《电力电子技术》课程报告
题 目： 电力电子技术在电气工程的应用论文
院（系）： 电气工程与控制学院
班 级： 电气19-8班
姓 名： **
学 号： **
任课教师： 王玉萍
电力电子技术在电气工程的应用论文
摘要：目前阶段，我国已经步入信息时代，信息技术仍旧处于高速发展状态，电子科学技术的快速发展给予人们生活和工作极大的便捷，电气工程当属其中一个关键领域。近些年来各类控制元件与应用软件随着科学技术的发展不断更新优化，并在电气工程中进行应用，不仅将系统的可靠性进行提升，而且作业流程得到有效精简，于工作效率和工作质量的提升有十分积极的意义。
关键词：电力电子技术；电气工程；应用策略
一、概述电力电子技术
电力电子技术的产生是迎合经济和社会发展需求的，并在这一过程中不断应用和完善。同时该技术的进步也是为了解决电气工程中的实际操作性问题。电力电子技术是分为两类，一类是信息方面，另一类是电力方面，而本文着重讲述的就是电力电子技术。电力电子技术的发展是满足了电气工程的研发需求，不仅能够保障电气工程的顺利进行，也提高了这一行业在工程实施中的效率。电力电子技术不仅仅是在电力工程项目中能够有效应用，它同样能够适用在一些航天航空领域，甚至包括教育和医疗领域，正是由于这种技术的高校性和操作便宜性，才能得到普遍推广和应用。科技是第一生产力，技术的进步很大程度上促进了经济社会的发展，以及提高社会工作的效率。电力电子技术在多方领域中的成果应用，其效果凸显，因此如何将电力电子技术应用于企业的发展，进一步优化技术，提高生产力，为企业创造更大的效益。
随着社会经济和科学技术水平的不断发展，电力电子技术被研发成功并逐渐广泛应用，在社会水平不断提升的过程中被广泛应用并不断完善，有效解决电气工程实际运行中各类操作性问题是电力电子技术研发与技术水平提升的主要目的。一般而言将电力电子技术拆分为信息种类和电力种类，本文主要对后者进行论述。满足电力工程研发过程中的各类需求是电力电子技术的水平不断提升的根本目的，不仅需要确保电气工程的顺利推进，而且要做到对工程实施效率的有效提升。现阶段电力电子技术不仅在电力工程项目中进行有效应用，而且可在部分航空航天领域进行应用，甚至是一些医疗或者教育领域也可以看到它的身影，由此可以看出高效性与操作便捷性是电力电子技术的根本优势，正因如此被广泛推广和应用。众所周知，技术水平于工作效率和经济效益产生直接影响，也就是说技术水平越高于工作效率和经济效益方面发挥的作用越大，因此，电力电子技术在不同领域的应用有利于技术的优化、生产力的提升和经济效益的增加，换言之，电力电子技术于各行各业的进步和我国社会的发展有十分积极的意义。
二.电力电子技术的特点
电力电子技术在应用的过程中为多个领域带来了极大的效益，正是由于其操作的便利性、良好的结构和性能以及较强的专业适应力，使其受到广泛的欢迎和应用，为人们的生活和生产带来极大的方便，并提高工作效率。
2.1操作的便利性
电力电子技术是通过技术的改进，并对电力系统的运行进行监控，通过技术的管理带动其发展，并提高其工作效率。正是由于这种良性的工作循环，促进了该行业的迅速发展，也为工作人员带来极大的方便。
2.2良好的结构和性能
电力电子技术其结构和性能是得到多个行业的广泛认可，并在技术上不断推陈出新，紧跟时代的步伐，满足多个行业的工作需求。这种不断在结构上进行优化，在性能上不断完善，才保障电气工程的项目能够高效且顺利完成。
2.3较强的电力系统适应性
电力电子技术的主要优点在于其操作的简便性，为了满足用户的需求，提高用户的使用体验，因此在保证其结构良好和性能完好的同时，也极大提高其使用的简便性，因此在电气工程行业中节省了员工的学习时间，提高工作效率，在这一行业表现出较强的适应能力。
三、分析电力电子技术在电气工程中应用的意义
众所周知，人口基数庞大、幅员辽阔是我国的基本国情，这就造成我国用电群体不仅庞大而且分布分散的`根本特征。当前阶段我国城镇化速度不断提升，电力需求随之加剧，在此种整体背景下，社会各界于电气工程提出更高的要求，此种高要求不仅在荷载与容量方面进行体现，而且对稳定性和安全性的要求也随之提升，由此可见传统电力系统对于人们工作和生活的切实需求已经无法满足，因此必须对技术水平进行提升，所以必须科学合理且有效的应用电力电子技术。此外，当前阶段电气工程建设受到技术和科学水平的限制，使其建设过程中仍旧有部分问题存在，故障及低效率等问题更是常有发生。在此种形势下十分有必要对电力电子技术进行应用，借助电力电子技术的应用，达成提升电力工程系统稳定性和安全性的目的。电气工程中对电力电子技术进行应用不仅具有较强的针对性和适用性，其操作方法也十分简单方便，可进一步推动电气工程的发展和进步。
四、探讨电气工程中电力电子技术的应用
电力电子技术应用到变电站中去，给变电站的工作带来了效率提高以及工人减少两大好处，这有效减少了工作上的失误，提高了企业生产的效率和质量。电力电子技术应用在变电站给技术人员的监管工作带来极大的便利，有助于工作人员及时寻找、弥补问题，保证变电站的运行。随着现代技术的发展，电力电子技术也给变电站带来了科学的管理措施，因此，变电站应该关注电力电子技术的发展创新，降低变电站事故的数量。电力电子技术的发展，离不开晶闸管的发明，晶闸管的使用开启了中国电气工程新的篇章。由于交流变频技术已经被逐步普及应用，但是第一代的电力电子零部件却开始慢慢落后，因此第二代的电力电子开关被研发出来，其主要是全控型部件如CTR，GTO等，主要功能是提高各部件对电流电压的适应能力。这种开关在具体操作的时候通常需要很大的电流来进行辅助，因此也加大了控制的难度。在这些零部件里面，有一个叫作MOSEFT的电压驱动零部件，它不需要很大的电力来进行驱动，但是却可以加快开关的速度，让工具安全快速地运行。缺点就是与MOSEFT在一起工作的部件电压额会不断地上升，从而导致对P-MOSEFT的发展产生限制。为了解决这一系列的问题，复合型的新器件IGBT和MGT就被研发出来。IGBT主要的特征是高输入阻抗和运转速度快、时间短、大电流面的密度与GTR有的一拼，新一代的电子器件由于本身的开关速度加快、通电电压更小以及运行平稳、电路简易等优点，逐渐在现代化电气中占据最重要的地位，这些优点恰恰是电气工程在器件方面最根本的需要。在新型电子器件中，由于先进技术的推动，企业的生产和推广一直都在不断地加大，这对于电子器件复合化发展，以及其向模块化发展都有着巨大的帮助和推动作用[5]。在电力电子零部件不断进行发展和创新的情况下，其内部的转换器也开始随之改进，变更后的新型逆变器解决了原来供应新一代器件电力不足的缺点，既能够供应充足的电力，又能够降低电力的损耗，简单组合一个年便器就可以随意转换零电压和零电流。要将变频器从低频转换为高频，需要我们长期不断地努力和探究，这既有利于节约企业的能源和成本，也有利于推动电力系统深入长期地稳定发展。在当今社会，电气工程不断得到发展，交流电控制理论的研究在许多领域得到了关注和探索，人们研究交流电主要是用于把电动模型由复杂变为简单。在研究方面，主要是从交流电的控制和结构等一些角度来进行研究。这些研究明确了信号处理物是什么，也有着提高运行效率等优点，改变着原来的交流调速方式，紧跟现代化的脚步。变频技术在许多领域得到了广泛应用和开展，矢量控制性也逐渐被人们所接受认可，开始进行大规模生产，它应用的是数字控制以及有关的软件来对实行电气系统的智能自动化，这样有利于提高变频器件对于结构的适应能力。现今社会科技飞速发展，先进技术和手段越来越多，在电气工程方面的应用也逐渐升级并且普及，变频技术高效可控制的性能深受人们喜爱，人们也在不断地研究探讨电力电子技术下一个新时代的来临。现阶段电气工程中当属发电厂和变电站对电力电子技术应用最为普遍，除此之外配电系统中技术的革新中也对电力电子技术进行应用。将电力电子技术在上述各个方面进行应用，不仅可极大程度提升项目施工的安全性，而且可切实保障项目运行的稳定性，于电气工程的有序发展有十分积极的意义。
（一）变电站中对电力电子技术的应用
变电站项目应用电力电子技术主要方面是监管系统，利用技术监管最大限度降低人员监管中各类误差的发生，有效降低了项目中的事故危害，进而使工程项目的进度得到保证，其质量和利益也能在一定程度上得到提升。此外，科学合理且有效的管理手段还可切实提升该项目的经济效益和社会效益。技术性监控有效改善了过去变电站中事故频发的情况，不仅对电力转化的安全性进行保证，而且可提升技术研发的有效性。
（二）发电厂对电力电子技术的应用
电力电子技术在发电场中主要应用于网络监控系统方面，监控系统的有效应用可以使得施工维修人员及时发现各类问题，进而对其进行有效解决，不仅可对工程项目的正常运行进行保证，而且可以避免重大事故的发生，工作效率和工作质量也能够得到大幅度提升。换言之，供电系统正常运转的目的需要借助电力电子技术达成。
（三）配电系统中电力电子技术的应用
配电系统中对电力电子技术应用的主要是技术监控方面，不仅有利于避免误差的发生，而且可对配电系统的稳定性进行有效保证，进而对配电系统的运转效益进行保证。电力电子技术更加强调智能化监控，一定程度降低了施工人员的工作强度和工作压力，还能够对相关施工人员和用电人员的人身安全进行保证，此种智能化监控方式于电气工程的发展有积极意义。
4.1软开关控制装置
在电气工程施工过程中，施工技术水平滞后，由于不合理的施工技术和设备应用，严重影响到电气工程运行性能。通过系统开关装置的应用，可以有效降低电容，减少变压器元件占据的空间面积，但是高频开关转换会在一定程度上增加电能损耗，影响电能生产效率。在这个过程中，可能产生电磁干扰，影响到电气系统稳定运行。通过软开关控制装置的应用，可以最大程度地降低系统开关装置电能损耗，避免噪声干扰。如果采用串联方式将多个电路联系在一起，则可以有效提升电力系统性能，有助于软开关装置更大范围应用。
4.2静止无功补偿装置
社会经济持续增长下，社会生产力水平显著提升，对于电能需求度不断增长，静止无功补偿装置的应用，可以为电网运行稳定性和安全性提供坚实保障，将功率变化控制在合理范围内。静止无功补偿装置具有较强的抗干扰性能，对冲击性负荷无功补偿，提升电力系统运行效率，为电力输送系统稳定运行提供保障。与此同时，静止无功补偿装置的应用，有助于提升电力系统的运行性能和功率因数，最大程度地降低电力系统功率损害，减少不良干扰，保证电网输电压安全稳定性。当前静止无功补偿装置包括晶闸管投切电容器、静止同步补偿器、晶闸管控制电抗器和可控串联补偿装置等。静止同步补偿器与电网并联在一起，输出电压调节来吸收无功电流，满足无功补偿需要。晶闸管投切电容器自身具有无机磨损和快速响应的优势，具有良好的无功补偿效果，最大程度地降低对电网的冲击电流。可控串联补偿装置的应用，电容器和电控器并联在一起，调节电抗器电流，可以有效提升补偿装置基频等效电抗特性。
4.3有源电力滤波器
有源电力滤波器的应用，适用于动态抑制谐波需要，将电力装置划分为补偿电流发生电路和指令电流检测电路两部分。根据相应指令电流检测电路，可以将谐波电流分量和基波分量电流分离开，发挥反极性作用来抵消负载电力，电网最后仅存基波电流。与此同时，源电力谐波器是由PWM逆变器构成的，尽管结构较为复杂，但是具有多样补偿和动态相应特点，改善电网组抗力和功率补偿不良影响，最大程度地抑制谐波电流的出现。
4.4高压直流输电技术
高压直流输电技术是借助电子换流器来转变输出电流，转换为直流电，将直流电传输到各个受电端，并借助电子换流器转化为交流电，输送到千家万户。在高压直流输电过程中，传输功率高于直流电，传输过程中具有较强的稳定性和安全性，对于输电线路的要求不高，受到相关工作者的高度关注和重视。需要注意的是，高压直流输电技术输电过程在保证线路安全稳定运行的同时，最大程度地降低电能损耗，满足不同额定频率电网联结需要。从当前电气工程中高压直流输电技术的应用情况来看，多为直流联络线。
4.5电路保护装置
电路保护装置同样是电力电子技术中的重要组成部分，在电气工程中应用，可以有效避免电路装置损坏和电能损耗。如果电路出现故障问题，依托于快速熔断器或电流继电器等电路保护装置，可以为电路装置起到保护作用，最大程度地减少故障问题和损坏程度。随着电力工程的发展，传统电路保护装置暴露出一系列弊端和不足，电路保护作用缺失。基于此，应该充分发挥电力电子技术优势，通过检测装置来反馈电路运行情况，如果出现过电流、过电压故障，可以第一时间断电，保护电子元件安全。此外，在配电系统中应用电力电子技术，可以实现配电系统的实时监管和控制，促使工作人员制定规范化措施，避免由于不必要的失误影响到配电系统的稳定运行
五、结束语
近些年来电力电子技术受到科学技术的带动，在其水平不断提升的过程中广泛应用于各行各业，电气控制领域隶属其中。本文首先简单论述了电力电子技术，然后对电气工程中应用电力电子技术的意义进行简单论述，最后探讨了电气工程中电力技术的具体应用，由上述所言可以看出，电力电子技术的应用于电力控制而言有积极的推动作用，但是现阶段应用效果不甚理想，相关领域的工作人员还需继续进行深入探讨，旨在进一步推进电气工程的发展。电力电子技术研究给现代化的电气工程事业带来重大意义，从电力电子技术在电气工程中的应用这一探索之中我们可以发现，电力电子技术的发展前景直接决定了电气工程的发展进步。因此，技术人员应该对电力电子技术有着彻底的了解和高超的水平，掌握电子技术的核心技术，推动电力电子技术的不断创新和发展，给现代化的电气工程事业添砖加瓦。
参考文献
[1]徐跃华.浅析电力电子技术在电气控制中的一些具体应用[J].科技风,2018(23):99+105.
[2]王国荣.电气自动化在电气工程中的应用分析[J].现代工业经济和信息化,2018,8(10):70-71.
[3]万志豪.论电力电子技术在电气控制中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(24):243.
[4]赵争鸣,袁立强,鲁挺,贺凡波.我国大容量电力电子技术与应用发展综述[J].电气工程学报,2015,10(4):26-34.
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