其应用范围等具有实际价值。
1我国智能电网构建现状分析
智能电网集中了信息技术、通讯技术、计算机技术，融合了既有的国家电网基础设施，减少了对环境的污染程度，提高了电网输电效率和损耗。而我国的智能电网起步较晚，相较于其他国家的研究来说，较为落后，因此开展了大规模的涉及智能电网方面的相关实践研究，努力培育出了一批具有国际先进水平、引领电网发展的科技成果。这些科技成果都为我国推动智能化电网建设提供了基础的技术支撑。
2电力电子技术推动智能电网发展
2.1保障电网安全稳定，提高可靠性
作为电力领域先进的电子技术之一的电力电子技术，其主要原理就是应用GTO、IGBT等电力电子器件对电能进行转变和调控，从而顺应电网发展趋势，提高电网输送能力、降低输送损失率、改善输电质量。随着国家和居民用户用电量激增，国家电网承担了越来越重的输电任务，并且现阶段我国的输电线路、电网结构日益复杂，加大了国家电网的输电和控制难度。因此，必须运用新的技术保证电网安全稳定，提高电网的可靠性，而先进的电力电子技术的应用可以在很大程度上提高我国国家电网的运行稳定性水平，以满足国家和人民的用电需要。
2.2稳定输电质量，促进行业发展
在国家电网的发展过程中，随着社会经济的发展，人们对电能的质量不断提出新的要求，因此不能一味的注重电网输电量指标的'提高，同时还要兼顾输电质量的提升，如何提高国家电网输电质量是一个值得探讨和研究的问题。保证国家电网输电质量的稳步提高对于维系社会稳定、促进经济发展、提高人们生活水平都有一定的影响。而通过采用先进的电力电子技术来优化电力系统资源配置，能切实提高国家电网智能化水平，有效改善国家电网的输电质量，促进国家经济和人民生活水平的长足发展。
2.3资源优化配置，促进可持续发展
日常生活中使用的电能，主要来自其他形式能量的转换，包括水能（水力发电）、热能（火力发电）、原子能（核电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池、太阳能电池等）等，电能产生的地区也不尽相同，主要分布在西南、西北及沿海地区，因此需要建立完善的、稳定的国家电网，提高国家电网的智能化水平以优化电网资源配置。
3电力电子技术在智能电网中的应用
3.1高压直流输电技术
由于远距离的交流电传输损耗的能源过多，不优于用直流电的传输过程，因此我国现阶段所采用的远距离输电流程主要是：在供电段，通过变压设备和整流设备的作用，将本地的交流电转变为直流电，然后传输到输电网中，当电流到达目的端变电站后，再次通过变压设备和整流设备的转化，将直流电、转变为交流电，然后将电能输送给本地用电场所，此为高压直流输电技术，是长距离输电的最佳手段。高压直流输电技术是一种先进的输电技术，其具有输送距离远、能源损耗度低、输电能力大、输电稳定性高等优点。
3.2智能开关技术
伴随着科技水平的提高，电网的也是朝着智能化的方向不断发展,一些性能好、质量优的智能开关设备也取得一定的阶段性研发成果，逐渐应用于智能电网的构建中。智能开关设备起到了断开或者闭合电路的作用，属于一种电力系统的保护设备。一般来说,智能开关包括了三个组成部分，分别是总电源开关、分开关以及壳体。其中，总电源开关防止了输电网络的过压和总过流；分开关则主要是防止过流或漏电等现象，保障用户端用电安全的设备。
3.3柔性交流技术
在我我国的智能电网建设中，为了解决有效介入和分开新能源与清洁能源这两种不同形式的能源，应当积极的、主动的推动柔性交流输电技术在智能电网中的应用范围。柔性交流技术与现代控制技术作为有效的、先进的输电技术，将其合理的融合并进行推广使用，能够降低国家电网输电过程中的能源损耗，提高了国家电网的输电能力。
3.4高压变频技术
高压变频技术以其高达30%的节能优势，满足了节点的目的。但我们应该注意到，其很容易造成高次谐波污染而使其应用的成本大为提高。虽然高压变频技术的成本较高，但是若将其运用与智能电网,节能效果极为明显，正是由于该技术优秀的节能效果，因此吸引了了众多企业的青睐，纷纷采用以大幅度降低企业的用电成本。未来的高压变频技术将会朝着结构紧凑、工艺集中、控制灵活的方面逐步发展。
4结束语
本文从我国智能电网构建现状入手，分析我国现阶段智能电网的构建水平和未来发展方向，随即介绍了电力电子技术为推动智能电网发展所起到的作用，最后详述了电力电子技术在智能电网中的应用范围，为解决国家电网输电能力和输电质量起到了一定的借鉴作用，为推动电力电子技术在智能电网中发挥更大作用做出了贡献。
【参考文献】
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[4]罗剑.电力电子技术在智能电网中的应用[J].科技资讯,20xx,32:87.
电力电子技术7
1智能电网中电力电子技术的运用所存在的问题
1.1电力网存在安全隐患
在如今电力突飞猛进增长的时候,在电力安全措施方面显得比较薄弱。为了很好的满足广大社会对于电力的需求,电力部门就必须建立一个安全的高水平的并且规模新队较大的混合电力网络体系。在该系统中采用了可控串联补偿和无功补偿来保障智能电网中的安全稳定性能[1]。在智能电路中必须要设置安全预防措施,保证安全触发器能够灵敏的进行工作。实际中对于串联触发器在有些运营模式下会存在相对的风险,同时在安全措施中所涉及的相关设备在长时间的应用过程中会出现故障如果不及时的对故障进行排出容易造成重大安全隐患。
1.2智能电网中存在资源优化分配能力低下
在我国很多落后地区,能源存在很大程度的分配不均,从整体上来看,在我国西部和北部有大规模的燃煤电力资源,而在东部和南部就存在很多的水力电力资源,为了达到我国资源的合理分配,就进行水利电力的西输和燃煤等资源的东送,而在进行资源分配时,存在运输规模很大、距离很远、传输技术存在低下等等一系列的问题,在进行电力的传输过程中,由于运输线路存在电阻导致大量电能损失严总,可以看出目前的电力网已经很难在适应于国家的能源和工业的协调发展的要求了。
2智能电网中电力电子技术的运用
2.1智能电网中大型能源基地间的电力传输
在我国近几年来,建设了多条大型的能源基地间的电力传输线路,在传输中,存在容量大、距离远等缺点[2]。在新一代的电力电子器件中,其主要是基于充分控制元件对电子器件进行技术改进,这些器件包括:静止同步补偿器、统一潮流控制器和静止同步串联补偿器等,这些电子元件同原先的相比,在技术上得到了很大程度的提高,在智能电网中通过对新型的电子器件的运用,可以充分的发挥电子技术在智能电网中所起到的作用,同时提高智能电网的运用效率和水平。
2.2持续利用的能源的运用
将可持续利用的能源通过电子技术在智能电网中进行运用,能够充分的节省资源,提高智能电网的电力运用效能。风能、光电能和存储混合等系统可以满足大型的存取和自适应的能力的要求。在电力生产和电力负载间的协调作用中,风能和电能的不稳定性极为重要,在如今这个时代,可再生能源产在电力电子技术的支持下可以成为电力系统大功率的转换器,该转化器可以对能源质量进行合理的'改进、实现能量的转化和无功功率解耦控制等,通过电力电子技术,可以使得电网同可持续利用能源成功的结合并联系起来。在电力电子在智能电网中运用,对保持电网功率的稳定性和波动平稳性进行有效地解决,减少峰值时的功率和补偿谷值功率,同时提高电力系统的稳定性和加强电力资源在利用中的质量。表1为智能电网中,电力系统中产生的问题,和相应的解决方案。从表1中我们可以很清楚的看到其同负荷的变化以及电压电流的不平衡等问题都容易导致其电力系统出现运行故障。因此针对不同的问题,需要根据实际情况采用不同的解决方案。
2.3电力电子技术对电力网运营的安全性和经济性
在智能电网随着时代逐渐发展中,电力电子技术可以极大的推动智能电网在区域性电网和各个水平的协调控制。就需要更多更加有效地电子技术如:电流控制、动态无功补偿、系统阻尼和自动障碍隔离等逐渐的运用到智能电网中来,FACTS技术在经济牢固的智能电网中的重要工具,随着FACTS技术的不断改进以及多功能复合型技术的突破,相信在全系统综合信息的协调控制中,会使得电网经济更加牢靠。在FACTS中SVC技术在智能电网中运用中,可以很好地调节系统电压,保持电压稳定等,随着该技术在实际电网中的运用,SVC所具有的无功补偿和潮流优化功能在智能电网中得到了很好的运用,至20xx年止我国电网总计投运SVC系统将近20套,单套的最大容量达180Mvar,在一年中可以节省的电能为25.976GWh,而这一年增加收入将达1149千万元。
3结语
在智能电网中,电力电子技术主要通过电子器件对电网中的电能进行科学的调控和转换,极大的使得电网中的能量传输更加灵敏、便捷和高效,从而逐渐的降低电网中的电能损耗,同时电力电子技术可以促进电讯资源的优化分配。通过对电网的改造,运用电力电子可以使得电力系统更加安全、经济和环保,相信现代化电力电子技术会更加完善智能电网各方面的性能,从而实现我国智能电网的更加快速的发展。
电力电子技术8
1.电力电子技术在智能电网中的应用
1.1电力电子器件
电力电子器件主要是由一些半导体半控器件和全控器件组，主要有IGBT、BJT、MOSMOSFET、GTR等组成。成为了满足广大需求、适应复杂多变的恶劣自然天气、自然灾害，生产出质量高、性能好的电压和电流，要求电力电子器件具有可靠性高，抗干扰能力强，温度稳定性高并且有一定的电气隔离能力，能承受短暂的高电压强电流。电子器件所控制得智能电网应该有自愈性、安全性、交互性、经济性、优质高效、清洁环保市场化程度高。
1.2在风力发电与太阳能发电中的应用
太阳能发电系统由太阳能电池阵列、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端，在太阳能的利用上同样面临这类似的问题，光伏发电系统主要以电源方式并入电网，其输出系统的电力跟踪电网电压电流相位变化，同时调整输出电流幅值的大小，使光伏系统注入电网中的功率最大，为了弥补光伏发电系统在功率上的波动，还需要通过控制器对蓄电池的双向充放电，以保证向电网输送平稳的电压电流，和规定的相位，使电网得到纯净的高质量电力。
1.3超高压直流输电技术在智能电网的`应用
超高压直流输电技术在远距离大容量输电、异步联网、海底电缆送电等方面具有优势，因而得到了广泛应用。而特高压直流输电更可以有效节省输电走廊，降低系统损耗，提高送电经济性，它为我国解决能源分布不均、优化资源配置提供了有效途径。截至20xx年，我国已建成7个超高压直流输电工程和2个直流背靠背工程，直流输电线路总长度达7085km，输送容量近20GW，线路总长度和输送容量均居世界第一。预计到20xx年，我国将建成“强交强直”的特高压混合电网和坚强的送、受端电网，预计直流工程达50项，其中规划建设30多个特高压工程，包括5个±1000kV的直流工程。
1.4SVC在智能电网的应用
SVC是一种比较典型的电力电子控制技术，在电网应用中发挥着重要作用，它具有许多作用，可以调节电力系统的电压从而保证其稳定,并通过控制无功潮流来增加系统输送点的能力,提供无功功率给直流换流器,提高电力系统的暂态稳定性和静态稳定性,还可以加强对电力系统低频振荡的阻尼。SVC技术是提高我国电力系统稳定性,解决电网输配电存在的不足之处的一个非常重要的技术,它具有优化潮流和无功补偿的功能,可以有效改善电网的电能质量,提高电网的稳定性、安全性和输电的能力、效率。
1.5在电力分配上的作用
电网应该能满足所有用户的要求，特别是国家电网应该不允许出现这样的缺陷，电网所面临的用户多种多样，包括了普通家庭，医院，工厂，城市照明等，当电力通过电网输送到用户的面前时，还需要电网根据不同客户的要求输出合适的频率、幅值、相位，在面临雷击、短路、及自然灾害的情况下应该任然能维持电网的平衡稳定，积极满足用户的需求。如今。城市用电迅速增长，原来的架空电网的供应已经不能满足用户的需求，在交流的长距离出送中，需要添加电力电子设备，对电网缺失进行补充，增加电力电子设备环节对供电系统起着越来越重要的的作用。
2.小结
智能电网由此新生，大功率电力电子技术能够实现电网的转化和控制，是实现电网对进行电力参数灵活调整得到高质量电压的重要工具之一，本文就电力电子技术在智能电网中的应用展开讨论，首先介绍了智能电网，然后介绍了电力电子器件的分类作用，最后结合两个具体技术，分析电力电子技术在电网中如何实现电能的控制和转化。
电力电子技术9
随着社会经济的快速发展，各种能源消耗速度极大，能源短缺已成为社会生产发展过程中亟待解决的问题。近年来，新能源的开发和利用，为解决能源短缺问题提供了一条新的道路，而电力电子技术在新能源的开发利用中扮演着重要的角色。本文通过对电力电子技术的概述、电力电子技术在新能源领域的应用、在电力电子技术运用过程中应注意的问题等方面的着重介绍，让人们充分认识和了解电子电力技术并加强对其合理有效充分的利用。
一、电力电子技术概述
电力电子技术，又称功率电子技术，学术上称电力电子学，是指应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面，涉及电力电子器件（上游）、电力电子设备和系统（中游）、电力电子技术在各个行业的应用（下游）三个领域。电力电子技术将各种能源高效率地变换成为高质量的电能，是采用电子信息技术改造传统产业的有效技术途径。电力电子技术具有高效、节能、省材的特点，对于我国乃至世界范围内的经济发展具有极为重要的作用，是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。
二、电力电子技术在新能源领域的应用研究
电力电子技术是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段，在执行当前国家“发展新能源”和“节能减排”基本国策的过程中起着重要的作用。下面以一些能源的开发利用为例，对电力电子技术在新能源领域的`应用进行研究。
1、水力发电
没有水就没有生命。这句话充分说明了水的重要性：水是生命的源泉，地球上没有水，也就不会有生命的存在。有聪明才智的人抓住水在流动过程中产生的动能可以充当天然的推动力这一有利条件，再加上一些物理知识和电路原理，以著名的三峡水电站为标志的一大批水电站挺立起来了。这一创新，不仅仅降低了对媒体等不可再生能源的消耗，更创造性的为人类寻找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利发电的基础上，一系列电力电子技术在新能源的开发利用中得到了创新。
2、风力发电
风是大自然产生的一种自然现象，具有清洁、可再生、储量大的特点，而风能则顺理成章的成为了一种能够被高效利用的低碳能源。风力发电技术的出现，可以有效的减少二氧化碳的排放量、减缓全球气候变暖，为我们保护环境、节约能源、减少资金成本带来了突破性进展。这项技术不但将取之不尽、用之不竭的风能转换成源源不断的电能，而且有利于缓解能源危机和供电压力，随着风电技术的不断发展和完善，风力发电组等产品的数量和质量逐渐增多增强，在价格和效用上自然也会更具优势。在当前形式下，除水电技术外，风力发电技术比其它可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小，因此还有改善生态环境的重要作用。
3、太阳能发电
在大自然赐予地球的能源中，太阳能也是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源之一，阳光是人类赖以生存的因素之一，世间万物离开了太阳就难以继续维持生命。据统计，我国2/3以上国土面积的年日照时间在2200h以上，年辐射总量在502万kJ/m2以上，为太阳能的利用创造了丰富的资源和有利条件。目前太阳能在利用中，主郭建要采用了三种技术：太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术。这些技术的产生和发展，对于新能源的开发利用起到了巨大的作用。太阳能电池是电力电子技术在新能源领域的应用中的典型案例。太阳能热水器、蔬菜大棚的照明、药材和果脯的干燥、太阳能路灯等，都是利用了太阳能发电发热的原理。可以说，太阳能发电技术，在未来生活中具有更广泛、更有前途的发展前景。
4、潮汐能发电
在波涛汹涌的大海上，潮汐狂妄的拍打着海面，巨大的潮汐能为新能源的开发和利用带来了契机，通过电力电子变换装置，发电机将巨大的潮汐能转换成电能，也就是能使这些波动能（潮汐能）的电能以恒压恒频方式输出，再通过其他的电力装置，为电力系统提供电力，其提供的电能既能源源不断输出，又对克服能源危机（煤、石油、天然气等化石类能源匮乏）提供了重要的解决措施，可以说，自然界的可再生资源也是无穷无尽的，只要我们拥有一双善于发现的眼睛，并采用先进的各项技术加以不断创新和完善，就可以在循环利用的基础上不断创造出各种新的清洁、高效、可再生、无限利用的能源。
三、结束语
由上述诸多例子中可以看出，新能源的开发和利用已成为一种优势更大的发展趋势，而电力电子技术在这项伟大的工程中发挥着难以想象的重要作用。目前，电力电子技术对我国来说，在大气污染治理、节能环保、电力系统及国民生活等等中的应用非常广泛，而从大方面来讲，电力电子技术在国民经济与人民日常生活中正发挥越来越重要的作用。由此我们可见，电力电子技术不仅是国民经济支柱产业的重要组成部分，也是未来技术的发展趋势之一。我国政府相关职能部门已经采取了一系列有力措施，将发展电力电子技术作为在相当长的一段时间里的重点发展的关键技术。新能源发电系统给电力电子技术提供了新的方向，也为从事可再生发电能源系统的研究提供了新的思路。在国家政策强有力的推动下，电力电子技术正迎来其发展的大好时机。
作者:郭建 单位:南京磐能电力科技股份有限公司
电力电子技术10
1“循环互辅”实践教学方法及其在电力电子技术课程中的应用
1.“1循环互辅”实践教学方法
“循环互辅”实践教学方法建立在“建构主义的学习观”的基础上，建构主义的学习观认为：知识不能简单地通过教师传授得到，而是每个学生在一定的情境下通过自主探索、小组协作等学习方式，达到对所学知识意义的主动建构。传统的电力电子技术实践教学，学生的自主学习能力没有得到有效培养。因此，探索新的实践教学方法具有十分重要的意义。“循环互辅”即老师分项目分别辅导N个学生，然后由学生分项目相互循环辅导。“循环互辅”实践教学方法主要分以下步骤进行：
1)调整优化教学内容，教师在授课前对教学内容要认真筛选，注意课程体系的前后衔接，理论够用原则，降低理论的难度，以应用为主线，精心选择N个教学项目。
2)根据学生的兴趣特点和基础，由学生自主选择自己负责的项目，选择同一项目的同学为一组，把全班同学分成N组。针对每个项目，教师辅导负责该项目的一组学生。
3)经教师培训后的项目负责人指导其他同学完成该项目，教师监控各个项目的完成情况，及时解决项目负责人无法解决的问题，保证项目顺利进行。实践教学过程中，教师多采用启发式进行指导，主要是多引导，多启发，提出分析问题的方法，指出解决问题的途径，让学生通过独立思考和小组合作，找出解决问题的具体方案，并在实践中加以检验，提高学生分析问题和解决问题的能力。
4)为了保证“循环互辅”实践教学方法顺利进行，需要改革原有的课程考核评价方式，课程评价主体和评价内容应多元化，评价方式应多样化，可构建“教师评价、学生自评、学生互评”相结合的评价机制。在学生考核评价中，应全面客观地反映学生的真实情况，重点考核与评价学生的职业技能和职业素质，对学生的学习态度、学习能力、沟通与合作能力、创新精神等进行全面考察。坚持过程性评价和结果性评价相结合，过程性评价是在学生自主学习过程中对学生的学习态度、日常表现等各方面情况进行的评价，结果性评价是学生学习完成后对学生整体技能情况的评价。
1.2“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的具体应用
下面从教学项目的选取和实践教学过程的实施两个方面探讨“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的具体应用。
1)随着电力电子新器件的不断涌现以及各种变流电路的不断发展，电力电子技术课程的教学内容日益增长，在学时有限的情况下，以电力电子技术应用最广泛的实际案例为载体，设计了以下六个项目作为教学内容：
(1)单相半波整流调光灯电路；
(2)单相桥式全控整流调光灯电路；
(3)单相交流调压调光灯电路；
(4)同步电机励磁电源电路；
(5)开关电源电路；
(6)中频感应加热电源电路。
2)根据学生的兴趣特点和基础，由学生自主选择自己负责的项目，选择同一项目的`同学为一组，把全班同学分成6组。以单相半波整流调光灯电路为例，教师负责辅导选择该项目的7-8个学生。再由这些学生负责指导班上其余同学完成该项目。教师监控各个项目的完成情况，及时纠正错误。
3)循环互辅实践教学方法，不仅要求学生自己学会，还要教会别人。这就要求学生对自己选择的项目需要进行大量的准备工作。教师利用大学城空间，建设电力电子技术空间资源课程，包括多媒体课件、参考教材、各种变换电路的仿真模型及仿真参数设置实例，实验指导、各章习题及其学习指导等。学生进入教师空间后，可自主开展学习，通过发表评论在线分享学习心得，通过电力电子技术交流的群组与教师、同学进行在线交流。“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的应用实践表明：
(1)实践教学过程中，由于每位同学都得到了充分有效指导，因此故障率、仪器设备损坏率降低了。
(2)该方法最大限度地调动了学生学习的积极性和主动性，发展每一个学生的优势潜能，有效培养了学生自主学习和分析问题解决问题的能力，取得了较好的教学效果。
2结束语
“循环互辅”实践教学方法，通过学生为主体、教师为主导的教学方式，极大地激发了学生学习的积极性和主动性，培养了学生分析问题和解决问题的能力。实践结果表明“循环互辅”实践教学方法，在有限的设备、场地、师资和训练时间里，教学效果明显提高。但是，电力电子技术课程教学改革仍处于一个不断探索的过程中，需要广大教育工作者不断深入研究和长期实践。
电力电子技术11
摘要：社会经济的持续发展促进电力技术的进步与完善，越来越多的先进技术被应用在电力系统中，并取得较好的效果。在电网中应用电子技术可以有效提高电网运行速度，确保电力输送安全。基于此，文章中笔者以电力能源计量管理为研究对象，分析电子技术在其中的具体应用，并给出具体的完善措施，推进电力事业的进一步发展壮大。
关键词：电子技术；电力能源；计量管理；应用分析
1电力能源计量管理现状与作用分析
1.1管理现状
随着电子市场竞争变得愈发激烈，我国电子技术管理水平有了很大的提高，电子计量管理技术在实现安全生产的基础上，实现管理层面的科学化治理。同样电力能源管理范围逐渐扩大，用户使用过程中会出现一些问题，因此需要应用先进的电力能源技术，创新和改革客户端及变电站，全面分析电力电源整体管理工作的数据，促进电子技术水平的提高。目前我国电力计量技术水平正在不断提高，也是我国电力事业技术创新的重点所在。电力计量技术目前已经初步实现网络化、智能化与系统化，大幅度降低工作人员工作强度，保证电力工作系统运行过程中的安全性。电力计量技术与生产服务逐渐趋向一体化，大幅度降低供电企业的能源消耗，需要不断完善和更新电力企业的管理结构，调整管理流程与生产流程，通过科技创新的手段完善电子技术，达成有效生产与管理的目的，严格监察电子计量的设备与管理。将电力网络自动化技术应用到生活中，大幅度提高电力企业生产的综合效益。
1.2作用分析
电力是维持现代社会生产生活正常运行的主要能源，虽然现在电力生产技术不断优化与更新，在原有基础上降低了能耗，但是从持续发展的角度分析，还需要采取措施来对资源配置进行优化[1]。电子技术在电力能源计量管理中的`应用，正好满足这一发展要求，来保证电能资源大规模计量的准确性，促进电力事业的进一步发展，提高资源配置效果；虽然我国电力行业发展迅速，但是从技术水平角度分析，大部分电力企业对电子技术的应用水平十分有限，对已经投运的电子设备未进行安全性能评估，并不能保证各设备运行不会对计量产生不良影响；社会经济水平的提高，对电力计量有更高的要求，电力计量一直都是关注要点。通过电子技术的应用，来确保电力计量的稳定性，提高电能资源质量，满足社会企业发展需求。
2促进电子计量技术管理水平提高的措施
2.1建立健全电子计量管理体系
实际中建立健全电子计量技术管理体系，促进电子计量管理水平的提高。通过健全制度与建立管理机构，推行岗位责任制，提高工作人员的责任意识，同时协调各工作部门间的关系。同时针对各部门制定相应的规章制度，除此之外，还需要建立相应的监督制度，提高工作人员的积极性与主动性。进一步落实电力计量的管理制度，建立健全工作管理的制度[2]。
2.2通过专业培训提高管理水平
对电力计量的工作人员进行专业培训，包括理论培训与技能培训，大幅度提高电子计量管理人员的工作能力；与此同时还需要对电力企业管理人员加强培训，制定培训制度时要结合不同岗位的具体要求进行，比如科技人员应该强化电力电子技术创新技术能力，创新研发新的产品与技术。企业有意识的加大科技创新的投入力度，安排管理人员学习国外先进管理经验与技术，创新产品与升级，促进电力计量技术综合管理水平的提高。
2.3提高设备综合管理水平
电力企业有意识的加强设备综合管理，这是两方面共同作用的结果：一方面电力设备是电力计量管理工作的核心组成部分，另一方面则是需要对设备进行定期检查，全面检查与管理设备。电力能源的工作管理人员需要做好相应的准备工作，对设备运行状况进行记录。当发现故障时要及时记录并上报问题，安排专业检修人员判断故障成因，采取有效措施进行完善。对设备的一些关键部位，比如传感器等创新研究，提高设备使用性能，延长设备使用寿命，对强化状态进行识别与矫正等[3]。电力能源企业结合实际情况建立完善的电力计量设备管理体系与运行体系。建立完善的设备管理制度，同时安排专门的相关管理人员，通过培训工作落实与贯彻电力能源设备的安全管理教育工作，严格管理与监督设备故障，科学化管理设备，通过规范制度管理的实施，提高安全生产与管理效率。电力计量管理水平提高得益于电力制度的实施与制定，落实人员思想理念。
3电子计量技术应用时需要注意的问题
近些年来我国电力计量设备技术发展迅速，在我国电力企业中得到广泛应用。但实际中令人担忧的是，目前我国电力技术水平相比于发达国家还存在一定的差距，实际应用中技术与系统存在一定的问题，创新电力计量技术。相关技术研究人员需要不断学习研究国外先进电力系统的科学技术，充分吸取有效的经验教训，参与到新产品的研发工作中，诸如传感器这类设备。提高研发与创新人员的积极性，实现高水平、科学化与先进性的发展。同时促进设备调节功能的强化与完善，设备故障践行自我矫正，提高电力设备使用性能，保证其在各种环境中的正常运行，保证计量工作的准确性。创新与改进电力设备传感器核心元件，促进提高电力设备工作的科学性，提高工作中设备的性能，延长电子设备的使用寿命。对电力计量设备出现的各种故障进行有效分析，提高故障诊断与检测的准确性。有效提高设备的工作效率，同时大幅度降低故障与意外发生率[4]。通信模块选择时要科学进行，选择可靠性高的模块，同时研究人员应该加大对通信功能与设备的研究力度。强化通信控制工作提高电力计量的管理水平，结合实际工作环境调整电力设备的系统，确保系统处于最佳的工作状态。加强创新和研究不同环境下工作的最佳状态，对电力计量的设备要不断地更新和改进，提高电力计量设备的可靠性。
4结束语
电力能源计量管理中应用电子技术可以显著提高管理效率及质量，推进电网自动化建设进程的加快。除此之外，还能有效降低电网运行故障出现的几率，确保供电运行的稳定及持续性，在降低运行成本的基础上实现电力企业经济效益的提高。所以电力企业应该重视电力能源计量管理自动化建设工作，提高计量管理自动化水平，实现提高电力计量准确性的目的。
参考文献
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电力电子技术12
本文介绍了MATLAB在电力电子技术教学中的应用，并给出了三相电压型SPWM逆变电路仿真实例。引入MATLAB仿真技术作为课堂教学的辅助手段，对电力电子电路进行交互式动态波形分析、谐波分析及电量计算，结果直观、形象，有助于学生理解抽象的理论知识，提高学生学习的兴趣和主动性，改善教学效果，提高教学质量。
电力电子技术课程主要研究各种电力半导体器件及其组成的各种变流装置的工作原理及应用，主要涉及整流、逆变、直流斩波、交-交变换等电能变换及PWM控制和软开关技术等内容。在该课程的教学中，需要对相关电路进行波形分析及电量计算，不仅需要画出大量的电压、电流信号波形图，而且需要作相关电量的数学公式推导及谐波分析。在传统教学中主要采用PPT动画及课堂板书等教学方式，存在着波形绘制工作量大、所画波形不规范、电路的工作过程及波形的动态变化表现不足、交互性差、理论分析及公式推导繁琐抽象等问题，使得授课课时紧张，课堂教学信息量不够大，授课方式单调枯燥，学生容易产生疲倦感，难于达到理想的教学效果。在课堂教学中引入MATLAB计算机仿真技术作为传统课堂教学手段的补充，有助于克服传统课堂教学的缺点，提高学生的学习兴趣，提高教学质量。本文以三相电压型SPWM逆变电路为例，介绍了MATLAB/SIMULINK在电力电子技术教学中的应用，建立了相应的仿真电路模型并给出了相关的仿真波形。
一、MATLAB/SIMULINK介绍
MATLAB是由美国mathworks公司发布的商业数学软件，它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等功能集成在一个视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案。利用其中的SIMULINK软件包提供的图形化交互环境，可快速建立电力电子电路的仿真模型，利用MATLAB提供的各种数学计算及功能分析工具，可方便地对电路进行波形分析及数值计算，并可调用丰富的测量仪器工具对相应电压、电流进行波形观测及数值读取。
在建立电力电子电路仿真模型时主要用到了SIMULINK软件包中的以下模块库：电力系统模型库(SimPower Systems)中的电源模块库(Electrical Sources)、电器元件模块库(Elements)、电力电子元件模块库(Power Electronics)、测量仪器模块库(Measurements)、其他电器模块库(Extra library)等子模块库，以及Simulink模型库中的仪器仪表库(Sinks)、连接模块库(Connectors)等子模块库。建立电路仿真模型时，不用书写任何代码，只要使用鼠标调出相应的元器件功能模型并将它们连接起来，设置好各元器件的`模型参数，即可对电路进行动态仿真。
二、基于MATLAB的三相电压型SPWM逆变电路仿真
三相电压型SPWM逆变电路结构广泛用于通用变频器中，其作用是通过控制开关功率器件的通断将直流电逆变为SPWM交流电。该部分教学内容是电力电子技术课程的重要知识点。在教学中不仅要分析电路的工作原理，而且还涉及电压和电流的波形分析和数值计算。尤其在作输出电压的谐波分析时，需要推导繁杂的公式，教学内容复杂、抽象、枯燥且不易理解。利用MATLAB/SIMULINK建立三相电压型SPWM逆变电路仿真模型，可借助MATLAB强大的波形分析及数值计算功能对SPWM逆变电路进行动态分析，作为传统课堂教学的辅助手段，提高教学效率和教学质量。
(一)建立仿真模型
打开MATLAB/SIMULINK仿真平台，从电力系统SimPower Systems模型库中选取直流电源模块、多功能桥(Universal Bridge)模块、PWM脉冲发生器(PWM Generator)模块及三相RLC串联负载模块，将以上电路元器件模块按三相电压型SPWM逆变的原理连接起来组成仿真电路。从测量仪器(Measurements)模块库中调用多路测量仪(Multimeter),配合仪器仪表(Sinks)库中的Scope示波器，可同时观察多个节点及支路的电压电流波形。从其他电气模块库(Extra Library)中调用傅里叶分析(Fourier)模块以便对输出电压信号ua进行谐波分析，调用有效值测量(RMS)模块对输出电压ua进行有效值计算，并用数字显示器Display将分析计算结果显示出来。最终建立的三相电压型SPWM逆变电路仿真模型示于图1中。
(二)设置模块参数
双击仿真电路中的相应模块，对逆变电路元器件进行参数设置。
1.直流电压源Us:电压为100V，测量项Measurements选择Voltage，以便电压数据可通过多路测量仪Multimeter观察。
2.逆变桥(Universal Bridge)模块：桥臂数选3，吸收电阻Rs=1e5(Ohms)，吸收电容Cs=inf(F)，功率器件选择：IGBT/Diodes，导通电阻Ron=1e-3(Ohms)。
3.三相RLC串联负载模块：电阻R=1(Ohms)，电感L=0.001(H)，测量项Measurements选择Branch voltages and currents，以便数据可通过多路测量仪Multimeter观察。
4.PWM脉冲发生器(PWM Generator)模块：采用内部产生正弦调制波方式，发生器模式选择6 pulses，载波频率为3000Hz，调制度为0.7，输出电压频率为50Hz，输出电压相角为0o。
5.傅里叶分析(Fourier)模块：基波频率设置为50Hz，利用Fourier模块分析基波的幅值magnitude-1及基波的相位angle-1。利用Fourier1模块分析3次谐波的幅值magnitude-3及相位angle-3。分析结果用数字显示器显示。
6.有效值测量(RMS)模块：基波频率设置为50Hz，分析结果用数字显示器显示。
三、电路仿真及结果分析
第一，选择菜单simulation/parameters对仿真参数进行设置：仿真开始时间设为0，终止时间设为0.045，选用变步长ode23t算法，计算精度为0.001。
第二，选择菜单simulation/start开始仿真。通过示波器Scope可观察到三相输出SPWM电压ua、ub、uc波形及三相输出电流ia、ib、ic的波形。仿真结果示于图2中。
三相输出SPWM电压及三相输出电流波形
在图2中示出了三相输出SPWM电压ua、ub、uc的波形及三相输出电流ia、ib及ic的波形，仿真结果与理论分析结果基本一致。在程序的运行过程中，学生可观察到仿真波形的动态产生过程，通过观察波形，加深学生对三相对称电压及电流的幅值及其相位关系的理解。利用MATLAB提供的工具，可定向放大局部波形，加强学生对SPWM波的多电平波形的感性认识，三相输出SPWM电压、电流局部放大波形示于图3中。
三相输出SPWM电压、电流局部放大波形
利用傅里叶分析(Fourier)模块对SPWM电压ua作基波和3次谐波的幅值及相角计算，结果示于图4，图4中还示出了ua的RMS有效值计算结果，仿真结果与理论计算结果基本一致。改变设置参数，可观察到其他任意次谐波的幅值和相位的计算结果。
通过该例可以看出，在课堂教学中，利用MATLAB/SIMULINK对电路进行动态交互式分析，分析结果直观、形象，通过改变模块参数可轻易实现对不同电量的分析和波形观察，有助于理解教学中抽象的理论知识，可作为教学的辅助手段，引起学生的学习兴趣，提高课程教学质量。
四、结论
本文以三相电压型SPWM逆变电路为例，介绍了将MATLAB/SIMULINK计算机仿真技术应用到电力电子技术教学中，作为课堂教学的辅助手段，对电力电子电路进行交互式动态波形分析、谐波分析及电量计算，分析结果直观、形象，并可通过改变模块参数轻易实现对不同电量的分析和波形观察，有助于学生理解抽象的理论分析，提高学生学习的兴趣和主动性，改善教学效果，提高教学质量。
电力电子技术13
摘要：随着科学技术的不断发展，我国电力领域也是取得了不小的成就。为了更好的实现现代化电力发展目标，将电子技术与电力事业相融合，形成新颖的电力电子技术，以高新技术知识为基础，为我国电力事业提供方便、快捷的生产途径。也为人们的生产生活提供源源不断的能源需求，因此本文也会针对电力电子技术的发展及应用进行详细的讨论，充分体现电力电子技术在社会发展中的重要性。
【关键词】电力电子技术；发展应用
电力电子技术是一种科学性和实用性较高的新型电力技术，已经成为当今技术发展的主流，对我国的经济建设发展有着很重要的影响。其使用速度也是在逐年上涨。主要用在电能的获取、传输、交换和利用等环节，有效的提高了用电效率，提升供电质量，同时也为能源的节省创造了有利条件，为环境保护提供了可靠的保障。本文通过阐述电力电子技术的发展及应用，充分体现电力电子技术对于国民经济水平提高的重要性。
1电力电子技术的发展
1.1电力电子技术的晶闸管时代
电力电子技术的晶闸管时代起源于20世纪60年代末期，主要是为各工业领域提供大功率的用电能源。通过大功率硅整流器传送，将交流电转化成直流形式的电消费，应用在有色金属、化工原料、电气机车、地铁电车、轧钢、造纸等大型工业领域中。这种大功率硅整流器的研发在当时的社会发展中占有着很重要的地位，曾掀起了各地建立硅整流器厂的热潮，因此被人们称作电力电子技术的晶闸管时代。
1.2电力电子技术的逆变时代
电力电子技术的逆变时代始发于20世纪70年代初期，以自关断器件为基础，创新出交流电机，也被称作是逆变时代。其优点是交流电机中的变频调速可以自动的调节电流量的使用频率差异，将多余电能储存起来，有效的降低了电能源的浪费。因此在当时交流电机的发展也是十分迅猛，尤其是其构建组成的元件，如：晶闸管、巨型功率晶体管及门极可关断晶闸管，更是发挥了其节电的优势。尽管电力电子技术在那个年代已经实现了整流和逆变的功效，可所产生的工作频率较低，仅适用于中低频范围内，根本无法满足日后的工业发展需求。
1.3现代电力电子时代
进入90年代初期，我国研制出了功率半导体复合器件，集结了多种电力技术的优势，如：高频、高压、大电流等功效。可以将以低频技术处理问题为主的`传统电力电子学有效的转化成以高频技术处理问题为主的电力电子学，充分体现了电力电子技术的现代化发展。同时各种应用在新型器件上的集成电路技术也在以大批量的走势向复合化、模块化的方向发展，经过这样一系列的转变，可以使器件体积变小、结构紧凑，并结合了其他器件的优势，完全符合新时代的电力电子技术标准。另外在器件性能上也发生了很大的转变，不仅提高了器件的容量，也提高了其工作效率。此外随着科学技术的不断进步，电力电子技术逐渐向人工智能技术的方向靠拢，各种新型的器件控制方法也在大范围内广泛应用，尤其是智能学科中的神经网络系统，利用强大的混合人工技术，对半导体复合器件采取相应的控制技术和评估技术，使其更好的应用在各工业生产中，对故障监测和故障耐力起到很大的功效。
2电力电子技术的具体应用
2.1电力电子技术在再生能源中的应用
随着科学技术的快速腾飞，我国可再生能源在电力事业的发展中占有着重要的作用，其发电形式也是多种多样，如：风力发电、太阳能发电、水力发电及生物质能发电等形式。其中风力发电是再生能源中最为关键的组成部分，具有发电施工的周期较短、投资灵活、占地面积小、无污染等特点，为电力发展带来巨大的经济效益和社会效益。随着电力电子技术和变频调控技术的发展，其在风力发电中的应用也是越来越广泛。可以大大的提高电能源生产量，还可以有效的控制风电机组，并在电能转换和改善电能质量上都有着显著地成果。是再生能源中不可或缺的重要组成部分。
2.2电力电子技术在电力节能中的应用
进入新时期以来，电力在现代工业中的应用范围越来越广泛，主要是因为电力具有清洁、无污染、稳定性及实用性较高的特点。现如今电力供给已经全面的深入到工业的各个领域中，对其发展和经济效益都有着很大的促进作用。然而在实际的运用中，我国工业用电还是存在很多不合理的现象，如：用电效率低、大量浪费等。因此为了缓解这些用电难题，将电力电子技术应用在电机和电机控制方面，则大大提高了供电效率，并且每年可为我国节省总电量的百分之十八的电能，由此可见电力电子技术对于能源节省的重要性，可以充分保证我国能源供给情况，实现电力事业的可持续发展目标。
2.3电力电子技术在电动汽车及工业机器人控制系统中的应用
随着时代的进步和发展，我国在电动汽车和工业控制系统技术改造中也发生了翻天覆地的变化，利用电力电子技术手段实现了电动汽车的信息化发展，将其与汽车驱动装置有效的融合，形成车速性能高、噪音低、无污染、能源效率高的现代化灵敏电动车型，符合当代绿色交通运输。工业机器人的产生代表着我国工业向信息化、科技化的方向发展，不仅提高了生产效率也为生产技术工人减轻了工作负担，极大的改善了传统工业产品的质量。再其控制系统中加入了电力电子技术可以有效的提升机器人的灵敏度，让其进行更为精细的生产加工程序，同时通过调速变频装置，还可以控制机器人的工作速度，避免其在工作和休息时耗费能源差异过大，引起不必要的能源浪费情况。由此可见，电力电子技术无论是应用在电动汽车方面还是应用在工业机器人控制系统上都有着很重要的作用。
3结束语
综上所述，电力电子技术作为一种时代进步的科技产物，有着十分显著的实用性和安全性。被越来越广泛的应用在各生产领域中，几乎所有的电子产品都离不开电力电子技术的渗入，不仅提高了生产效率，增大生产效益，也为我国能源的节省做出了巨大的贡献，是能源发展中不可缺失的组成部分，随着我国国民经济水平的不断提高，电力电子技术也会不断的进步和完善，为我国节省更多的能源，更好的为国家经济建设贡献力量。
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电力电子技术14
摘要：本文从电力电子技术这一课程的内容出发，结合教学要求，分别从理论教学和实验教学两个角度阐述了关于教学方法的一些体会和感悟。
关键词：电子技术教学论文
1、引言
电力电子技术是一门由电子技术、电力技术以及控制技术交叉而来的新兴学科，是自动化专业、电气工程等专业的专业基础课程，在整个专业体系中具有重要的作用。电力电子技术具体地说就是指利用电力电子元器件来构造不同的转换电路从而实现对电能的一系列变换，是一种利用弱电来控制强电的技术。同时电力电子技术的应用范围十分广泛，从工业、交通运输、通信到新能源系统等各方面都有应用，甚至已经渗透到我们的生活中，比如现在家用电器中很流行的“变频”技术就是电力电子技术的一个小应用。
2、教学体系结构及要求
电力电子技术的教学内容主要分成三部分：元器件、控制电路和控制技术。我们学校给这门课一共安排了80学时，如果这三个部分都要详细介绍的话，时间上是不够的，所以主要介绍前面两块内容。电力电子元器件是本门课程的基础，包括半控元件、全控元件和不可控元件。控制电路主要包括四大基本电路：整流电路、逆变电路、直流到直流变流电路以及交流到交流的变流电路。控制技术部分主要介绍SPWM脉宽调制技术和软开关技术。元器件部分要求学生首先要能分清楚各种元器件所属的类别，其次要求能理解各自的工作原理，最后要求能够按照电路要求自主选择元件；控制电路部分要求学生能够理解电路的工作过程，能够分析并画出电路的输出波形图，能计算电路的一些参数来选择元器件；最后控制技术部分要求能够掌握SPWM的原理即可。
3、理论教学
（1）兴趣的培养 电力电子技术是自动化、电气工程专业很重要的专业基础课程，但也的确是一门比较枯燥的学科，要引起学生的重视、激发他们的兴趣是比较困难的。所以如何吸引学生的注意力，让他们从心理上重视这门课就尤为重要。笔者认为上好第一堂课对该课程后续的展开有很重要的作用。在第一堂课上要多多的展示一些电力电子应用方面的图片和视频，让学生亲身体会到电力电子技术就在我们身边，来培养他们的学习兴趣[1]；同时可以给他们展示一下对口的公司在招聘信息上对该课程的要求来引起他们的重视。然后后期可以通过实验教学来慢慢引导他们对本门课程的学习。
（2）教学思路的`把握 教学的顺序是先介绍元器件，然后介绍各种转换电路，最后介绍控制技术。在介绍元器件时，要讲清楚半控、全控和不可控指的是对电路“开”与“关”的控制。在控制电路中元器件是作为开关使用的，输出波形的转换也是因为电路“开关”的切换实现的[2]；在介绍各种转换电路时，首先要介绍各种电路实现的功能，然后可以让学生试着自己分析下如何用电路实现这些变化，最后提出典型的变换电路进行讲解。在课堂内容上应以元器件的工作原理为基础，以整流电路和有源逆变电路的原理、搭载各种不同负载时的波形分析为重点，特别是在介绍感性负载和纯电阻负载时波形的变化是很重要的。无源逆变和直流到直流变流电路可以简单介绍一下。由于目前变频技术在家电行业应用广泛，所以交流到交流变流中的变频技术也可以进行详细介绍。
（3）教学方法的改变 近年来，多媒体教学以绝对的优势替代了传统板书成为教学的主要手段。电力电子技术这门学科在教学时涉及很多复杂电路、波形的绘制，采用多媒体教学能提前将这些波形准备好，节约了大量教师课上板书的时间，同时多媒体教学还可以采用FLASH动画来吸引眼球，能更直观的仿真出电路通断的过程，更好的帮助学生理解和记忆。所以多媒体教学这一手段对于电力电子技术这门课程是非常重要的。此外，我们还可以利用Matlab中的simulink自带的工具包搭建各种电路来仿真，通过软件仿真出对应的图形。这样通过计算机算出图形，要比直接把图形显示给学生看更让他们记忆深刻，也更让他们信服。
4、实验教学
实验教学在任何一门课程中都应该占有很重要的地位，通过实验可以加深对已学知识的理解，验证理论的正确性同时也能帮助他们记忆。而电力电子技术本身就是一门实践性很强的课程，新型的电力电子器件、新技术、新的使用方法，都需要通过实验来验证其可用性。电力电子技术这门课配备的实验还是比较多的，比如四种控制电路以及控制技术都有对应的实验，那么在实验教学中可以从中选择一些有较高实验价值的项目进行。例如整流电路是教学时的重点内容，那么这一方面的实验就可以做一些。可以让学生搭建桥式整流电路，然后搭配纯电阻负载、感性负载和反电动势负载，通过观察波形变化来加强对学习知识的理解和掌握；在讲直流斩波电路时，可以让学生在六种典型斩波电路中选择一到两个电路进行测试，深入理解理论课上学习的原理。在实际的教学过程中，由于学校设备有限不能做到每人一台设备，一般都是几人一台，这样就会出现有些同学整个过程游离在状态之外的情况。所以在实验过程中，可以将一组学生进行任务的分工，分成设计电路的、搭建电路的和验证实验结果的，这样每个人都分配有任务，就不会出现上述的情况了。
5、小结
本文从课程体系、教学要求和实际教学三个方面分别阐述笔者从事该课程教学的体会。对一门课程的处理方式，不同的教师有不同的方式，但都希望能以较为恰当的教学方式把最需要最重要的知识传授给学生。
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电力电子技术15
摘要：课程设计是工科实践教学的一个重要的环节。本文结合哈尔滨工业大学的教学实践，对电力电子技术课程设计的开设和实施进行了探索和研究。本文首先分析了电力电子技术课程设计的现状和问题，然后介绍我校自主开发的电能变换器通用实验平台及利用此平台开设和实施电力电子技术课程设计的情况。最后提出在现有实验平台基础上扩展为综合性课程设计实验平台的设想，并总结了课程设计的建设经验。
关键词：电力电子技术课程论文
电力电子技术是电气工程专业的重要的专业课，该课程综合了弱电和强电两个大的领域的学科，是近几十年新发展起来一门技术。其应用领域广泛包括自动化、电机和电器控制、电力系统等方面，具有非常好的前景和较高的技术经济效益。
电力电子技术的综合性、应用性和实践性很强，尤其是实践环节是电力电子技术必不可少的部分。随着新疆近些年工业的大力发展，工业自动化水平的要求越来越高，为了满足人才市场日渐增长的需求，进一步积极研究和探索电力电子技术的实践教学的教学方法和教学手段，构建与工农业发展相适应的电力电子技术实践教学的新方案是一个值得研究的课题。
1、完善电力电子技术课程设计
由于电力电子技术理论学时为48学时，受到电气专业总学时的限制，一般院校都没有开始电力电子技术课程设计，另外电力电子技术课程设计的经费需求也较高，和模拟电子和数字电子的元器件相比，电力器件的价格往往要高得多，同时电力器件都工作在高电压、大电流下，因此实验安全性也是重要的制约因素。
课程设计是工科实践教学的一个重要的环节。指导教师根据教学计划对学生进行基础或专业强化训练。课程设计能够培养出学生把理论和实践相结合的能力，能够初步完成把知识转化成现实生产力的可能。
电力电子技术我校是在20xx年开课，其课程设计刚开设，具体设计要求有：一方面主电路的设计。主电路不用半空器件晶闸管，不论是整流电路、逆变电路还是斩波电路都改为全控器件MOSFET和IGBT。另一方面，由于全控器件的开关频率远远大于半控器件，因此对全控器件的控制方法如脉冲宽度调制技术等要强化。
在课程设计的实施过程中，通过分组完成，每个小组分配不同的任务，按照完成的质量给予不同，选出最好的结果给予颁发奖励证书，大大促进学生动手、动脑的积极性。同时给学生充分的.自主权，指导教师事先不做示范设计，即便对于学生烧毁元器件等现象，也鼓励学生自主完成，这样既减少指导教师的工作负担，又提高学生课程设计的含金量。
2、注重实践环节训练加强实践能力的培养
电力电子技术课程实践性很强，实验等实践环节在教学的地位非常重要，这些实验在培养学生动手能力方面的起着非常大的作用。由于电力电子技术的实验和实践内容丰富，因此如何计划和实施好电力电子技术实践内容是使学生充分理解其内容的重要保障。在我们教学实践中结合下面的一些方法。
2.1 理论和实践结合
理论与实践相互结合。对于不同专业的学生，对于电力、电子和控制方面的技术理解和基础不同，因此电力电子技术理论课和实验课交叉进行，通过实验课能及时快速检查学生课堂理论的理解程度。
2.2 前后知识串联、提高综合性
教学后期设计综合性实验。在做这类实验的时候学生要独立设计实验方案、步骤等。指导教师根据学生开课以来学到的知识提出问题，学生解决问题，学生在解决问题过程中不但会用到刚刚学到新知识，还要用到前面章节学到的知识，形成知识串联，举一反三综合利用。另外，在课程结束后可将电力电子技术与其学过的课程相结合进行综合实验实训。不同专业学生可结合不同的综合实验，如果是弱电专业可结合单片机开发板设计输出发脉冲来控制全控桥式电路的开闭。和其他先修过的课程相结合知识比较新，这部分综合设计能够让学生了解更多的实际应用。通过综合实验实训使学生获得比较全面的综合技能和专业能力，能尽快适应本专业的岗位需求。
2.3 结合工程实际应用
对于电力电子技术课程中大量的波形和公式很容易让学生混淆，理解起来难度也大，为了更好理解其原理在讲解过程中有必要举出生产和生活中的实例，如企业单位中最应用最普遍的变频器，实验室中常用的开关电源等。在讲授的时候把学生带到实验室中对这些教学产品现场拆装，结合具体元器件讲解原理，这样比单纯讲解波形要形象的多。学生既有理性认识又有直接的感性认识，更会极大的激发其对本专业的学习兴趣。
2.4 其他增强实践教学的方法
除了上述实验实训之外还可以结合其他方法促进学生掌握实际知识，例如开发实验室、开始创新性实验等。在实验室开放过程中应保障仪器设备、元器件的数量充足，能够满足学生要做的实验基本需求，例如要保证学生做实训的时间、要能够排开实验等。创新性实验是指学生在完成教学大纲规定的实验项目后，指导教师可结合学生的实际能力，提出和实际应用密切相关的一些课题，来考查学生所设计的电路创新思维能力。
3、结语
电力电子技术课程实践教学改进、完善需要长期实践来逐步完成。一方面，随着电力电子技术不断的发展和创新，例如电子器件从半控的晶闸管到全控的IGBT等，实践教学也会随之变化改革；另一方面，由于工农业的发展，企事业单位对电力电子技术的需求也不同，为了适应培养高等技术应用型人才的需要，电力电子技术的实践教学也要随之改进。
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