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中圖分類號：G718文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2013）10-0002-01
1.電力電子技術的發展
1.1電力電子技術的發展階段。電力電子器件的發展分為兩個階段，一是傳統電力電子器件，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 年生產第一只晶閘管以來，它以其體積小、功率低等優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。它立足于分立元件結構，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。二是現代電力電子器件，它是將微電子技術和電力電子技術相結合，研制出的一種全新的高頻、全控型器件。現代電力電子器件的主要產品有功率晶閘管、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展前途的兩種[2]。
1.2電力電子技術的發展方向。未來電力電子器件可能在以下幾個方面發展 ：（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）易驅動。由電流驅動發展為電壓驅動，大力發展復合器件，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，同時還可減低企業的生產成本 ；（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展 ；（5）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、節省電能。
2.電力電子技術的應用
2.1工業領域中的應用。工業領域中，交直流電動機的應用十分普遍，如大型鼓風機、數控機床伺服電機等。當前，在大量冶金工業中，電力電子技術也被廣泛應用于直流電弧爐電源、淬火電源、中高頻感應加熱電源中。同時，在水電廠的蓄能機組中，應用現代電力電子技術科對大型機組工作狀態、調速作出改變。此外，工業領域的有很多高溫場合，而在高溫環境下，電力電子裝置的應用有著十分嚴格的散熱要求。然而隨著電力電子器件頻率不斷提高、容量不斷增加，器件發熱問題就凸顯出來，尤其是在一些高溫應用場合，如散熱措施不適當，就很有可能造成器件溫度超過所允許的最高溫[1]。結合高工作溫度、大容量的應用場合，提出了液態冷卻，其相比于氣體冷卻和油冷，可提高兩個數量級的導熱系數。通過實踐表明，該水冷裝置的故障率很低，且具有體積小、冷卻效率高、無污染等顯著優勢。可以說，該裝置在工業領域的應用推廣，為電力電子技術的應用提供了基礎保障，從而使器件潛力得到充分發揮。
2.2電力電子技術在電力系統中的應用。電力電子技術在電力系統通向現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做出了極大的貢獻，使中國電力系統邁出了至關重要的一步。同時在同步發電機勵磁系統和交流電動機的變頻調速以及新能源發電和智能電網的應用等方面也得到了廣泛應用。
2.3電氣節能的應用。節能已經成為了當前社會發展的必然趨勢，因為電在人們日常生活中的重要作用，因此電氣節能也就顯得尤為重要。電氣節能目前主要包括變頻節能、電能質量控制、有源濾波等三個方面，在當前階段，變頻節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、變頻空調等，它們已經開始為人們的生活提供服務。在未來的發展時期中，電機變頻調速行業還要進行快速的發展，這主要是因為它的以下三個重要發展因素 ：一是因為變頻器產品越來越成熟，而且應用廣泛，現代電器產品都開始進入變頻時代，又由于它的技術越來越新，企業投資產品的成本也越來越低，這就更為變頻器產品的發展和應用提供了絕好的機會。二是因為變頻調速節能非常明顯的效果，為社會提供了廣泛的效益，也為企業提供了較高的利益，所以越來越多的企業對變頻調速節能產生了興趣。三是國家也開始在這方面出臺一些措施，對重點耗能企業進行嚴格控制，鼓勵督促他們發展電氣節能，不僅可以降低企業能源的消耗，同時也減少了資源浪費，為社會創造了巨大財富。
2.4交通運輸中的應用。電力電子技術在電氣化鐵道中有著廣泛應用，整流裝置被應用于直流機車中，交流機中應用變頻裝置。同時，鐵道車輛中，直流斬波器的應用也十分廣泛，在磁懸浮列車的未來發展中，電力電子技術扮演者重要角色。除電機的牽引轉動外，各種車輛輔助電源同電力電子技術也密不可分，電動汽車電機的驅動與交換就是憑借電力電子裝置來實現的，且在蓄電池充電過程，也需要電力電子裝置的參與來完成。船舶、飛機均需要很多電源，且有著不同要求，故它們同電力電子技術難以分割。而如果將電梯也視作交通運輸的話，且也需要電力電子技術的參與，以往，直流調速系統在電梯中普遍應用，而近年來，電梯中應用方式也主要集中在交流變頻調速[3]。
2.5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"節能燈"，就是電力電子技術發展的直接產物，它以其體積小、發光率高等的絕對優勢已經取代傳統的白熾燈和日光燈。同時變頻空調、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品，它們已經進入到了我們的日常生活中，并為我們生活質量的提高做出了巨大的貢獻。
3.總結
電力電子器件從開始的單一功率整流管與晶閘管發展到現今的現代電力電子器件，尤其是絕緣柵雙極晶體管（IGBI）與 MOS 門極晶閘管（MCT）的出現，擺脫了傳統電力電子器件的一些弊端，使電力電子技術進入了一個全新的發展時代，在未來的發展過程中，人們對電子產品要求越來越高的明天，電力電子器件還會得到進一步的發展，電力電子技術也將會給人們的生活帶來越來越無法想象的精彩。且我們有理由相信，在不遠的將來，電力電子技術必將取得更好地發展和應用，促使電源技術更加實用、經濟、成熟，從而實現高品質、高效率的用電。
參考文獻
[1]劉永軍。 淺談電力電子技術在電力系統中的應用[J]。 黑龍江科技信息，2013，（16）。
引言：現代電力電子技術是以高新技術知識為基礎的一種知識密集型技術綜合，是強弱電相結合的新學科，一方面它是電子學在高電壓、大電流等強電或電工領域的一個分支，另一方面它也是電工學在低電壓、大電流等電流弱電或電子領域的一個分支。當前，電力電子技術與微電子技術的結合已成為當今技術發展的主流電力電子技術的應用，貫穿在電能的獲取、傳輸、變換和利用的幾乎每個環節，使用電效率、節能效益、供電質量大大提高。電力電子技術的應用在電氣自動化中發揮越來越重要的作用，為電能的產生和利用搭起了橋梁，為電能的輸出、應用提供了更好的方式和平臺，從根本上提高了電能的應用效率。
一、電力電子技術的特點
電力電子技術是以功率和變換為主要對象的現代工業電子技術，當代工、農業等各個領域都離不開電能，離不開表征電能的電壓、電流、頻率、波形和相位等基本參 數的控制和轉換，而電力電子技術可以對這些參數進行精確的控制和高效的處理，所以電子技術是實現電氣工程現代化的重要基礎。電力電子技術應用范圍十分廣泛，國防、工業、交通運輸、能源、通信系統、電力系統、計算機系統、新能源系統以及家用電器等無不滲透著電力電子技術的成果。因而，電力電子技術的發展是以電力電子器件為核心，并伴隨著變換技術和控制技術的發展而發展的。
二、電力電子技術的發展
現代電力應用電子技術的發展方向，是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學，向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代，并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。
1、整流器時代
大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供，但是大約20%的電能是以直流形式消費的，其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電，大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。
2、逆變器時代
變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0～100Hz的交流電。隨著變頻調速裝置的普及，大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出，靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變，但工作頻率較低，僅局限在中低頻范圍內。
3、變頻器時代
當前，大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展，為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合，出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世，導致了中小功率電源向高頻化發展，而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現，又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世，是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計，到1995年底，功率 M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率，使其性能更加完善可靠，而且使現代電子技術不斷向高頻化發展，為用電設備的高效節材節能，實現小型輕量化，機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
三、電力電子技術的應用
1、電力電子技術在電力系統中的應用
將電力電子技術引人電力系統并獲得廣泛應用的領域，首推應是同步發電機勵磁系統，這種勵磁系統由于動作迅速，容易設計出高頂值電壓，并且控制功率小，另一領域是交流電動機的變頻調速，它的應用，節約了可觀的電能 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的發電、輸電和配電環節中都離不開電力電子器件和電力電子技術。電力系統的發電環節涉及發電機組的多種設備，電力電子技術的應用極大地改善這些設備的運行特性。
2、電力電子技術在工業中的應用
在工業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展，使交流電機的調速性能可與直流電機媲美，交流調速技術大量應用并占據主導地位。電化學工業大量使用直流電源，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。
3、在交通運輸上的應用
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術。電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術更是一項關鍵技術。除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術。電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅動并控制。飛機、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術。如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術。以前的電梯大都采用直流調速系統，而近年來交流變頻調速已成為主流。
4、電力電子技術在家用電器中的應用
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、發光效率高、可節省大量能源，通常被稱為“節能燈”，正逐步取代傳統的白熾燈和日光燈變頻空調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。電力電子技術廣泛用于家用電器使得它和我們的生活變得十分貼近。
5、電子裝置用電源
各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。通信設備中的程控交換機所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現在已改為采用全控型器件的高頻開關電源。大型計算機所需的工作電源、微型計算機內部的電源現在也都采用高頻開關電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩壓電源供電，由于高頻開關電源體積小、重量輕、效率高，現在已逐漸取代了線性電源。因為各種信息技術裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息電子技術離不開電力電子技術。
結語
電力電子技術正在不斷發展，新材料、新結構器件的陸續誕生，計算機技術的進步為現代控制技術的實際應用提供了有力的支持，在各行各業中的應用越來越廣泛，從人類對宇宙和大自然的探索，到同民經濟的各個領域，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。
【關鍵詞】電力系統 開關電源 不間斷電源
一、電力電子技術的發展
1957年美國通用電氣公司研制出了第一個晶閘管，標志著電力電子技術的誕生。而1958年以集成電路的誕生為標志的微電子技術帶動了一系列高新技術產業的發展，標志著第一次電子技術革命的開始。現代電力電子技術的發展方向，是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學，向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子器件按照能被控制電路信號所控制的程度分為不可控器件、半控型器件和全控型器件。不可控器件主要指電力二極管、該二極管雖不可控，可因為結構簡單，使用方便成本低，仍被廣泛應用。半控型器件主要指晶閘管，由它所組成的電路靈活成熟、開關損耗小、開關時間短，在電源、通用逆變器、電機控制等電路中應用廣泛。但驅動電流大、耐浪涌電流能力差、容易受二次擊穿。以電子技術和微電子技術的發展為背景，全控型器件是在八十年代末期和九十年代初期發展起來了，主要有電力晶體管（GTR）、電力場效應晶體管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。其特點是集高頻、高壓和大電流于一身，是大型的功率半導體復合器件，全控型器件的誕生表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
二、現代電力電子的應用領域
（一）電力系統及節能方面
電力電子技術在電力系統領域中的應用著非常廣泛和重要，在發電通過改變設備的運行特性為主要目的；而電子技術在高壓輸電領域的應用，極大的提高了電網運行的穩定性，被稱為“硅片引起的第”；在配電領域，則通過電力電子裝置來防止電網瞬間停電、瞬間電壓跌落、閃變等，以進行電能質量控制，加強供電可靠性，改善供電質量。同時還通過減少無功損耗，提高功率指數，來達到節能的目的。在發達國家有60%以上的電能至少經過一次以上的電力電子變流裝置進行處理。通過這種處理可以節約能源和提高用電設備的性能。直流輸電在長距離、大容量輸電中有很大的優勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都使用晶閘管變流裝置。
（二）交通運輸
電子技術在鐵路運輸、船舶、航天、電動汽車等行業都有廣泛的應用，稱為新興產業不可缺少的重要技術。新型環保綠色電動汽車與混合動力電動汽車都正在積極的發展中。汽車是靠汽油引擎的運行發展起來的一種機械，它排出大量的二氧化碳與其他廢氣，嚴重污染了環境。而綠色電動汽車的電機用蓄電池為能源，靠電力電子裝置來進行電力變換與驅動控制，其蓄電池的充電也是離不開電力電子技術的。顯然，未來電動汽車大有可能取代燃油汽車。。而在電氣機車中的直流機車就是采用整流裝置來供電的，而交流機車則采用變頻裝置來供電，都離不開電子技術的應用，直流折波器和鐵道車輛、磁懸浮列車中的電力電子技術更是關鍵技術的應用實例。船舶、飛機也需要各種不同要求的電源，所以航海、航空都離不開電力電子技術。
（三）開關電源
首先高速發展的計算機技術在帶領人類進入了信息社會的同時，也促進了電源技術的迅速發展。八十年代，計算機全面采用了開關電源，率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進入了電子、電器設備領域。開關電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關電源。隨著電力電子技術的發展和創新，使得開關電源技術在不斷地創新，這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動，這為開關電源提供了廣泛的發展空間。高頻開關電源（也稱為開關型整流器SMR）通過MOSFET或IGBT的高頻工作，開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內，實現高效率和小型化。近幾年，開關整流器的功率容量不斷擴大，單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。開關電源的發展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化，關鍵技術是高頻化。由于開關電源輕、小、薄的特點，其應用日益廣泛。現在開關電源產品廣泛應用于工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫療設備、半導體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設備，視聽產品，安防監控，LED燈袋，電腦機箱，數碼產品和儀器類等領域。
（四）不間斷電源（UPS）
電子技術帶給計算機領域的還有不間斷電源技術。所謂不間斷電源（UPS）是指計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經整流器變成直流，一部分能量給蓄電池組充電，另一部分能量經逆變器變成交流，經轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量，另一路備用電源通過電源轉換開關來實現。目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發展也很迅速，已經有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規格的產品。
三、總結
90年代以后，電子技術朝著大功率化、模塊化、變頻化和智能化發展。電化學專業、鐵道電氣車、鋼鐵工業、電力工業的迅速發展給電力電子器件提供了用武之地。通過電子技術和微電子技術的結合，促成了功率集成電路的誕生，最終促使了大量新結構、新材料器件等電子器件的誕生和發展，給工業、航天等帶來了極大的幫助和便利，對節約能源、改造傳統產業、發展新型產業作出了巨大的貢獻。總而言之，電力電子因應用需求不斷向前發展，新技術的出現又會使許多應用產品更新換代，還會開拓更多更新的應用領域。
參考文獻：
[1]周明寶.電力電子技術[M].北京：機制工業出版社，1985.
[2]陳國呈，周勤利.變頻技術研究[J].上海大學自動化學院學報，1995（6）：23-26.
[3]王正元.面向新世紀的電力電子技術電源技術應用，2001
1.1電力電子技術在發電過程的應用
在我國發電廠中，發電多是靜止勵磁系統。使用過程中，勵磁機繁重且耗能巨大，電力電子技術的發展便可大大緩解這個問題，可以代替勵磁機中的勵磁環節，使發電過程變得更便捷且耗能少，易操作，方便控制。同時，電力電子技術在變頻控制上同樣起到很大作用。發電廠中發出的電能頻率多為波動的，而民用的交流電頻率要在220V為峰值進行使用，傳統的變壓方式多為變電站的中轉，而電力電子技術可以簡化這個環節，使電流更適合民用電的使用。電力電子技術在發電過程中的優勢對一些新能源發電同樣適用，如廣泛使用的風力發電、水利發電等，都離不開電力電子技術來正常運行。
1.2電力電子技術在電力傳輸過程中的應用
電力電子技術在傳輸線路上的應用有很多，其中主要以柔流電技術、高壓直流電技術以及靜止無功補償器技術上，以線路傳輸過程中的高壓直流電技術為例，說明在電力傳輸過程中電力電子技術的重要作用。在沒有這種技術的時候，對于高壓直流電的傳送，在傳送過程中需加有若干變壓器來完成，這不僅增加了傳送電過程中的成本，還使工作的程序變得復雜，而電力電子技術的廣泛使用，尤其是晶管換流閥在高壓直流電傳送過程中的使用，使電壓變得可以自動化控制，節約成本，減少了傳送過程中的工序，而且準確性、安全性和可控性都比傳統的傳送方法高得多。
1.3電力電子技術在電力使用過程中的應用
電力電子技術不僅能在電力產生、傳送過程中有廣泛的應用，還能保證在使用過程中帶給使用者的便捷。回想我們家中的電力配備，保證安全的是一個全自動的電表，其實在這其中便應用到電力電子技術，它可以增強對電流、電壓的可控性，自動感應到電力的強度，進行調控，保證了家庭用電的安全性。同時，在一些大型工廠、單位等，用電量較大，對電力的穩定性要求很高，配有電力電子技術可以使在配電過程中，電流變得更加穩定，避免各種不穩定的波動帶來的不良影響。
2電力電子技術對于電力系統的其他應用
2.1節約能源
通過電力電子技術的應用，可以對電能進行綜合處理，使電能能夠最大限度的發揮出來，并且能夠應用得更加合理、高效，真正做到節約能源。例如，在一些造紙廠、冶煉廠等，可以根據工廠的性質和對電能的具體需求，利用電力電子技術，能夠將電能自動化的進行合理的分配，使耗電量大、功率大的場所能夠達到要求，而對于一些對電量要求不大的地方可以適當的進行節省。據調查顯示，2000年的大型工廠的節電量相當于1990年發電的15%，截止到今年，全國又將14個項目列入節電推廣項目中，可見，電力電子技術在資源的節約中起到了很大的作用。
2.2改善傳統機械設備
摘要：隨著經濟的快速發展和社會的全面進步，我國的能源供應和環境污染越來越突出。一般估計，地球上的石油還可供人類開采40年~50年 ，煤炭約200年。我國的石油剩余開采量僅有全球人均的1/10，煤炭僅有1/2。火力發電，燃燒大量煤炭，排放SO2和CO2，汽車尾氣也是城市空氣污染的首要因素。新能源的開發與利用迫在眉睫，而在新能源的利用中，電力電子技術扮演者重要的角色。
關鍵詞：電力電子技術；新能源；開發；利用
一、風力發電
風能是潔凈的，可再生的，儲量很大的低碳能源，為了緩解能源危機和供電壓力，改善生存環境，在20世紀70年代中葉以后受到重視和開發利用。風力發電是可再生能源領域中除水能外，技術最成熟、最具規模開發條件和商業化發展前景的發電方式之一。目前我國主要的能源是火力發電、水力發電、核能，風力發電的成本比核電要低。風力發電相對于太陽能、生物質能等其它可再生能源技術更為成熟、成本更低、對環境破壞更小。在過去20多年里, 風力發電技術不斷取得突破, 規模經濟性日益明顯。隨著風力發電技術的改進, 風力發電機組將越來越便宜和高效。增大風力發電機組的單機容量就減少基礎設施的投入費用, 而且同樣的裝機容量需要更少數目的機組, 這也節約了成本。隨著融成本的降低和開發商的經驗豐富, 項目開發的成本也相應得到降低。風力發電機組可靠性的改進也減少了運行維護的平均成本。
國際能源專家預言: 21世紀是風力發電的世紀。可以說,綠色能源———風力發電將為人類最終解決能源問題帶來新的希望。目前風力發電通常有三種運行方式：1.獨立運行2.聯合供電方式3.并網型風力發電運行方式，這是風力發電的主要運行方式。
風力發電系統示意圖
大部分可再生能源和其他分布式發電系統產生的電能通常都是不穩定的，如果不加控制和調節，就會對電網造成嚴重的沖擊，同時為了保證將盡可能多的有功能量送人電網，風力發電系統還必須有儲能環節，并需解決存儲能量再次轉化的問題。上述這些過程都需要利用電力電子技術對其進行控制。
風能取之不竭,耗之不盡。合理利用風能,既可減少環境污染,又可減輕越來越大的能源短缺所造成的壓力。發展風電有利于調整能源結構:電源結構中75%是燃煤火電,增加風電等潔電源。尤其在減少C02等溫室氣體排放,緩解全球氣候變暖方面,風電是有效措施之一。發展風電是解決我國能源供應不足的有效途徑之一。就社會效益來講,開展風力發電技術的研究有助于解決我國乃至全世界范圍內的能源短缺的問題。
二、太陽能發電
太陽能是取之不盡，用之不竭的能源。太陽能作為清潔的可再生能源，越來越受到人們的重視，應用領域也越來越廣泛。中國的太陽能資源至少是風能資源的100倍，每年接收的太陽能是總消耗一次能源的600倍，據統計，我國2/3以上國土面積的年日照時間在2200h以上，年輻射總量在502萬kJ/m2以上，為太陽能的利用創造了豐富的資源和有利條件。
目前太陽能在利用中，主要采用了三種技術：太陽能光電技術、太陽能光熱技術和太陽能光伏發電技術。
太陽能光電技術是指利用太陽能電池將白天的太陽能轉化為電能由蓄電池儲存上在放電控制器的控制下釋放出來，供室內照明和其他需要。目前占主流的太陽電池是硅太陽電池，它又分單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池(總稱晶體硅太陽電池)和非晶硅太陽電池。整個光伏系統由太陽能電池、蓄電池、負載和控制器組成。
太陽能熱發電技術就是利用光學系統聚集太陽輻射能，用以加熱工質，生產高溫蒸汽。驅動汽輪機組發電，簡稱光熱發電技術。他與光伏發電相比，具有效率高、結構緊湊、運行成本低等優點。目前技術比較成熟且應用比較廣泛的是蔬菜溫室大棚、中藥材和果脯干燥及太陽能熱水器等。
將光能直接轉換成電能的過程確切地說應叫光伏效應。不需要借助其它任何機械部件，光線中的能量被半導體器件的電子獲得，于是就產生了電能。這種把光能轉換成為電能的能量轉換器，就是太陽能電池。太陽能電池也同晶體管一樣，是由半導體組成的。它的主要材料是硅，也有一些其他合金。光伏發電系統分為獨立光伏發電系統和并網光伏發電系統。完全依靠太陽電池供電的光伏系統，系統中太陽電池方陣受光照時發出的電力是唯一的能量來源。首先最簡單的獨立光伏系統是直聯系統，發出的直流電力直接供給負載使用，中間沒有儲能設備，負載只在有光照時才能工作。這種系統有太陽能水泵、太陽能風帽、太陽能路燈等。并網光伏發電系統：太陽電池方陣發出的直流電力經過逆變器變換成交流電，且與電網并聯并向電網輸送電力的光伏發電系統。這類光伏系統發展很快，在20世紀末，并網光伏系統的用量就超過了獨立光伏系統。并網光伏發電系統可分為兩大類：光伏電站和戶用并網光伏系統。
在光伏系統中太陽能電池、蓄電池、控制器，都離不開電力電子技術，在太陽能到電能的轉換中，電力電子技術發揮著重要的作用。
關鍵詞:電力電子技術;電力系統;應用研究
電對保障居民生活及工業生產具有重要作用，而基于實際情況，目前我國電力系統還存在一定不足，供電設施設備容易出現故障，不易維修，且出現故障后診斷存在一定困難，影響電力的有效供應。電力電子技術對電力系統的發展具有極大的保證作用。對于此，充分利用電力電子技術，加大其在電力系統中的應用對保證電力系統供電正常具有促進作用。
1當前電力系統運行所存在問題分析
電力系統的有效運行對保證居民生活及工業生產具有較大的作用，而基于目前實際情況，在現有工業化生產及居民用電中，常由于供電異常問題導致巨大的損失，影響頗為嚴重。具體來講，目前電力系統供應中所主要存在的問題集中于以下幾個方面：
1.1電力管理運行用電缺乏安全管理
電力作業屬于運行用電作業屬于特種作業，必須具有相關資質的人員上崗作業，并實施監護。但目前電力系統管理中，由于缺乏專業電氣人員，電力工作人員由于缺乏專業水平，貿然作業必然引起違章作業，臨時用電造成極大隱患。另，電力系統在運行管理中，對于出現的異常問題，相關人員不能及時對其處理并采取有效措施應對是主要問題，常導致引起較大的損失。
1.2接零保護重視度不足
目前，企業為減低成本及提高工作效率，對電力系統用電裝置大多均未配置TN-S系統；且大多施工人員對用電安全認知程度不足，缺乏對接零保護的認識，常導致用電安全事故的發生。對于該類故障，其主要原因在于相關單位對電氣安全保護不到位及缺乏有效防護措施的投資使用造成，實際應用中應引起主要及重視。
1.3不重視電氣設備材料選型及質量
電力系統管理中不重視電氣設備材料選型及質量，如各類電氣元件選型不恰當及質量不合格，比如各類企業為節約成本及提高企業利潤，忽視質量要求，對于部分產品，惡意降低規格及標準，常導致施工質量無法達標，無法滿足實際使用要求。在這種情況下，一單生產過程中電流、電壓及功率出現過載情況，容易導致電路發熱等情況，激發電火花等，引發電氣故障發生，造成生命及財產安全。
1.4臨時用電管理不規范，存在任意搭接情況，存在安全隱患
在一些企業在實際生產中，臨時搭接用電，不規范用電，常導致用電過程容易對電路造成過載等危險，影響電路系統運行正常及對企業造成由于電氣故障所導致的經濟損失。
2電力電子技術發展趨勢分析
我國電力電子技術在這些年取得了較好的發展，且技術也有了顯著提升。而對于其發展趨勢，首先來講，模塊化及集成化是主要趨勢，如對于電力電子技術，電源單元及功率器是主要組成部分，也是其核心所在，模塊化及集成化的發展使得電氣元件更加的緊湊，體積更小及能夠與不同功能的器件實現有效配合，為電力系統的發展起到樂極大的技術支持。同時，現代電子電力技術朝低頻向高頻發展是必然趨勢，以變壓器來講，其供應頻率與變壓器的容積、電感反應具有反比關系，而在電力器件體積逐漸減小的情況下，加速有低頻向高頻發展是必然的趨勢，如可控制關斷型電力電子器件的出現很好的反應了現代電子技術發展的趨勢，也是主要方向。另外，電力電子技術朝全控化及數字化發展。如目前應用的關斷型電器使用還存在一些風險，但電力電氣技術的發展對該電器設備進行了有效改革，如自關斷的全控性器件使用，有效彌補和避免了危險的發生，使得電力電子技術變革得以很好體現，表示這電力技術發展逐漸智能化及數字化，為該行業的發展帶來了極大的前景。此外，電力電子技術的發展朝綠色化轉變是主要趨勢，如節能一直是我國所倡導并要求在實際生產中必須使用的技術，同時，也能為各使用單位帶來顯著的經濟效益。而一直以來，電子設備以嚴重高次諧波額形式流入電網中，對電網造成了極大的污染，其結果將導致電網功率嚴重下降。而這些年，各電網濾波器等各電器元件的使用為電網有效運行帶來了可能，極大推動了電網的有效運行。
3電力電子技術在電力系統中的應用分析
對于電力電子技術在電力系統中的應用，具體內容如下:電力電子技術在電源方面具有一定的應用價值。分別對一般電源及專用電源分別說明；一般電源在電力電子技術的應用下取得了一定的效果。如通過整流器轉變，可使交流電轉化為直流電。如現在電力技術中，利用電氣電力元件，能夠通過蓄電池作為備用電源對負載實現供能，不僅具有較好的降噪性，同時也使得電源有效性及可靠性得以充分保證。對于專用電源，高頻逆變器的使用滿足了高性能、大容量的要求，具有廣闊的使用前景。現代電力電子技術在我們日常生活中應用也較為廣泛，當前家用電器普遍應用現代電力電子技術，給我們的日常生活帶來了較大的便利。許多電器都只需要按下按鈕就能進行工作，而不需要人們親自動手。同時，利用電子電力技術，結合數字化計算機技術，能夠有效實現預約與在線監測的功能，對于提高用戶使用質量具有促進效果。
4結束語
綜上所述，電力系統安全有效運行關系企業的發展與生存，是企業高度重視及思考的話題，也是企業在日常利用中重點把控及解決的主要問題，加強用電安全管理及做好設備的運行與維護，對于保證電力企業利用安全具有重要的意義。對于電力系統運行來講，電力電子技術的應用對保證電力設備供電正常具有積極促進作用。筆者結合實際情況，就電力系統中電力電子技術的應用情況進行了說明，以供參考。
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關鍵詞：電力電子技術；電力系統；控制
1 前言
當代在電力系統中，電力半導體器件和組合裝置運用很多，大到在高低壓直流輸電中用到的換流器，小到家用電器產品電視機中的開關電源、手機電池充電器，當然還有在工業中應用廣泛的調壓調速變頻器、大功率整流器、調壓和調功器等，其應用廣泛到了電力系統各個器件和各個不同的電壓等級中。該技術的特點較多，包括控制靈活、反應快速、控制準確、運行可靠等。將電力電子技術運用到電力系統中不僅可以改善電能控制質量、提高輸電運行能力、改善和提高電網運行的可靠性、穩定性和控制的靈活性還可以降低輸電線路電能損耗。
2 電力電子結束的應用狀況
目前，對超大容量超遠距離的電能輸送來說，高壓直流輸電技術顯得是更加經濟，而且還有交流輸送電能所沒有的優越性。在新一代超高壓直流輸電技術中，大量使用了GTO、IGBT等電力電子可關斷器件，還廣泛的使用了電力電子技術中最具代表性的脈寬調制技術。
在我國的輸電系統中，雖然已有一些變電站使用了SVC，而且容量都比較大，但是所用的均為進口，型式為TCR與TSC的組合器件或單獨的開關投切電容器組。在國內工業中應用 的TCR裝置有很多，其中絕大部分容量都在10MVAR，然而讓人想不到的是這其中國產的還不到一半。低壓的380V供電系統中，有不少各類國產的TCR無功補償裝置在投入運行。但是至今仍然沒有一套我國自主研發的SVC投入到我國的高壓輸電和變電系統中運行。考慮到SVC在電力系統中的重要性，預計在最近幾年時間里，國內的SVC研制并將其投入到輸電領域、配電領域以及工業的運用都將會遇到前所未有的發展。
現如今，我國國內的一些與之相關的規劃局、科研院所、設備生產單位以及高校都已陸續開始對FACTS技術進行研發和生產。最引人矚目的是國家電力科學研究院等電力研究單位和東北電力管理局合作開發和研究的500kv高壓出線上安裝的TCSC等技術
如今，變頻調速SFC技術已經到了和傳統的直流調速技術相媲美的階段，在二者的競爭中，SFC技術大有取而代之的趨勢。變頻調速技術在電力系統中應用比較廣泛，主要有兩個方面：首先是將過去發電廠的風機、水泵的控制改為變頻調速控制，節電效益明顯增強；其次是將傳統的抽水蓄能機組改用SFC技術控制，大幅減小機組啟動過程中電壓對電網的沖擊。除此之外，當機組運行在低水頭時，還可提高機組的發電效益。目前，我國的SFC技術發展緩慢，國內已經投入使用的高壓變頻器，幾乎都是引進的國外的變頻器設備和技術。
3電力電子技術在電力系統中應用的發展趨勢
按照當前的形勢來看，最具有可靠性的電子技術是電力電子技術在未來的發展中的新熱點。電力電子技術采用了技術先進的表面貼裝，將存流器件、觸發器、主要電源等幾種器件集成在一起，具有多重功能，大大的縮小了電力電子裝置的重量和體積，同時也降低了損耗和成本，提高了工作的效率。而新型材料又是電力電子器件發展的基礎，所以新型材料的發展也是電力電子技術發展的一個瓶頸。近些年來，出現了碳化硅等新型半導體材料。其中，用SIC制作的器件和理想元器件特別接近。還有，隨著大、小功率集成電路等新型器件的大量涌現，智能的功率、高壓等集成電路的制作工藝和制作技術必定是未來幾年乃至幾十年電力電子半導體技術的研究的熱點。若是集成技術的突破和新型半導體材料的突破相互融合，必然會誕生更多性能更好的、功能更加強大的新器件，功率集成電路SMANPOWER HVIC就是一個明顯的例子，他的出現極大地滿足了現代工農業大力發展的需要。除了這兩者之外，自動控制用的芯片的發展也很是神速。為了讓社會更好的運用新器件的優良性能，為了滿足諸如波形產生、驅動電路控制、電路實時保護等方面的要求，只有通過研制新材料，改進新工業技術，不斷創造出快速性能更加完善、人工智能化程度更高、工業使用更加方便的新型高速控制芯片。
4 總結
電力電子技術的發展肯定是當前一段時間和未來重點研究的熱點。電力電子器件的發展直接影響著電力電子技術的發展，電力電子技術的供電電源、電機調速、電力配電等幾個方面獲得了相當廣泛的應用。無論是對于傳統的工業，如電力、船舶、礦冶、機械、汽車等，還是一些高技術的技術產業比如通信、激光、航空航天等的發展都至關重要，電力電子技術是提高這些相關行業的水平技術的重要手段，同時也是經濟發展迅速的前提。電力電子技術的快速增長、高速度的發展，使其成為了新時代最重要的高端技術之一。
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[關鍵詞] 電力電子技術 電力系統 應用
0.引言
電力電子技術經歷了半個世紀的發展歷程，目前已在眾多領域得到廣泛地運用，諸如民用產品、傳統產業設備發行以及新能源開發等行業。它將現代控制技術、功率半導體器件、計算機技術和電路技術作為支撐依據已經在國民經濟中發揮出不可替代的重要作用，其直接影響著未來輸電系統的性能。HVDC――直流輸電――是在電力系統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有關設備的基本原理層見迭出，相繼又產生了各種設備。電力系統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中的應用具有現實的意義。
1.電力電子技術在發電環節中的應用
在電力系統的發電環節中，將牽涉到眾多種類的發電機組的設備，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電環節中的應用就能夠很好的實現這種目的。
1.1 大型發電機的靜止勵磁控制
靜止勵磁的優點是具有較為簡單的結構、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中普遍的使用。因為對中間慣性環節即勵磁機的省去，使得它具備了特有的快速性調節，這樣一來，為先進的控制規律提供提供了充分發揮作用，同時控制效果更加良好。
1.2 水力、風力發電機的變速恒頻勵磁
水力發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速也會隨著水頭的變化幅度而產生變化。風速的三次方同風力發電的有效功率呈正比，風車捕捉最大風能的轉速會隨著風速的變化產生變化。因此，機組變速運行，易言之，對轉子勵磁電流的頻率進行調整，讓它同轉子轉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、風力發電機的運用當中，變頻電源是技術核心。
1.3 發電廠風機水泵的變頻調速
發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，為了實現節能的目的，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，在國內乃至國外都有很多的生產廠家，僅是系列產品在一定程度上還不具有完整性。然而能夠設計并生產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，進行聯合開發，從而達到滿足生產需求的目的。
2.電力電子技術在在輸電環節中的應用
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的容量，所以，能夠應用于海上石油平臺等這些小系統的供電。將來還能夠用于城市配電系統。這些年來，直流輸電技術獲得了進一步發展，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生于上世紀八十年代的后期，這些年取得迅速的發展。FACTS是指現代控制技術同電力電子技術相結合，達到連續調節、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，提升電力系統的可靠性，減少輸電過程的損耗量。因為傳統的調節電力潮流的手段僅能達到調節局部穩態潮流的作用，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過程中快速柔性連續調節和阻尼系統振蕩的需求，所以，電網發展的要求使得柔流輸電（FACTS）技術獲得良好的應用與發展，截止目前，柔流輸電控制器有許多種，且均能對電力系統中變量，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節中的應用
在配電環節，我們亟待解決的問題是加強供電的穩定性以及提高電能質量。應用用戶電力技術（Custom Power）亦稱DFACTS技術是配電環節應用電力電子技術的最為普遍的技術，它是現代控制技術同電力電子技術的有效結合，配電環節應用用戶電力技術的主要手段是通過交流輸出電系統，加強供電的穩定性，提高配電的輸出能力，并且提升電能質量。此外，在配電環節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技術已經發展到融合為一體。
4.電力電子技術在節能環節的應用
4.1變負荷電動機調速運行
為了使電力電子技術在在節能環節有所作為，我們就需著手于以下兩方面：①電動機自身方面的應用；②變負荷電動機的調速技術的應用。倘若能將兩者有機的結合在一起，勢必會使電動機的節能獲得顯著的效果。近年來，風機和水泵在國外大多數采用調速控制，鑒于在國內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速替代節流閥（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，以及較廣的調速范圍，加之能夠連續無級調速，同時在調速過程中具有相對小的轉差損耗，節電率能夠達到百分之三十，然而采用調速控制雖然有上述優點，卻也存在較高的成本以及產生高次諧波的缺點，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
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量的不可或缺的部分，要在電力系統中維持無功平衡，不然，將導致功率因數的降低，系統電壓的下降以及設備的損壞，甚至致使大規模的停電事故的出現，為了杜絕此類事件的產生，我們要在電力網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。
5.結束語
綜上所述，電力電子技術能夠在電力系統的眾多領域得到廣泛地運用，隨著現代計算機技術的不斷發展，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，對電力系統的控制以及節能起到更大的作用，以及最大幅度地提高電力系統的穩定性，從而獲得巨大效益。
