A. 如何应用电力拖动自动控制系统实现绿色可持续发展
1、电力系统自动化技术概述 电力系统由发电、输电、变电、配电及用电等环节组成。通常将发电机、变压器、开关、及输电线路等设备称作电力系统的一次设备,为了保证电力一次设备安全、稳定、可靠运行和电力生产以比较经济的方式运行,就需要对一次设备进行在线测控、保护、调度控制等,电力系统中将这些测控装置,保护装置,有关通信设备,各级电网调度控制中心的计算机系统,(火)电厂、(水核能、风能)电站及变电站的计算机监控系统等统称为电力系统的二次设备,其涵盖了电力系统自动化的主要技术内容。 1.1 电网调度自动化 1.2 变电站自动化 1.3 发电厂分散测控系统 2、当前电力系统自动化依赖IT技术向前发展的重要热点技术 当前电力系统自动化依赖于电子技术、计算机技术继续向前发展的主要热点有: 2.1 电力一次设备智能化 常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离,互相间用强信号电力电缆和大电流控制电缆连接,而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现,省却大量电力信号电缆和控制电缆,通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。电力一次设备智能化主要问题是电子部件经常受到现场大电流开断而引起的高强度电磁场干扰,关键技术是电磁兼容、电子部件的供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。 2.2 电力一次设备在线状态检测 对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器、断路器、开关等设备的重要运行参数进行长期连续的在线监测,不仅可以监视设备实时运行状态,而且还能分析各种重要参数的变化趋势,判断有无存在故障的先兆,从而延长设备的维修保养周期,提高设备的利用率,为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保 障。近年来电力部门投入了很大力量与大学、科研单位合作或引进技术,开展在线状态检测技术研究和实践并取得了一些进展,但由于技术难度大,专业性强,检测环境条件恶劣,要开发出满意的产品还需一定时日。 2.3 光电式电力互感器 电力互感器是输电线路中不可缺少的重要设备,其作用是按一定比例关系将输电线路上的高电压和大电流数值降到可以用仪表直接测量的标准数值,以便用仪表直接测量。其缺点是随电压等级的升高绝缘难度越大,设备体积和质量也越大;信号动态范围小,导致电流互感器会出现饱和现象,或发生信号畸变;互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口。因此不少发达国家已经成功研究出新型光电式和电子式互感器,国际电工协会已发布了电子式电压、电流互感器的标准。国内也有大专院校和科研单位正在加紧研发并取得了可喜成果。目前主要问题是材料随温度系数的影响而使稳定性不够理想。另一关键技术是,光电互感器输出的信号比电磁式互感器输出的信号要小得多,一般是毫安级水平,不能像电磁式互感器那样可以通过较长的电缆线送给测控和保护装置,需要在就地转换为数字信号后通过光纤接口送出,模数转换、光电转换等电子电路部分在结构上需要与互感器进行一体化设计。在这里,电磁兼容、 绝缘、耐环境条件、电子电路的供电电源同样是技术难点之一。 2.4 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置 电力系统采用光电互感器技术后,与之相关的二次设备,如测控设备,继电保等装置的结构与内部功能将发生很大的变化。首先省去了装置内部的隔离互感器、)*+转换电路及部分信号处理电路,从而提高了装置的响应速度。但需要解决的重要关键技术是为满足数值计算需要对相关的来自不同互感器的数据如 何实现同步采样,其次是高效快速的数据交换通信协议的设计。 2.5 特高压电网中的二次设备开发 “十五”后期,针对经济和社会发展对电力的需求,电网企业在科技进步方面的步伐明显加快。在代表当今世界输变电技术最高水平的特高压领域,国家电网公司的晋东南,南阳,荆门特高压试验示范工程可行性研究已于-月下旬通过评审,有望年底开工建设,这项试验示范工程的特高压输电电压为1000KV。 另外我国南方电网公司也准备建设一条800KV的云广特高压直流输电线路。 为特高压输电线路配套的一次和二次设备需要重新研发或从国外引进。开发特高压输电二次设备的主要技术关键点是特高压电网的稳定控制技术和现场设备电磁兼容、抗干扰能力、绝缘等特殊问题的解决。 这么大的问题 去查几篇综述吧
B. 电力拖动系统的主要组成部分是什么
主要组成部分:电动机及其自动控制装置组成。
电动机:
电动机(Motor)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。
自动控制装置:
自动控制装置通过对电动机起动、制动的控制,对电动机转速调节的控制,对电动机转矩的控制以及对某些物理参量按一定规律变化的控制等,可实现对机械设备的自动化控制。
使用电力拖动的作用:
采用电力拖动不但可以把人们从繁重的体力劳动中解放出来,还可以把人们从繁杂的信息处理事务中解脱出来,并能改善机械设备的控制性能,提高产品质量和劳动生产率。
电力拖动系统作用:由于电子元器件的高速发展,大功率高反压场效应三极管IGBT的问世,使得变频变压调速系统更加成熟。电梯拖动系统被采用已成为现实。变频变压调速系统用在电梯上有体积小、节能等优点,在调速性能方面可以与直流拖动系统媲美,目前采用变频变压调速的电梯其速度可达6m/s。
电力拖动系统发展:自20年代以来,可调速直流电力拖动较多采用的是直流发电机-电动机系统,并以电机扩大机、磁放大器作为其控制元件。电力电子器件发明后,以电子元件控制、由可控整流器供电的直流电力拖动系统逐渐取代了直流发电机-电动机系统,并发展到采用数字电路控制的电力拖动系统。这种电力拖动系统具有精密调速和动态响应快等性能。这种以弱电控制强电的技术是现代电力拖动的重要特征和趋势。
C. 电力拖动自动控制系统 和 电力电子技术 是一样(类似)的课程吗
电力拖动与电力电子技术相同点:教科书内的自动控制系统电路图,是一样的。
电力拖动与电力电子技术不同点:教科书内的自动控制电路图例题有所区别。
《电力拖动》根据全国高等学校电气工程与自动化系列教材编审委员会制定的普通高等教育电气工程与自动化类“十一五”规划教材的要求,在本书第3版的基础上进行修订,成为第4版,并人选普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
本书第3版2003年出版,第3版主要体现了三方面的技术进步:全控型电力电子器件取代半控型器件,变换技术由相位控制转变成脉宽调制;模拟电子控制已基本上让位于数字电子控制;交流可调拖动系统逐步取代直流拖动系统已经成为不争的事实,而且交流拖动控制技术本身也有不小的进展。第4版在继承与发扬第3版特色的基础上,将计算机仿真与辅助设计逐步融入运动控制系统的性能分析与设计中。
第4版共3篇,第1篇直流调速系统,第2篇交流调速系统,第3篇伺服系统。编写的思路继承了前三版的特色,理论和实际相结合,应用自动控制理论解决运动控制系统的分析和设计问题,以转矩和磁链(或磁通)控制规律为主线,由简入繁、由低及高地循序深入,论述系统的静、动态性能。为了适应技术的发展,补充和添加了部分新内容,以供选用。
本书可作为高等学校电气工程与自动化、电气工程及其自动化专业和自动化专业的教材,也可供有关工程师和技术人员参考。
《电力电子技术》分为电力电子器件制造技术和变流技术(整流,逆变,斩波,变频,变相等)两个分支。
现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课,在培养该专业人才中占有重要地位。
电力电子学(Power Electronics)这一名称是在上世纪60年代出现的。1974年,美国的W.Newell用一个倒三角形(如图)对电力电子学进行了描述,认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。这一观点被全世界普遍接受。“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。
一般认为,电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管为标志的,电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。此前就已经有用于电力变换的电子技术,所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。70年代后期以门极可关断晶闸管(GTO),电力双极型晶体管(BJT),电力场效应管(Power-MOSFET)为代表的全控型器件全速发展(全控型器件的特点是通过对门极既栅极或基极的控制既可以使其开通又可以使其关断)。使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。80年代后期,以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT 可看作MOSFET和BJT的复合)为代表的复合型器件集驱动功率小,开关速度快,通态压降小,载流能力大于一身,性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。为了使电力电子装置的结构紧凑,体积减小,常常把若干个电力电子器件及必要的辅助器件做成模块的形式,后来又把驱动,控制,保护电路和功率器件集成在一起,构成功率集成电路(PIC)。目前PIC的功率都还较小但这代表了电力电子技术发展的一个重要方向。
利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术,有时也称为功率电子技术。一般情况下,它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。例如,将交流电能变换成直流电能或将直流电能变换成交流电能;将工频电源变换为设备所需频率的电源;在正常交流电源中断时,用逆变器(见电力变流器)将蓄电池的直流电能变换成工频交流电能。应用电力电子技术还能实现非电能与电能之间的转换。例如,利用太阳电池将太阳辐射能转换成电能。与电子技术不同,电力电子技术变换的电能是作为能源而不是作为信息传感的载体。因此人们关注的是所能转换的电功率。
电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术,又大多是为应用强电的工业服务的,故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料,最常用的材料为单晶硅;它的理论基础为半导体物理学;它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础,根据器件的特点和电能转换的要求,又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。利用这些电路,根据应用对象的不同,组成了各种用途的整机,称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。