電力電子裝置設計基礎

㈠ 一般情況下電力電子裝置由什麼組成

一般由主電路和控制電路構成，主電路一般為電力電子器件構成的電能變換電路，例如整流電路、逆變電路等；控制電路主要由控制晶元，例如dsp、單片機等和驅動電路組成；復雜的電力電子裝置還有輔助電源板，用來產生各晶元的控制電壓，還有監控板等。

㈡ 電力電子裝置的主要類型

為了防止電力系統內部和外部過電壓對變電站造成的安全事故，變電站中通常會安裝避雷器、避雷針、接地網等過電壓保護裝置。而作為重要防雷裝置之一的避雷器，在變電站的防護中是非常常見的。今天，鈞和電子為您分享變電站應用的避雷器的類型。

一是，避雷器的作用

避雷器是限制過電壓的一種保護裝置，它能釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量，保護電氣設備免受瞬時過電壓的危害，又能截斷續流，防止系統接地短路。

在電力系統中，避雷器並聯安裝於系統中。當過電壓值達到規定的動作電壓時，避雷器立即動作，流過電流，限制過電壓幅值，保護設備；電壓正常後，避雷器迅速恢復原狀態，保證系統正常供電。

二是，電力系統中的避雷器的類型

1.管型避雷器

管型避雷器是一種具有較高熄弧能力的保護間隙，當發生雷擊時，內外間隙均被擊穿，雷電流經間隙流入大地。其結構比較復雜，常用於10kV配電線路上，作為變壓器、開關、電容器、電纜頭等電氣設備的防雷保護。適用於工頻電網容量小、線路長、短路電流不大而雷電活動很強且頻繁的農村或山區。

2.閥型避雷器

閥型避雷器應用在電力系統中，當系統中出現過電壓且峰值超過間隙放電電壓時，間隙被擊穿，沖擊電流通過閥片流入大地。由於閥片的非線性特徵，故在閥片上產生的壓降（殘壓）將得到限制，使其低於被保護設備的沖擊耐壓，從而設備得到保護。

閥型避雷器的結構復雜，常用於3-550kV電氣線路、變配電設備、電動機、開關等的防雷。適用於交直流電網，不受容量、線路長短、短路電流的限制，工業系統中的變配電所設備及線路均可使用。

3.氧化鋅避雷器

氧化鋅避雷器在電力系統用應用較為廣泛。它主要由主體元件、絕緣底座、接線蓋板和均壓環等組成。主體元件由非線性金屬氧化物電阻片疊加組裝，密封於高壓絕緣此套內，無任何放電間隙。

氧化鋅避雷器無放電延時，因外部雷電過電壓動作後，無工頻續流，可經受多重雷擊，殘壓低，通流量大，體積小，重量輕，運行維護簡單，常用於0.25-550kV電氣系統及電氣設備的防雷及過電壓保護。

㈢ 什麼是電力電子技術

電力電子技術是一門新興的應用於電力領域的電子技術，就是使用電力電子器件（如晶閘管，GTO，IGBT等）對電能進行變換和控制的技術。

電力電子技術分為電力電子器件製造技術和變流技術（整流，逆變，斬波，變頻，變相等）兩個分支。現已成為現代電氣工程與自動化專業不可缺少的一門專業基礎課，在培養該專業人才中佔有重要地位。

一般認為，電力電子技術的誕生是以1957年美國通用電氣公司研製出的第一個晶閘管為標志的，電力電子技術的概念和基礎就是由於晶閘管和晶閘管變流技術的發展而確立的。

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作用：

1、優化電能使用。通過電力電子技術對電能的處理，使電能的使用達到合理、高效和節約，實現了電能使用最佳化。

2、改造傳統產業和發展機電一體化等新興產業。它為傳統產業和新興產業採用微電子技術創造了條件，成為發揮計算機作用的保證和基礎。

3、電力電子技術高頻化和變頻技術的發展，將使機電設備突破工頻傳統，向高頻化方向發展。實現最佳工作效率，將使機電設備的體積減小幾倍、幾十倍。

㈣ 構成電力電子技術的三要素

電力電子技術有電力技術、電子技術、控制技術3個部分組成。

電力電子技術的內容主要包括電力電子器件、變流電路和控制技術三個部分，其中電力電子技術是基礎，變流電路是電力電子技術的核心。主要研究電力電子器件的應用、電力電子電路的電能變換原理以及控制技術及電力電子裝置的開發與應用。

電力電子

涉及由半導體開關啟動裝置進行電源的控制與轉換領域。半導體整流控制、半導體硅整的小型化等的出現，產生一個新的電力電子應用領域。半導體硅整流、汞弧整流器應用於控制電源，但是這樣的整流迴路只是工業電子的一部分，對於汞弧整流器應用范圍而言是有局限的。半導體硅整流的應用涉及很多領域，如汽車、電站、航空電子、高頻變頻器等。

㈤ 電力系統及其自動化專業都學些什麼課程

主要課程：電路、電機學、電子技術、自動控制原理、微機原理及應用、發電廠電氣部分、電內力容系統穩態分析、電力系統暫態分析、電力系統繼電保護原理、電力系統自動化。

主要實踐環節：金工實習、機械制圖、電子技術綜合實驗、電力系統潮流離線計算、專業綜合實驗（動模實驗）、計算機應用及上機實踐、生產實習、課程設計、畢業設計。

本專業學生主要學習發電廠、電力系統及其自動化等方面的設計和運行的基礎理論、基本知識和基本技能。畢業後授予工學學士學位。

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特點：

1、學科性：方向正對國家定位電力系統及自動化學科。

2、專業面寬：專業既涉及電力系統高壓技術，網路分析，設備運行與選擇，又涉及電力系統繼電保護。自動化裝置、通訊、綜合自動化等弱電自動控制的內容，做到強電與弱電相結合，設計與施工相結合控制運行與管理相結合。強調技術基礎，注意能力培養。

3、適應性、兼容性強。在確保基礎扎實的前提下，可根據市場經濟的需要在熱能動力、通訊、用電管理和遠動化等方面調整和拓寬其專業方向，以適應社會對專業人材的需求變化。

㈥ 做一名出色的電氣設計，需要掌握哪些方面關於電的基礎知識（越詳細越好）

．引言 工程設計是基本建設的龍頭，設計文件是工程建設的主要依據，設計質量是決定工程質量的首要環節。我國工程質量事故統計資料顯示，由設計原因導致的工程質量事故佔40.1%；工程施工原因引起的佔29.3%；其它原因（如設備材料質量問題等）引起的佔30.6%。可見對工程質量實施三控的關鍵在於設計質量控制。電氣工程也不例外。我公司是1994年創建的具有雙甲資質的建設監理公司，多年來已先後承擔了數百項民用建築工程及市政工程的施工監理及設計監理任務，已竣工的工程中合格率達100%，優良率達57%以上。在所承擔的項目建設過程中，發現並處理了大量工程質量問題，多與設計質量問題有關。現結合工程實例，對影響電氣工程質量的主要的建築電氣設計問題與對策進行討論。 2．影響工程質量的幾個建築電氣設計問題合格的建築設計應滿足七個質量特性規定的要求，即功能性、安全性、經濟性、可信性、可實施性、適應性及時間性。設計單位本應將通過了設計評審的合格的設計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設計文件都存在缺少或偏離質量特性要求的缺陷。對電氣工程質量造成影響的設計問題又主要表現在安全性、可信性（包括可用性、可靠性、維修性等）及可實施性的缺失或偏離。以下就幾個最常見的方面進行探討。2.1設計違背或偏離設計規范的規定，安全性、可信性方面不執行設計規范的現象相當普遍例如某市政府大樓前花園廣場（包括廣場綠化庭院照明、草坪照明及廣場中心聲光噴泉）工程提交施工的電氣施工圖存在以下問題：未作電氣保護接地及等電位聯結設計；錯誤地採用TN—C低壓配電系統；噴水池未按規定選用應有防護等級的電氣設備及電纜。這樣的設計完全違背了規范規定的安全性要求，按圖施工必將留下嚴重的安全隱患。此前的1999年8月青島市某噴水池曾發生數人嬉水時被電擊致死的傷亡事故，正是由於設計失誤，水下燈具及潛水泵漏電而又未能及時斷電所致。監理於施工前審圖時及發現了上述問題，通過業主要求設計單位嚴格按設計規范要求修改了設計。正確的作法是：戶外庭院及噴水池配電應採用局部TT系統或TN—S系統、並設置漏電保護（動作電流應不大於30 mA），而不允許採用TN—C制；應設置完善的接地裝置，噴水池應做等電位聯結設計，而不能僅靠從大樓內引出的一根PE干線接地；潛水泵及水下燈具應採用潛水電纜配電；0區電器設備應採用1P×8防護等級，1區應為1P×5等等。又如民用建築低壓配電線路截面選擇問題。由於民用建築用電負荷絕大多數為單相負荷，三相負荷不平衡必然導致中線通過不平衡電流；隨著電腦及各種家用電器設備的發展與普及，低壓電網高次諧波污染日益加劇，3次及其奇倍數諧波均構成中性電流。中線過電流並由此引發電氣火災的現象也日漸增多。為此，相關設計規范已規定「三相四線或二相三線的配電線路中，當用電負荷大部分為單相負荷時，其N線或PEN線截面不宜小於相線截面；以氣體放電燈為主要負荷的迴路中，N線截面不應小於相線截面……」，可見，民用建築配電系統的干線，支幹線及支線的導線截面原則上均應選擇N或PEN線截面與相線截面相同。然而監理審圖發現當前仍有為數不少的民用建築配電設計中仍沿用80年代前曾採用過的作法，選用的N或PEN線截面仍為相線的1/2甚至1/4～1/3。這也是最常見的電氣設計安全問題之一。再如，關於變配電所位置的選擇，相關設計規范都明確提出應考慮「設備吊裝及運輸方便」，這是保證可用性及維修性的基本要求。近年來我們負責監理的不少高層建築工程項目，其設置在地下層的變配電所及柴油發電機房的配置多違背了這個要求。比如某高層商住樓地下變配電所及發電機房，其運輸通路完全被冷水機組及地下水箱阻擋。施工安裝順序只能是先將變、配電設備及發電組安裝就位後再安裝冷水機組及水箱，而根本未考慮運行之後發變電設備檢修、更換的運輸問題；又如某高層辦公綜合樓地下變配電所與發機房，設置在一層某會議廳底部，地下層既未考慮必要的運輸檢修通道，也未設足夠寬度能運進設備的門框。當監理審圖發現並提出這一問題時，設計單位的解答竟然是：原設計意圖是從一層會議廳處將變配電及發電設備吊裝就位後再澆築該廳地板。這種意圖顯然是錯誤的，即使不考慮土建施工可能對已就位的電氣設備造成的損害，大樓投入運行後電氣設備的維修更換運輸是否只得撬開一層會議廳地板來解決呢！須知鋼筋混凝土框架結構建築的合理使用壽命可達50年以上，而變配電設備的使用壽命僅為20年左右或更短，定期或故障維修周期就更短了。故電氣設計必須妥善考慮其運輸及維修吊裝通道問題。2.2 設計深度不夠目前施工圖設計深度達不到建設部《建設工程設計文件編制深度規定》要求的現象相當普遍，主要是設計文件可實施性方面的缺陷，將直接導致施工安裝困難或錯誤。也可能導致可用性的欠缺。由於不按規定的深度進行必要的計算與標注、也往往造成設計文件本身出現原則錯誤而難於及時發現，將影響項目建成的使用功能。例如按深度規定電力及照明系統圖及相應設備材料表中應詳細標明選用的電氣設備及材料的型號、名稱、規格參數及數量。改革開改以來，我國電工產品市場異彩紛呈，國內外各種型號規格的產品琳琅滿目，國家不可能對各類電氣設備及材料規定統一的型號。設計標明各種設備材料的型號規格參數便顯得尤為重要，這是業主或施工單位進行設備訂貨及采購的依據。然而近年來電氣設計文件中普遍習慣於只在系統圖的設備符號旁標注該設備的型號或廠家產品編號，使設備訂貨無所適從，並往往造成錯誤。比如某項目電氣照明設計，設計者在系統圖斷路器符號旁僅標注了「A063M20A」，設備表中亦然，而未註明名稱及詳細參數，施工單位理解為20A普通斷路器，因找不到該編號的產品而另行采購了另一種斷路器。後在設備材料報驗時經監理人員查對，原來「A063M」乃是海格公司的一種電磁式漏電斷路器的產品編號，額定電流20A，額定漏電動作電流值30mA。可見原設計中這些迴路是應設漏電保護的。但因設計標注不清而引起訂貨錯誤。只得重新采購更換；又如許多電氣施工圖中對電纜溝只標注尺寸及走向，對電纜支架及蓋板不作任何規定，或僅註明「參照××圖集××頁」，實際上國標圖集中對任一種尺寸的電纜溝，其電纜支架及蓋板的作法都提供了多個方案供設計時選擇，設計不選定則施工方難於抉擇，常按最低價方案施工。往往並不能滿足實際需要，甚至可能引起結算糾紛。再如電氣照明圖中按規定主要房間及場所應標注照度標准值，當然也就要求設計者進行照度計算並按計算進行燈具配置。然而當前民用建築電氣照明設計中能標注照度標准值並進行照度計算的極為罕見，絕大多數是按房屋開間及功能憑經驗布燈。大多偏離了國家規定的照度標准，影響使用功能。比如經監理審圖的某學校電氣施工圖，經核算設計達到的照度值實驗室和教室僅為50～70lx，不及國家標準的一半；某局綜合辦公大樓中辦公室及會議室設計照度僅達70～80 lx，計算機房僅達約100 lx左右。也不及國家規定照度標准值的一半。2.3相關專業設計文件銜接不清，不按規定協調配合的問題普遍存在，極易導致施工錯誤例如目前普遍利用建築物結構鋼筋作為防雷接閃器、引下線及接地與等電位聯結裝置，按規定應在電氣施工圖中標出聯接點、預埋件，說明敷設方式及技術措施（如焊接要求等）；並在土建施工圖中有相關的預埋件詳圖及相關的標注與說明。而實際上多數施工圖僅在電氣圖中有防雷接地圖，且標注與說明相當簡略，土建施工圖中則常無任何相關的說明與標注。這給工程監理及施工都帶來很大困難，若施工單位經驗不足則極易因工種（序）配合不當而造成施工錯漏。最常見的是接地鋼筋網的連接點的錯、漏焊和作為外引接地聯結點或檢測點預埋件的漏設。尤其是建築結構轉換層，因柱（牆）內主鋼筋調整、防雷引下線鋼筋錯接錯焊的情況更易發生。又如各專業管道、線路相互碰撞、相互矛盾的問題已成了施工圖多發病，比比皆是，舉不勝舉。我們負責監理的好幾棟大樓的地下層（含地下車庫）施工圖設計，審圖時都發現：給排水管道及通、排風管道與照明燈具及電氣管道多處相碰；多個火災探測器被通風、排煙管道遮擋；只得修改設計後再行施工安裝；再如某住宅小區由於原設計給排水與電氣專業未能協調，工程竣工初驗時才發現幾乎每套居室內空調器安裝處預留的排水管口及穿牆孔和空調電源插座分別設在外窗兩側的牆邊上，即空調安裝位置與插座不在同一處，插座無法使用，不得不返工重裝。3．結束語設計文件是工程施工與監理的最主要根據，設計能否認真執行國家規定、設計文件的深度及相關專業的密切配合問題等等都直接影響工程質量。近年來設計質量滑坡現象已成為不爭的事實，究其原因可能是多方面的，諸如設計市場惡性壓價競爭，迫使設計單位減少投入以降低成本等等，本文不擬探討。上文僅從施工與監理角度提出常見的設計弊病。而這類毛病並非痼疾或頑症，只要設計單位稍加重視，比如組織設計人員認真學習相關設計規范，加強設計過程管理、重視設計會簽與評審，便可以基本根治。而工程監理與工程施工則受益匪淺。

㈦ 採用什麼是電力電子裝置中最有效

電力電子裝置(power electronic equipment)由各類電力電子電路組成的裝置。用於大功率電能的變換和控制。又稱變流裝置。它包括整流器、逆變器、直流變流器、交流變流器、各類電源和開關、電機調速裝置、直流輸電裝置、感應加熱裝置、無功補償裝置、電鍍電解裝置、家用電器變流裝置等。

其中，直流電源可由整流器或直流變流器組成，用於直流電動機調速、充電(備充電電源)、電鍍和科學儀器等的電源。交流電源可由變頻器(見交流變換電路)組成。分為變頻變壓電源(用於交流籠式非同步電動機調速)、恆頻恆壓電源(用以構成交流不停電電源)、交流穩壓電源、中頻感應加熱電源(電源輸出頻率達8千赫，用於感應加熱和淬火)、高頻加熱電源(電源輸出頻率高於8千赫，用於淬火和焊接)等。利用電力電子器件的快速開關性能，可構成靜止式無觸點大功率開關，代替傳統的電磁式有觸點大功率開關。
電力電子裝置受所用器件性能的影響，承受過電壓、過電流的能力比較差。例如，電動機、變壓器等通常可在幾倍的額定電流下工作幾秒鍾或幾分鍾，而在相同條件下電力電子器件只需0.1秒或更短時間就已損壞。因此，除在設計電力電子裝置時合理選擇器件的電壓、電流容量外，還需專門採取一些保護措施，以防止裝置內的器件因過電流、過電壓而損壞。某些電力電子裝置對環境條件(如溫度、冷卻水壓力、風速等)有特殊要求，需對這些條件進行監測，以保證裝置可靠運行。
過流保護
過電流會使器件迅速升溫，如不及時切斷或限制過電流，器件很快會損壞。過電流越大，器件能承受過電流的時間越短。常用的過流保護措施有:①採用快速熔斷器。其熔斷時間通常在20毫秒以內。但快速熔斷器價格較高，更換麻煩，常作為多種過流保護措施的最後一道措施。②設置交流斷路器。其動作時間較長，為0.1~0.2秒。主要用於切斷交流電路與交流電源的連接，防止過電流進一步擴大。③安裝快速直流開關。其動作時間約為10~20毫秒，可保護晶閘管等元件而快速熔斷器又不至於熔斷。安裝於交流電路的直流端，用於大、中容量電力電子裝置。④加設快速短路器。其動作時間約為2~3毫秒。過電流發生時，它使電源變壓器經快速短路器直接短路，防止過電流再進入電力電子裝置。⑤採用電子電路作過電流檢測和保護。

㈧ 如何用電力電子裝置提高電力系統的穩定性

淺談電力電子裝置在電力系統中的應用

電力系統的任務是為人們日常生活、企業科研生產提供電力資源，而是社會經濟能否穩定發展的重要依託。電力電子裝置的應用貫穿電力系統的發電、配電、變電和輸電等各個階段，電力系統若想實現高可靠性、高穩定性和高效性，必須採用高度智能化的電力電子裝置。與此同時，傳統電力系統的發電方式往往使用不可再生能源，在造成嚴重的環境污染的同時能源的利用率低下，已不能滿足社會的需求，對電力系統進行改進勢在必行。在構建新型電力系統中必然會使用電具有較高科技水平的電力電子裝置。因此，研究電力電子裝置在電力系統中的應用具有重要的現實意義。
1 電力電子裝置和電力系統的發展
隨著大容量、遠距離電力資源傳輸的需求逐漸提高，電力系統勢必步入智能化、自動化發展的道路。目前，我國電力系統的智能化水平逐漸提升，在全國各地均可以使用電能，電力系統的規模位於世界前列。電力電子裝置作為電力系統的重要基礎，雖然起步較晚，但發展速度迅猛。電力電子裝置的不斷發展與改善同時也極大促進了電力網路的迅速發展。較為突出的改進為電力能源傳輸介質由傳統的電纜傳輸轉變為光纖傳輸；關鍵技術壁壘由硬體設計轉變為軟體設計；裝置由傳統的半控型裝置逐步發展為全控型裝置，目前已經發展到復合型裝置；控制方法由傳統的模擬控制轉變為數字控制等等。然而，我國電力系統與發達國家相比仍存在著一定的差距，主要表現為智能化水平較低、科技含量較低、創新性技術應用較少等等。因此，我國電力行業的相關科技人才應該對電力電子裝置進行深入的科學研究並將其先進的應用到電力系統的構建中，從而促進我國電力行業以及社會經濟的進一步發展。
2.我國電力電子裝置在電力系統中的應用
2.1 發電階段
傳統的電力系統通常利用不可再生能源進行發電，資源有限且會造成一定的環境污染。新型電力系統應因地制宜，利用當地環保的可再生能源，如風能、勢能等，同時致力於進一步提高能源的利用效率，提高環保能源的使用率，本文將從風力發電、水力發電和太陽能發電三方面進行介紹電子電力裝置在發電中的應用。
2.1.1 風力發電
由於風力變化極快，需要電力電子裝置對風能進行整流、逆變後將其轉變為可供人使用、具有穩定電壓、頻率的電能資源，最為普遍的裝置為風力變流器。利用變流器中拓撲結構分層改變電能的容量和電壓，增加了風力發電的效率。
2.1.2 水力發電
水力發電裝置通過調節水庫的高低位置的變化通過水力勢能的改變進行發電。水力發電中發電機採用交流勵磁技術，極大地加快了發電的速度，其核心電力電子裝置為交流發電機組勵磁。在交流勵磁的控制系統原理簡單，利用交流頻率的改變直接調節對水壓及流量的大小，可以實現快速、准確的水力發電，有效改善了水力發電站的發電。效率
2.1.3太陽能發電
太陽能發電需要的電力電子裝置包括將太陽能轉變為電能的光伏陣列原件、處理不穩定電能的濾波器、變壓器、逆變器等裝置。目前，太陽能發電系統的應用還存在一定的不足，如光伏陣列存在多峰值問題，有待進一步進行深入研究。
2.2 儲能階段
由於可再生能源的產生具有季節性、實時性，同時生活生產中使用電能也存在高峰期和低谷期，這就要求進行電能的儲存，從而提高現有電力系統的穩定性和可靠性。本文將從目前在我國應用較為廣泛的電池儲能裝置、水力儲能裝置和風力儲能裝置幾個方面進行概述。
2.2.1 電池儲能裝置
我國對於電池儲能裝置的研究與其他其他儲能方式相比時間較早，可以將任意發電裝置產生的電力資源轉化為電池中的電能。其原理為利用小功率直流變換器是電池中的電流平穩；利用拓撲結構將電池集成實現電壓的高低和電流的變化；利用電壓型四象限變換器在實現功率的調節。利用電力電子裝置實現儲能的最優化、損耗的最小化的儲能系統。
2.2.2 水力儲能裝置
水力發電的儲能裝置一般採用抽水儲能，常見的方法為利用抽水蓄能機組中勵磁電流的頻率和幅值的轉換實現電力功率的轉換，從而實現電力供能中調峰填谷、備用緊急能源等不同的作用。
2.2.3 風力儲能裝置
風力儲能裝置利用壓縮空氣進行儲能，利用空氣壓縮機將剩餘的電力資源用空氣的壓力進行存儲，電能不足時，將空氣的勢能轉化為電能進行發電。
2.3 輸電階段
電力系統若想在輸電領域中實現長距離、高容量和低損耗的電力傳輸，需要電力電子裝置進行協助降低電能的損耗，如換流器、變流器。在輸電過程中長距離、高容量的電力傳輸一旦遇到意外災害可能會造成嚴重的經濟損失，電力電子裝置能夠及時的發現傳輸電力過程中的異常狀況，根據具體的情況進行決策，以免產生重大的經濟損失和資源浪費。
2.4 智能電網
智能電網是高度自動化、高度智能化的電力資源傳輸網路，利用自動化控制技術可對任意網路節點進行監控，實現節點間電力資源的雙向流動。智能電網中採用功率變換器對用戶的功率進行調節。利用電力電子裝置的集成可實現電網中控制器通過通信系統進行協同工作，實現電網的自動化控制，增強智能電網的穩定性和可靠性。
2.5 提高電能利用率
由於自然中可再生資源如水力、風力或是太陽能並非是長時間供應的，但是對於電能的需求卻逐年增加，因此電力系統必須降低電能的損耗、提高電能的使用效率。其中，鏈式靜止同步補償器可以通過無功補償降低電壓的擾動、維護電力系統的穩定性；諧波治理裝置可以降低電網中的諧波，抑制不必要的能量損耗；動態電壓恢復器通過對電壓暫降進行補償，降低電壓引起的電力設備的損害，從而保障電力系統的穩定性和可靠性運行。
3 電力電子裝置發展的建議
目前，我國在電力電子裝置的應用方面已經取得了較大的突破，但是距離世界頂級的電力系統中電力電子裝置的應用還有一定的差距。針對電力資源的大量需求和電力系統改善的需要，電力電子裝置應該加強以下幾個方面的研究。首先，增強電力系統的智能化，通過電力電子裝置的一體化設計，實現電力系統的自動化控制。其次，在發電階段加強風力發電換流器的可靠性與太陽能發電中逆變器的穩定性。再次，研究其他可再生能源發電的可行性與適用性。最後，增加電力系統出現故障時的應急措施，通過不斷改進控制演算法增強電力系統進行資源優化配置的能力，提高電力能源的使用效率。
4 總結
電力電子裝置是電力系統的重要基礎，在保障電力系統及時、准確和可靠運行等方面發揮舉足輕重的作用。換言之，電力電子裝置科技水平的高低直接影響電力系統自動化水平的高低，直接決定我國經濟的發展。因此，我國必須注重電力電子裝置的科研與開發，促進電力單位或企業與高校或其他科研單位的合作，致力於將先進的電力電子裝置應用於電力系統中，以便進一步滿足社會發展對電力資源日益增加的需求。

參考文獻：
[1] 姜建國.喬樹通.郜登科.電力電子裝置在電力系統中的應用[J].電力系統自動化，2014，3：2-5.
[2] 周孝信.陳樹勇.魯宗相.電網和電網技術發展的回顧與展望——試論三代電網[J].中國電機工程學報，2013，33（22）：1-11.
[3] 國家電網公司「電網新技術前景研究」項目咨詢組.大規模儲能技術在電力系統中的應用前景分析[J].電力系統自動化，2013，37（1）：3-8.

㈨ 電力電子裝置的應用對電網有哪些影響各採取哪些措施

電力電子裝置的廣泛應用，使得大量的諧波和無功功率注入電網，在一定程度上降低了我國電網的電能質量，產生了一定的電網污染問題。隨著這些問題的增多，其已經成為了阻礙我國電力電子技術發展的重大障礙之一。鑒於此，為了讓人們更好地了解這些危害，本文就諧波以及無功功率進行了分析，分析了它們各自產生的原因及其危害，在此基礎上也更深入地探討了抑制諧波污染和處理無功功率的常用方法。

諧波產生的原因

就電網中諧波產生的原因而言，可以將其大體的歸為如下兩個方面：

1）電源及輸配電系統產生諧波

在分析諧波問題時，往往會忽略一個問題，就是電源本身也會在一定程度上產生諧波電勢。但是由於電源本身產生的諧波很少，在分析電力系統諧波問題時也就忽略了這部分諧波。電源本身產生諧波的原因在於電動機的內部組織結構存在一定的問題：電動機中的三相繞組在製作上很難做到絕對對稱，同時對於鐵心而言，要做到絕對均勻一致等也是十分困難，由於這些問題的存在便使得電源在發出基波電勢的同時也會產生一定的諧波電勢。

在輸配電系統方面，產生諧波的源頭主要是變壓器，這主要是因為：一旦變壓器內部的鐵芯達到飽和時，其中的磁化曲線便會呈現非線性狀態，同時波形畸變的嚴重程度也會隨著飽和程度的加深而加深。另一方面，在設計變壓器時，基於經濟性的考慮，便使磁性材料工作在磁化曲線的近飽和區段，正是由於這兩方面的原因便使得變壓器產生了諧波電流。

2）電網中諧波產生的另外一個主要原因在於

電力系統負荷端存在大量的大功率換流設備和調壓裝置，比如熒光燈、變頻設備、電器等。由於這些設備本身就具有一定的非線性特徵，即便我們在為其供給電壓時，供給的是標準的正弦波電壓，但是由於其自身的非線性特徵，也會使得這些設備在工作的同時產生了一定的諧波電流，隨著這些諧波電流逐漸流入電力系統，也就給電網造成了大量的諧波。

諧波的主要危害

由於諧波中諧波電流和諧波電壓的存在，使得電網遭受著一定的諧波污染，另一方面由於諧波的存在，破壞了用電設備所處的環境，而產生了一系列的故障和事故。可見，諧波的存在在一定程度上威脅著電力系統的安全穩定運行。就諧波的主要危害而言，可以大致的分為如下的幾個方面：

1）導致諧振和諧波電流的放大

在電力系統中，為了更好地提高功率因數，往往會在電力系統中裝設一定量的電容器，這些電容器的存在在一般情況下是不會產生諧波的，但是當電網中存在著一定的諧波時，此時由於電力系統的感抗得到了大大的增加而容抗卻相應的減小，便有可能產生諧振，而危害電力系統的正常工作狀態。

2）影響系統運行狀態

電力系統之所以可以在一定的故障情況下運行，這主要是因為電力系統中常安裝了一些繼電保護裝置和自動控制裝置。但是一旦有諧波的存在，這些保護裝置便會在一定程度上受到干擾，而不能很好的工作，而威脅系統的穩定與安全運行。

3）影響一些設備的正常工作

由於諧波的存在，電動機的效率可能會在一定程度上降低，同時電動機本身可能會產生一定量的熱。如果不能及時的處理好諧波的存在問題，電動機可能會產生強烈的機械振動，而影響正常的工作。諧波的存在，也可能會產生一定的過零問題，而直接影響到電子裝置和控制電路的正常運行。同時諧波的存在也會干擾到通信系統的正常工作。

如何有效的抑制諧波問題

在工作中，為了更好地抑制電網中的諧波問題，盡量減小諧波的危害，則需要採取積極有效的技術措施，以便可以在一定程度上減少電力電子設備的諧波含量，讓設備可以正常工作。

可以採取如下的一些技術手段：1）採取多脈波變流技術手段，可以增大電力電子裝置中的脈波數，比如將6脈波的變流器設計成12 脈波，以便在一定程度上減少交流側的諧波電流含量；2）採用脈寬調制技術手段，該技術手段的主要思路是：在控制PWM輸出波形轉換時刻的條件下，盡量保證波形的對稱性，以便使得系統需要消除的諧波幅值為零。

另一方面也可以通過在電力系統中安裝一定量的電力濾波器，進而提高濾波的性能，常見的一些濾波器有：1）無源電力濾波器；2）有源電力濾波器；3）混合型電力濾波器等。

無功功率產生的原因以及其影響

現如今電力系統的無功損耗主要體現在如下的兩個方面：1）輸電系統本身就存在吸收的無功；2）負荷消耗的無功。無功功率能夠對供電系統和負荷的運行產生較大的影響。就電力系統而言，其為了輸送無功功率，便要求兩端的電壓存在一幅值差，而這一條件只有在很窄的范圍內才可以實現。對於大部分的網路元件和負載而言，它們基本上都需要消耗無功功率，而這些無功功率如果是要由發電機提供的話，便難以實現。鑒於此處理的方法是：在需要消耗無功功率的地方產生無功功率，也就是我們所說的無功補償。就無功補償的處理方法而言，主要是通過並聯電容器及其裝置，因為該方法簡單易行，同時可以較低運行費用。

無功功率對公共電網的影響可大體的歸為如下幾點：

1）在一定程度上增加了設備的容量以及設備的損耗；2）增大了變壓器的電壓降，同時降低了電力系統的供電質量；3）當無功功率不足時，便有可能使得電力系統的電壓降低，而直接影響到設備的正常工作狀態等。

隨著電力電子裝置在電力系統中的廣泛應用，其已經貫穿了發、輸、變、配、用各個環節，同時在電能的生產、輸送、分配、使用中同樣具有十分重要的作用。可見電力系統已經成為了我國發展不可或缺的重要組成部分。但是，我們同樣需要注意電力電子裝置對電網帶來的影響，如本文提到的諧波危害和無功功率問題，所以我們需要採取一定的有效措施盡量減小和避免這些問題的出現，讓電力設備等能夠正常的工作。

㈩ 電力電子技術的簡介

電力電子技術分為電力電子器件製造技術和變流技術（整流，逆變，斬波，變頻，變相等）兩個分支。
現已成為現代電氣工程與自動化專業不可缺少的一門專業基礎課，在培養該專業人才中佔有重要地位。
電力電子學（Power Electronics）這一名稱是在上世紀60年代出現的。1974年，美國的W.Newell用一個倒三角形（如圖）對電力電子學進行了描述，認為它是由電力學、電子學和控制理論三個學科交叉而形成的。這一觀點被全世界普遍接受。「電力電子學」和「電力電子技術」是分別從學術和工程技術2個不同的角度來稱呼的。
一般認為，電力電子技術的誕生是以1957年美國通用電氣公司研製出的第一個晶閘管為標志的，電力電子技術的概念和基礎就是由於晶閘管和晶閘管變流技術的發展而確立的。此前就已經有用於電力變換的電子技術，所以晶閘管出現前的時期可稱為電力電子技術的史前或黎明時期。70年代後期以門極可關斷晶閘管（GTO），電力雙極型晶體管（BJT），電力場效應管（Power-MOSFET）為代表的全控型器件全速發展（全控型器件的特點是通過對門極既柵極或基極的控制既可以使其開通又可以使其關斷）。使電力電子技術的面貌煥然一新進入了新的發展階段。80年代後期，以絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT可看作MOSFET和BJT的復合）為代表的復合型器件集驅動功率小，開關速度快，通態壓降小，載流能力大於一身，性能優越使之成為現代電力電子技術的主導器件。為了使電力電子裝置的結構緊湊，體積減小，常常把若干個電力電子器件及必要的輔助器件做成模塊的形式，後來又把驅動，控制，保護電路和功率器件集成在一起，構成功率集成電路（PIC）。目前PIC的功率都還較小但這代表了電力電子技術發展的一個重要方向。
利用電力電子器件實現工業規模電能變換的技術，有時也稱為功率電子技術。一般情況下，它是將一種形式的工業電能轉換成另一種形式的工業電能。例如，將交流電能變換成直流電能或將直流電能變換成交流電能；將工頻電源變換為設備所需頻率的電源；在正常交流電源中斷時，用逆變器（見電力變流器）將蓄電池的直流電能變換成工頻交流電能。應用電力電子技術還能實現非電能與電能之間的轉換。例如，利用太陽電池將太陽輻射能轉換成電能。與電子技術不同，電力電子技術變換的電能是作為能源而不是作為信息感測的載體。因此人們關注的是所能轉換的電功率。
電力電子技術是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科。因它本身是大功率的電技術，又大多是為應用強電的工業服務的，故常將它歸屬於電工類。電力電子技術的內容主要包括電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置及其系統。電力電子器件以半導體為基本材料，最常用的材料為單晶硅；它的理論基礎為半導體物理學；它的工藝技術為半導體器件工藝。近代新型電力電子器件中大量應用了微電子學的技術。電力電子電路吸收了電子學的理論基礎，根據器件的特點和電能轉換的要求，又開發出許多電能轉換電路。這些電路中還包括各種控制、觸發、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次迴路及外圍電路。利用這些電路，根據應用對象的不同，組成了各種用途的整機，稱為電力電子裝置。這些裝置常與負載、配套設備等組成一個系統。電子學、電工學、自動控制、信號檢測處理等技術常在這些裝置及其系統中大量應用。