现代电力电子技术应用发展分析
作者:钟秀伟
来源:《科技传播》2011年第13期
摘要 电力电子技术是目前发展较为迅速的一门新兴学科,是高新技术产业发展的主要基础技术之一,它对于推动经济发展有着非常重要的作用,是转变传统产业升级的重要手段。本文在相关理论分析的基础上,阐述了我国电力电子技术研究的内容及其应用,并对其发展前景和发展趋势进行了展望分析。
关键词 电力电子技术;应用;发展前景
中图分类号TM1 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)46-0078-02
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术,它对于电力领域有着非常重要的贡献,它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。在现阶段的发展背景下,电力电子技术可以理解为功率强大。它与传统的电子技术相比,改变了以往的发展模式,有着许多的优势和功能:它不仅能够通过功率较大的电流和承受高电压,而且能够在大功率的情况下,很好的解决器件发热、运行效率的问题,对于我国电力事业的发展意义重大。当前,电力电子技术的应用范围已经越来越广,对于人们的生活所产生的影响越来越大。本文主要针对当前电气工程领域的四大热点进行详细分析和探讨,分别为电气节能领域、新能源发电领域、电力牵引领域以及智能电网领域4个方面。 1 电力电子技术的应用 1.1 电气节能的应用
节能是当前社会发展的必然趋势。电气节能主要包括变频调速、电能质量控制、有源滤波等,当前阶段,在电气节能的应用中又以变频调速为主要研究内容。电机变频调速节能是当前工业节能发展的一个主要途径,在未来的发展时期,三大发展因素将会进一步促进电机变频调速行业的快速发展:一是变频器产品日趋成熟,应用范围越来越广,技术越来越新,企业投资产品的成本将会越来越低;二是电机变频调速节能的效果非常明显,具有广泛的社会效益,这样能够更好的调动企业生产的积极性;三是国家对重点耗能企业也会采取一系列措施,发展电气节能能够有效的降低企业能源消耗,减少资源浪费,为社会创造财富。 1.2 新能源发电的应用
当前,社会发展的速度越来越快,人们消耗的资源也越来越多,全球范围内的石油储量、煤炭资源总量逐步在减少。在传统能源逐步减少的同时,生态平衡也受到严重的破坏,环境污染日益严重。因此,新能源在未来的一段时期有很大的发展前景。现在通过新能源发电的方法越来越多,比如通过地面太阳能发电、风电等,其中太阳能光伏发电在上海世博会上被充分利
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用,这对于新能源的开发有很好的借鉴意义。上海世博会的太阳能发电项目不仅是我国当前规模最大、采用技术最多的项目,同时也是世博会历史上新能源发电技术的最大规模应用,可以说,新能源的世界已经离我们越来越近。新能源发电中的电力电子技术应用特点主要有:新能源在供给过程中能源供给随机性较大,比如风能、太阳能等都会随着天气的变化而变化,并对电网发电的要求比较高,在新兴的能源使用中,可以充分考虑海洋能等随意性不大的资源。 1.3 电力牵引的应用
电力牵引(electric traction)是利用电能为动力的轨道运输牵引动力形式。它是以电力系统或发电厂为电源,通过牵引变电所使电力系统受电,经过降压、变频成交流电源,由接触网向电力机车、动车组供电。比如电力机车或动车的牵引电动机将电能充分转换为机械能,驱动铁路列车运行,这给人们的生活提供了极大的方便。但电力牵引也存在一些不足,主要表现在增加了供电系统装置,使其一次性投资比其他牵引动力形式要高些,同时,电力机车在运行时,会产生高次谐波和负序电流,谐波的存在和高压接触网及其回流网的不对称,对沿线不平行接近的电信线路将产生干扰电压,对电力系统的安全、经济运行有一定的影响,对通信质量和人身安全也存在一定的影响。因此,需要采取有效措施进行防护和限制,要在以后的发展过程中不断改进技术,通过新技术来改进电力牵引的缺点,使其达到合理,为社会发展贡献力量。
1.4 智能电网的应用
智能电网,就是将电网进行智能化改造,它是建立在集成的高速双向通信网络的基础之上的,在运行的过程中,通过先进的传感和测量技术、控制技术以及先进的决策管理体系的应用,实现电网的可靠运输、实现经济、高效、环境友好和使用安全的目标。从更高的层次来讲,当前社会发展的电网变得比以往更大、更安全及更高能效,但其智能化程度仍旧较低,因此,其在未来的发展过程中有很好的发展前景。智能电网的核心就是智能电表。通过借助智能电表,电力事业机构能够知道用户在任意时间所使用的电能,便于他们根据用户的个性化需求提供针对性的服务,不断的满足社会的需求。 2 电力电子技术的未来发展前景
当前,电力电子技术的发展已经进入到各个领域,它在人们的生活中扮演着非常重要的角色,有着非常大的发展前景,这主要体现在以下几个方面:
1)新的材料进一步更新。随着社会经济的发展,人们生活水平越来越高,对于新材料的需求也会越来越高。同样,电力电子技术也会进一步加快研究步伐,将会扩大器件的频率研究、功率等级研究,会有效的降低器件的温度,减少器件体积,同时,成本将会大幅度下降,可以大大改进系统性能,扩大应用范围,使越来越多的领域受益;
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2)改进器件和装置封装形式。在未来的发展前景中,电力电子技术将会对电力电子器件和装置形式不断进行改进,实现系统集成,减小各项生产成本,同时,通过新技术的运用使其获得更高的集成化和可靠性;
3)使用无需吸收电路并且关断延时小的集成门极换流晶闸管,这样可以有更多的器件来选择应用,特别是在一些大功率应用场合的器件选择时,选择的范围将会越来越广,给人们社会生活带来方便;
4)发展新型的全半导体变流系统。随着社会经济发展的迅速,社会在选择上越来越倾向于体积小、应用广的电子器件。因此,电力电子技术的发展将会在体积小、重量轻、损耗小、无功率的全半导体变流系统上做文章,不断加大设计力度和创新手法,满意日益增长的物质文化需要;
5)发明新型家用电器产品。随着低碳经济的提倡,人们在生活中越来越追求低碳的概念,低碳对于人们的生活有着非常重要的意义,现阶段,各种低碳产品已经逐步进入人们的视线和生活之中,新型汽车、新型电动车等低碳产品供不应求。因此,未来的电子器件的发展趋势将会进一步向家用电器延伸。 参考文献
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