发布时间：2024-03-25 14:39:49
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的电力电子技术研究样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
【关键词】大功率；电力电子技术；可靠供电系统；研究
1前言
大功率电力电子技术在电力系统中发挥着重要的作用，主要涉及到了电力系统的发电、输电、配电以及用电等方面。实现大功率电力电子技术供电可靠性，在本文中从两方面进行分析，第一，提升大功率电力电子技术的供电可靠性，可以通过提高工业敏感负荷的供电可靠性来实现；第二，将大功率的电子技术应用于发电机励磁系统中，以提升发电机的阻尼转矩，来实现系统的动态可靠性提升。
2大功率电力系统可靠性供电概述
从敏感负荷角度对电力系统供电可靠性进行分析。实现供电的可靠性不仅要求电力系统中不能长时间断电，还需要对电力供电系统的动态电压质量提出更高的要求。对系统中的电压跌落以及电压短时中断的时间进行限定，在实际供电中，不同的电压跌落中，其敏感负荷所能够承受的电压跌落时间存在着差异性。在一般规律下，跌落幅度越大，其敏感负荷所能够才承受的时间越短。传统的供电可靠性统计统计，只能以停电时间超过1分钟或者5分钟实际依据。在我国，对于自动重合闸成功或者备用电源投入成功的现象不能视为用户停电，而此时敏感负荷用户有可能遭受到一定的电力损失。那么在实际的电力系统供电中，提升供电的可靠性，需要从电网方面进行综合考虑，以优化的配电网结构，改善动态带电压质量[1]。
3大功率电力电子技术提高供电可靠性的应用
3.1转换开关
转换开关电源供电中发挥着重要的作用，在实际电力系统电源供电中，包含两路或者多路的电源供电，转换开关应用其中，能够实现多路电源之间的相互切换。在本文中以两路电源供电为例进行分析，当有一个电源电路在正常供电时，则另外一个线路中的电源供电就会处于备用状态。一旦线路中出现线常用电源供电异常的情况时，转换开关开始发挥作用，自动切换到被用电源线路中。以转换开关的形式，实现线路正常供电，其开关投入使用成本较低，应用广泛[2]。
3.2动态电压恢复器
动态电压恢复器简称DVR，DVR通过线路中的变压器串联在线路电源与敏感负荷之间。当线路正常输电时，线路中在没有产生电压跌落的情况，DVR完全不发挥作用，其在线路中所输出的电压补偿为0。当线路中出现了较大的电压跌落时，此时，DVR就会发挥其真正的作用，DVR通过自身输出与跌落电压值相同的电压补偿值，来实现线路中的电压补偿。线路中所补偿的线路电压为额定电压。从DVR的工作原理上进行分析，其实际的作用就是对提供线路中电压补偿，避免线路由于电压跌落出现故障[3]。
3.3不间断供电电源
不间断的供电电源，简称为UPS。目前，随着科技不断发展，UPS已经逐渐趋向于市场化，其主要有三种类型：在线型、离线型以及在线互动型。在实现的UPS中，需要具有储能单元，其中最为常见的储能单元为的电池储能。在线型的UPS在逆变器支持下实现负荷供电，实际供电与电源无关，因此在电压质量获得上比较高。
3.4发电机励磁
大功率的电力电子技术在发电机励磁中的应用，作用突出。首先需要对发电机的励磁系统进行分析，发电机的励磁系统能够实现机端电压的维持，合理分配多台电发电机之间的无功功率，继而提升电力系统的稳定性。目前，在电力系统中，半导体励磁是其最为主要的励磁方式，在实际电力系统运行中，可以按照电源的不同，将半导体励磁分为他励和自励。现行在电力企业中比较实用的就是基于励磁电力电子装置的三相晶闸管全桥整流器，在该整流器中采用时间常数比较小的一阶惯性环节。
4微网可靠性供电
4.1交流微网结构与特点
典型的交流微网组成有：光伏发电、储能电源、风电机组以及柴油发电机组等。在以上的组成部件中，风电以及储能等电源，在电力电子变换器的转换下，实现了对额定电压频率交流电的转换，并在静态开关的转换下连接在微网母线上。交流微网的特点比较突出，主要表现在以下方面。第一，微网的电压等级比较低，在实际线路中与配电网相连，在大功率电力系统的尾端；第二，容量比较小，在10KV等级的微网容量为数百千瓦到十兆瓦之间；第三，电流实现双向流动，在微网结构中为分布式的电源网状，基于微网这样的特点，其能够实现的功能比较多。一方面能够实现对大电网的功率输送，另一方面，也能够从大功率电网中吸收功率；第四，微网具有多种工作模式，其中比较突出的就是并网和离网两种形式。并网工作形式帮助微网能够在大功率电网中正常运行，而离网是指，当大电网出现故障时，微网能够迅速的脱离大功率电网，而实现独立运行。
4.2微网分布式电源电流保护
微网分布式电源主要包含两大类的电源，第一，逆变器接口电源。例如光伏发电、风力发电以及储能电源等。第二，传统发电机接口电源。例如柴油发电机、燃汽轮机等。当微网分布式电源线路中出现故障时，以上两种电源类型所能够提供的短路电流存在着较大的差异。对于逆变器接口电源来说，电源线路在线路中容易受到电力电子器件等耐流能力的影响与限制，其电源所能够提供的短路电流值不超过线路中额定电流的1.5倍。在这样的线路背景下，该种电源类型不能够实现有力的电流保护。而对于另外一种分布式电源进行分析，当线路中发生短路时能够利用串联等效电抗的形式，实现较大短路电流的供应，因此该种电源类型与逆变器接口分布式电源相比，具有明显的优势，能够实现电流保护。
5结论
随着电力系统不断发展，电力系统的供电可靠性逐渐受到社会所关注。因此，在本文中对大功率电力电子技术进行分析，研究大功率电力电子技术提高供电可靠性的应用，并对微网可靠性供电进行详细研究。在电力电力技术可靠性供电中的应用研究中，分别对转换开关、动态电压恢复器、不间断供电电源以及发电机励磁等方面进行详细研究，针对这些供电系统的作用论述，希望能够为电力供电系统发展带来帮助。
参考文献：
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[2]周明磊.电力机车牵引电机在全速度范围的控制策略研究[D].北京:北京交通大学,2013.
关键词：电子电工技术；电力系统；应用
0引言
随着社会经济的快速发展，电子电工技术也取得了长足的进步。在社会生产不断扩大以及人们生活水平不断提高的背景下，对电能的需求进一步增加。基于此，电力系统迫切呼唤电子电工技术的出现与应用。从本质上来说电子电工技术是一种由传统电工技术开发而来的新型电工技术，是传统电工技术和现代电工技术的融合，将其合理地应用于电力系统中，对于电力系统的发展具有重要的推动作用。
1电子电工技术的基本特点
（1）全控化：电子电工技术中，半控型普通晶闸管已经不再使用，由自断功能的电气元件，使得电子器件的功能作用得到提升，系统的运行效率的获得一定的提升[1]。（2）高频化：电子电工技术的出现和应用，使得器件踏入了一个新的发展阶段，运行速度更快，从原先的十千赫兹导致数十千赫兹，再到几百千赫兹。（3）集成化：集成化指的是将多种元器件技术有机地结合在一起，将全部的全控型器件通过许多的器件集成到一个基片上。
2电子电工技术在电力系统中应用的意义
2.1有利于机电一体化的发展
经济社会的发展，带动各种产业的发展，尤其是新型产业的逐渐出现，对电子电工技术提出了新的要求，机电一体化便是其中最明显的一点。
2.2有利于电能使用水平提升
电力系统运行中，电子电工技术的应用，可以最大限度地对电能、各大系统的资源进行科学合理地分配，有利于提升电能使用水平。
2.3有利于电子电工智能发展
必须承认的是，在当前社会经济不断发展的大背景下，计算机技术的发展速度非常快速，智能化社会成为了社会发展的一个主要目标。电力系统中，电子电工技术的应用也应当符合社会发展大趋势，朝着智能化方向前进，实现智能化控制。
3电子电工技术在电力系统中的具体应用
3.1发电环节的应用
设备是电力系统发电不可或缺的因素，离开了设备电力系统发电几无可能。由于电力系统发电需要使用到的设备多种多样，不同的设备性能各不相同，要想实现发电的最大化发挥，必须要提升设备的性能。发电环节的电子电工技术主要表现在以下几个方面：（1）静止励磁技术：静止励磁技术的作用发挥，离不开晶闸管整流自并励模式，该技术具有安全度高、成本低的特点[2]。由于静止励磁技术具有上述几方面的优势特点，因而已经得到了国际社会的广泛认可。（2）变频调速技术：水力发电和风力发电在电力系统中占据了一定的比例，无论是水力发电还是风力发电，调整转子励磁电流的恒变频率都非常重要。电子电工技术的应用，满足了它们的技术使用需求。
3.2输电环节的应用
电力系统运行中，输电环节出现任何问题电力系统将无法实现其价值，社会生产及人们生活也将无法正常开展。电子电工技术的应用，对于电力系统的输电环节而言，是一个非常大的突破，很好地提升了电网运行的稳定性和安全性。电子电工技术在输电环节的应用主要体现直流输电技术和交流输电技术两个方面。（1）直流输电技术：无论是送电侧还是受电侧都依托于晶闸变流设备，这样一来远距离送电以及大规模送电中的无功损耗问题就得以解决，并且具有很高的安全性和稳定性，操作起来也比较简单。（2）交流输电技术：该技术的核心与弹性补偿技术相类似，主要是对旧式交流电力系统的优化与升级，克服了输电损耗问题，保证了电力系统的安全与稳定。
3.3配电环节的应用
电力系统中，发电环节、输电环节以及配电环节是绝对核心部分。电子电工技术的应用，极大地提升了电力系统配电环节的稳定性，保证了电能的质量。以往，电力系统配电环节使用到的设备主要为工频配电系统变压器，其最大的不足便是自身的功能会对供电造成影响，并且这种传统的变压器使用时极其不方便，还容易产生污染。电子电工变压器应用在电力系统的配电环节，优势非常明显，不仅克服了传统工频配电系统变压器的缺点，还能够使得能量的转化和利用得到最大化发挥，在改善电能的质量方面作用巨大，从而使得电力系统的安全运行得到有效保证[3]。此外，配电环节中电子电工技术的应用，还能够对谐波进行实时监控，全面提升配电水平。
3.4节能减排的应用
在当前国际社会提倡节能减排的大背景下，电力系统作为节能减排的重点领域，电子电工技术的应用符合了节能减排的大趋势。电力系统中，电子电工技术通过变负荷电动机调速运行以及控制无功损耗，提升功率因素实现节能降损的目标。变负荷电动机调速运行时的转差损耗相对较少，能减少定子的铜损耗率，节能将近30%以上的电量。电子电工技术通过对无功损耗的控制，可以实现功率因素提升的目的。电力系统中的电动机消耗非常大，通过保证电动机等电气设备的无功平衡，通常可以通过配置无功补偿装置提升电气设备功率因数来实现。
4结语
总而言之，在社会经济快速发展的背景下，计算机技术也处于快速发展的过程中，这就为电子电工技术的应用奠定了良好的技术基础。社会各领域发展中，电力系统的重要性不言而喻，将电子电工技术应用于电力系统中，不仅有利于机电一体化的发展，还有利于电能使用水平提升，更有利于电子电工智能发展。通过电子电工技术的应用，有效地解决了电力系统以往运行中的问题，使得电力系统的发电环节、输电环节、配电环节以及节能降损环节都能够平稳运行，促进了电力系统的可持续发展。
参考文献：
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[2]高静思.浅谈电子电工技术在电力系统的应用[J].电子测试,2016,35(16):176-177.
在电子技术中应运中，近似计算贯穿其始终。然而，没有近似计算是不可想象的。而精确计算在电子技术中往往行不通，也没有其必要。尽管近似计算会引入一定的误差，但这个误差控制得好，不会对分析其它电路产生大的影响。所以关键在于我们如何掌握，特别是如何应用近似计算。
在工作点稳定电路中的应用要进行静态分析，就必须求出三极管的基电压，必须忽略三极管静态基极电流。这样，我们得到三极管的基射电子的相关过程及结论。
二、纳米电子技术急需解决的若干关键问题
由于纳米器件的特征尺寸处于纳米量级，因此，其机理和现有的电子元件截然不同，理论方面有许多量子现象和相关问题需要解决，如电子在势阱中的隧穿过程、非弹性散射效应机理等。尽管如此，纳米电子学中急需解决的关键问题主要还在于纳米电子器件与纳米电子电路相关的纳米电子技术方面，其主要表现在以下几个方面。
（1）纳米Si基量子异质结加工
要继续把现有的硅基电子器件缩小到纳米尺度，最直截了当的方法是采用外延、光刻等技术制造新一代的类似层状蛋糕的纳米半导体结构。其中，不同层通常是由不同势能的半导体材料制成的，构建成纳米尺度的量子势阱，这种结构称作“半导体异质结”。
（2）分子晶体管和导线组装纳米器件即使知道如何制造分子晶体管和分子导线，但把这些元件组装成一个可以运转的逻辑结构仍是一个非常棘手的难题。一种可能的途径是利用扫描隧道显微镜把分子元件排列在一个平面上；另一种组装较大电子器件的可能途径是通过阵列的自组装。尽管，PurdueUniversity等研究机构在这个方向上取得了可喜的进展，但该技术何时能够走出实验室进入实用，仍无法断言。
（3）超高密度量子效应存储器
超高密度存储量子效应的电子“芯片”是未来纳米计算机的主要部件，它可以为具备快速存取能力但没有可动机械部件的计算机信息系统提供海量存储手段。但是，有了制造纳米电子逻辑器件的能力后，如何用这种器件组装成超高密度存储的量子效应存储器阵列或芯片同样给纳米电子学研究者提出了新的挑战。
（4）纳米计算机的“互连问题”
一台由数万亿的纳米电子元件以前所未有的密集度组装成纳米计算机注定需要巧妙的结构及合理整体布局，而整体结构问题中首当其冲需要解决的就是所谓的“互连问题”。换句话说，就是计算结构中信息的输入、输出问题。纳米计算机要把海量信息存储在一个很小的空间内，并极快地使用和产生信息，需要有特殊的结构来控制和协调计算机的诸多元件，而纳米计算元件之间、计算元件与外部环境之间需要有大量的连接。就现有传统计算机设计的微型化而言，由于电线之间要相互隔开以避免过热或“串线”，这样就有一些几何学上的考虑和限制，连接的数量不可能无限制地增加。因此，纳米计算机导线间的量子隧穿效应和导线与纳米电子器件之间的“连接”问题急需解决。
（5）纳米/分子电子器件制备、操纵、设计、性能分析模拟环境
当前，分子力学、量子力学、多尺度计算、计算机并行技术、计算机图形学已取得快速发展，利用这些技术建立一个能够完成纳米电子器件制备、操纵、设计与性能分析的模拟虚拟环境，并使纳米技术研究人员获得虚拟的体验已成为可能。但由于现有计算机的速度、分子力学与量子力学算法的效率等问题，目前建立这种迅速、敏感、精细的量子模拟虚拟环境还存在巨大困难。
三、交互式电子技术手册
交互式电子技术手册经历了5个发展阶段，根据美国国防部的定义：加注索引的扫描页图、滚动文档式电子技术手册、线性结构电子技术手册、基于数据库的电子技术手册和集成电子技术手册。目前真正意义上的集成了人工智能、故障诊断的第5类集成电子技术手册并不存在，大多数电子技术手册基本上位于第4类及其以下的水平。需要声明的是，各类电子技术手册虽然代表不同的发展阶段，但是各有优点，较低级别的电子技术手册目前仍然有着各自的应用价值。由于类以上的电子技术手册在信息的组织、管理、传递、获取方面具有明显的优点。
简单的说，电子技术手册就是技术手册的数字化。为了获取信息的方便，数字化后的数据需要一个良好的组织管理和提供给用户的形式，电子技术手册的发展就是围绕这一过程来进行的。
四、电子技术在时间与频率标准中的应用
时间和频率是描述同一周期现象的两个参数，可由时间标准导出频率标准，两者可共用的一个基准。
1952年国际天文协会定义的时间标准是基于地球自转周期和公转周期而建立的，分别称为世界时（UT）和历书时（ET）。这种基于天文方面的宏观计时标准，设备庞大，操作麻烦，精度仅达10-9。随着电子技术与微波光谱学的发展，产生了量子电子学、激光等新技术，由此出现了一种新颖的频率标准——量子频率标准。这种频率标准是利用原子能级跃迁时所辐射的电磁波频率作为频率标准。目前世界各国相继作成各种量子频率标准，如（133Cs）频标、铷原子频标、氢原子作成的氢脉泽频标、甲烷饱和以及吸收氦氖激光频标等等。这样做后，将过去基于宏观的天体运动的计时标准，改变成微观的原子本身结构运动的时间基准。这一方面使设备大为简化，体积、重量大减小；另一方面使频率标准的稳定度大为提高（可达10-12—10-14量级，即30万年——300万年差1秒）。1967年第13届国际计量大会正式通过决议，规定：“一秒等于133Cs原子基态两超精细能级跃迁的9192631770个周期所持续的时间”。该时间基准，发展了高精度的测频技术，大大有助于宇宙航行和空间探索，加速了现代微波技术和雷达、激光技术等的发展。而激光技术和电子技术的发展又为长度计量提供了新的测试手段。
总之，在探讨了近似计算在静态分析中的应用问题、纳米电子技术急需解决的若干关键问题和交互式电子技术应用手册后，广大科技工作者对电子技术在时间与频率标准中的应用知识的初步了解和认识。在当代高科技产业日渐繁荣，尖端信息普遍进入我们生活之中的同时，国家经济建设和和谐社会的构建离不开我们科技工作者对新理论的学习和新技术的应用，因此说，本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用价值是不足为虚的。
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关键词：电力工程；电力电子技术；系统应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.131
0 引言
通过计算机与信息技术的应用，电力系统实现了电力电子技术的控制，该技术由控制系统、半导体器件和计算机技术组合搭建而成，其目的在于通过强电与弱电的有效组合，实现大功率电力系统向直流电的转化，是为电力系统控制的关键所在。因此，如何加强电力电子技术的研究，使其更好的服务于现代电力系统的发展，对于我国电力事业的可持续发展具有深远的意义。
1 在发电环节中的应用
电力电子技术主要以发电机组的变频调速与励磁控制为其在电力系统发电环节的体现，对于我国以及整个世界范围的情况而言，静止励磁系统为各大型电场发电机组中运用最为常见的一种形式，随着电力电子技术的发展，其逐渐取代了励磁机环节在励磁控制中的应用，并以此实现了静止励磁控制构造的简化、运作成本的降低以及工作性能的提高。与此同时，由于现代电子技术的应用，可迅速有效的调节静止励磁系统的自身运行情况，从而大大提高了整个电力系统的工作效率。
其次，对于发电机组变速恒频励磁而言，电力电子技术也有较为普遍的应用。水利发电系统中，水源头压力与单位时间内水力流动量同时影响着发电机组的运转速度与工作效率， 并且其在风力发电与火力发电中拥有同样的影响作用，因此，通过电力电子技术的应用，可有效调整发电机组转动的励磁电流频率，使其与机组的转速保持一致，以此实现发电机组的最大运作功效。
同时，对于太阳能发电机组的控制系统与发电厂的风机水泵的变频调速中，电力电子技术同样拥有很好的应用效果。太阳能作为当今时代的一种新型能源，其发电技术的发展与应用过程倍受社会关注，并且电力电子技术在其发电系统中的应用效果尤为突出，是为我国乃至世界能源战略目标所在。但是，在实际操作过程中，由于太阳能发电本身拥有过大的功率，应用过程中需用大功率的电流转换器转换其所生产的电能，不仅操作复杂，更是需要投入大量的既有资源，然而，通过电力电子技术的应用，可以很好的将上述问题解决，从意义上可视为现代电力系统的一种技术性革命。电力系统发电过程中，由于发动机组等自身设备同时需要损耗较大的电量，出于能源节约的考虑，在高、低压转换过程中，原有的变频器逐渐被现代化风机水泵变频机所代替，以此大大降低了电流转换过程中的高能耗问题，但是该技术应用目前尚不完善，仍处于不断摸索过程中。
2 在输电环节中的应用
对于高压输电系统而言，电力电子技术的应用对于电力网络的运行稳定性得到了大幅的改善。基于直流输电控制调节灵活、稳定性好及电容量大等特点，因此其在不同频率的联网、海底电缆输电和远距离输电应用中具有明显的优势。高压直流输电过程中的两个交流电网互联目标的实现，通常是以有源逆变和可控整流两种方式进行实施，其不仅可以实现两区域电网非同步互联、远距离输送及大容量电能的需求，而且还可通过控制实现交流系统动态稳定性的提高、低频振荡的抑制与功率紧急援助的目的。柔流输电系统（FACTS）是综合利用现代电力电子技术、微电子技术、通讯技术和现代控制技术对电力系统的潮流和参数进行灵活快速调节控制，增加系统可控度与提高输电容量的交流输电系统。用于配电系统柔流输电技术为用户电力技术CPT，柔流输电技术是一种用于远距离输电的静态电力电子装置，核心是FACTS控制器。基于FACTS产品包括静止无功补偿品、静止调相机、统一潮流控制器、晶闸管可控串联补偿器、静止快速励磁器等。高压直流输电技术等用IGBT等可关断电力电子器件组成换流器，应用脉宽调制技术进行无源逆变，解决了用直流输电向无交流电源的负荷送电的问题。
3 在配电环节中的应用
配电任务的实施，电能质量提高与供电稳定性的加强一直以来都是我们亟待解决的问题，作为配电环节应用电力电子技术最为普遍的系统，应用用户电力技术（Custom Power，亦称DFACTS）是为电力电子技术与现代控制技术结合而成，通过交流输出电系统手段的应用，配电过程中应用用户电力技术可对供电稳定性、输出能力及电能质量得到很好的改善效果，除此之外，柔流输电技术（FACTS）同为配电环节应用较为普遍的一种电力电子技术，与用户用电技术相比，其可视为该技术的姊妹版或缩小版，原理大致相同，目前，两种技术已得到了有效的融合。
4 在节能环节中的应用
4.1 变负荷电动机调速运行
目前，变负荷的风机、水泵采用交流调速在国外居多，在我国还需要进一步推广应用。风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量收到良好的效果，其调速范围广，精度高，效率高，可以实现连续无级调速且在调速过程中转差损耗小，定子、转子的铜耗也不大，可以达到30% 的节电率，缺点就是成本较高，产生高次谐波污染电网。
4.2 减少无功损耗，提高功率因数
在电气设备中，属于感性负载的变压器和交流异步电动机，在运行的过程中是有功功率和无功功率均消耗的设备，作为保证电能质量不可缺少的部分无功电源与有功电源是一样的，所以在电力系统中应保持无功平衡，不然就会系统电压降低、功率因数下降、设备遭到破坏，严重时还会造成大面积的停电事故，为防止这样的事情发生，当电力网或电气设备无功容量不足时，增装无功补偿设备，提高设备功率因数势在必行。
5 结语
基于以上论述，现代电力电子技术在电力系统中的应用研究为一项复杂而漫长的工作，时代在发展，社会在进步，新环境的出现必然会遇到新问题，作为一名现代化电力工程从事者，这就要求我们不断探索，不断实践，在探索与实践过程中实现技术的更新与改进，以此时刻保证控制技术的先进性与实时性，真正实现我国电力系统电力电子技术的多元化与标准化发展方向。
参考文献：
【关键词】电力系统；电气自动化；监控
【中图分类号】TM 【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2013）01-0133-1.5
一、电气自动化控制系统
1.集中监控方式这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。
2.远程监控方式最早研发的自动化系统主要是远程控制装置，主要采用模拟电路，由电话继电器、电子管等分立元件组成。这一阶段的自动控制系统不涉及软件。主要由硬件来完成数据收集和判断，无法完成自动控制和远程调解。它们对提高变电站的自动化水平，保证系统安全运行，发挥了一定的作用，但是由于这些装置，相互之间独立运行，没有故障诊断能力，在运行中若自身出现故障，不能提供告警信息，有的甚至会影响电网安全。
3.现场总线监控方式现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。
二、综合自动化监控系统应用
1.集中模式。集中模式也就是传统的硬接线方式，将强电信号转变为弱电信号，采用空接点方式和4mA-20mA标准直流信号，通过电缆硬接线将电气模拟量和开关量信号一对一接至DCS的I/O模件柜，进入DCS进行组态，实现对电气设备的监控。这种模式又分为直接I/O接入方式和远程I/0接入方式两种，前者是将电缆接至电子间集中组屏，后者是在数据较集中且离主控室较远的电气设备现场设立远程I/0采集柜，然后通过通信方式与DCS控制主机相连，两者具有相同的实现技术，本质上没有区别。电气量的采集集中组屏，便于管理，设备运行环境好；硬接线方式成熟，响应速度快。缺点主要有：电缆数量大，电缆安装工程量大，长距离电缆引进的干扰也可能影响DCS的可靠性；DCS系统按“点”收费，不仅投资大，而且只有重要的电气量才能进入DCS，系统监测的电气信息不完整；所有信息量均要集中汇总至DCS系统，风险集中，影响系统可靠性；由于DCS调试一般是最后进行，采用集中模式通常难以满足倒送厂用电的要求；没有独立的电气监控主站系统，无法完成较复杂的电气运行管理工作（如防误、事故追忆、继电保护运行与故障信息自动化管理、录波分析等高级应用功能），不能实现电气的“综合自动化”。
2.分层分布式模式。分层分布式模式从逻辑上将ECS划分为三层，即站级监控层、通信层和间隔层（间隔单元）。间隔层由终端保护测控单元组成，利用面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计，将测控单元和保护单元就地分布安装在各个开关柜或其他一次设备附近。网络层由通信管理机、光纤或电缆网络构成，利用现场总线技术，实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络，对间隔层进行管理和交换信息。间隔层测控终端就地安装，减少占用面积，各装置功能独立，组态灵活，可靠性高。模拟量采用交流采样，节省二次电缆，降低了成本，抗干扰能力增强，系统采集的数据精度大大提高。系统采集的数据量提高，监控信息完整，能实现在远方对保护定值的修改及信号复归，运行维护方便。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块（部件）正常运行。设置独立的电气监控主站，便于分步调试和投运，满足倒送电的要求。同时有利于厂用电系统的运行、维护和检修。
三、综合自动化技术发展趋势
由于我国电力系统综合自动化技术起步较晚，在很多方面与国外技术水平还有很大差距，所以需要我们在学习和借鉴国外先进技术的同时，结合我国的实际情况，研究和开发更加符合我国国情的综合自动化系统。
1.保护、控制、测量一体化鉴于目前的运行体制、人员配备、专业分工，我国的自动化系统主要采用站内监控采集数据而保护相对独立的模式，以提供较清晰的事故分析和处理的界面。但是从技术合理性、减少设备重复配置、简化维护工作量以及发展趋势等方面考虑，将保护与控制、测量结合在一起会更有优势。
2.国际标准的应用近年来，IED电力自动化方面有了广泛应用。为了实现不同厂家IED设备的信息共享和互操作性，使厂站电气综合自动化系统成为开发系统，国际电工委员会制定了IEC61850国际标准。为了与国际接轨，国内已经开始了基于IEC61850标准的电气综合自动化系统的产品研发，相信这将是未来自动化系统的一个发展方向。
3.以太网技术的兴起随着电力系统的发展，综合自动化系统需要传输的数据越来越多，对通讯的实时性要求越来越高，以速度快、传输数据量大为特点的以太网满足了这一要求。以太网最典型的应用形式是Ethernet+TCP/IP。未来的发展应该是在继承了以太网技术的基础上，结合工业过程应用，产生新一代以以太网为核心的现场总线技术。
四、结语
自动化技术在电力系统中的应用越来越广泛而深入，这也使电网管理方式产生翻天覆地的变化。新技术、新理论的应用使一些概念不断被更新和修正，传统的技术界线逐渐模糊，各种原来看似不相关联的技术会彼此融合和渗透，这些推动着电力自动化系统的不断发展和变化。
【参考文献】
关键词：电力电子技术；故障；检修技术
1探究的作用
电力电子技术在诸多方面如教学、医学、环保等行业都有大量运用。但电力电子设备本身却非常需要使用者的细心保养，不然随着时间的流逝，设备所带来的问题也越来越明显。这些问题逐渐扩大到了一定程度就会导致设备报废，而因此造成的财产经济损失也是一笔庞大的支出。当设备故障时，单单只靠维修人员个人的努力是无法完成故障排除的。寻找问题根源并以快速便捷的方式维修好严重故障的设备，这不是单靠维修人员的主观能动性就能解决的问题。拥有电力电子系统故障的维修技术是维修人员能够寻找问题根源并完成设备维修的客观条件。与此同时，维修人员的经验也相当珍贵。如果缺少工作经验，那么哪怕拥有电力电子系统故障的维修技术，想要快速的找到问题所在并及时解决也比较困难。只有在维修人员经验丰富的前提下，才能在故障发生时及时处理解决。这样既避免了财产损失，又能在不影响设备运行的前提下完成修缮。这就要求维修人员们不仅要掌握而且要熟练运用电力电子系统故障的维修技术。
2电力电子系统探究的前景
现如今，由于电力电子技术的优越性与便利性，电力电子设备已在市场上被广泛运用，因此当电力电子设备的故障发生时，快速检修与排除就成为了减小损失、降低成本的重要一环。如何及时的发现原因，解决问题，则是电力电子系统中需要突出注意的一点。与此同时，故障发生时的及时处理与应对也是它与普通的模拟电路的根本区别，这才是电力电子系统突出的特点。电力电子器件与普通模拟电路相比之下更加复杂，细小的零件数不胜数，其相对于普通模拟电路而言维修的困难可想而知。但是，电力电子技术可以在当故障发生时及时的定位，让经验丰富的维修员工及时的解决问题，从而缩短故障时间，提高产率。所以，电力电子技术的发展是具有广阔的发展前景的。且电力电子故障检修技术包含以下两个方面:
2．1电路系统故障的信息体现
在电力电子系统出现故障的时候，它所自带的信息发送装置，可以快速的发送故障位置，方便检修人员进行及时的检修。其中，故障发生的原因的可能性比较繁多。检修人员在进行分析时，要多方位的分析处理，寻找原因，才能得出正确的故障位置并处理。
2．2电路系统故障的位置寻找
大量的数据分析，原因探究，与不同处理故障的检修方法的同时作用可以排除不少不可能的原因和位置。从而快速的找到故障位置，分析出故障原因，从而及时地检修故障位置，解决故障带来的严重后果。因此，可以将对故障解决方式的原因分析作为理论指导进行有效的判断并作为检修的依据。检修方法分为以下五个方面:谱分析检修法、故障树检修法、人工智能检修法、波形分析检修法和参数模型检修法。以下是对五种检修方法的简单介绍:
(1)谱分析检修法:这种检修方式是针对于噪声而言的。当故障发生时，电力电子设备所产生的噪声是不同于正常运作时其所产生的声音的。由此，维修人员可以利用设备去寻找信号源，发现噪声产生的方位。利用谱分析法解决此类产生噪声的问题是最方便快捷的，可以高效率地排除无关的故障原因。
(2)故障树检修法:该类检修方式主要适用于小范围精细的查找。当故障发生时，设备会主动判断故障方位以及故障原因。设备系统会根据检测到的结果制作出一张明细的逻辑图，也就是所谓的故障树。在逻辑图的指引下，寻找故障地点就变得相当容易了。维修人员通过故障树排除各种无关故障可能性之后就可以很快找到最佳解决方式。虽然故障树灵活多变，但其工作量小容易出错也是此法不可忽视的短板。
(3)人工智能检修法:该法又细分为三类，专家系统检修法，模式识别检修法，人工神经检修法。专家系统检修法，指的是专家与计算机网络技术的连接，用计算机代替专家的经验，从而做出相应的措施。而模式识别检修法的使用必须具备一个前提，即把可能发生的故障方式进行分类，再根据数据走势确定是哪种故障模式再进行相应的处理解决。模式识别主要分两步，第一，是对故障特点的认证，根据不同特点进行分类，第二部是故障检修，根据对不同故障特点的分析，通过已有的设备模型进行相应的诊断。
(4)波形分析检修法:该法是利用波形分析出故障的原因从而进行检修，这种检修方法与上诉几种方法的不同之处在于，不同的故障会产生不同的波形。而依据不同的波形，就可以找出确定的故障原因并做出相应的检修。总体来说这种检修方法更普遍和准确。
(5)参数模型检修法:参数模型检修法主要是针对有模型的故障问题。这里既包括方法也包括参数预计。该类方法主要是通过对比模型进行有效的数据分析。共分为三个步骤:比较产生残次、故障类型检测、分析类型及原因。
3结语
通过几种检修方法的对比，我们不难看出电力电子系统技术的发展快速以及无限前景。在经过一代代人不断的研究之后，电力电子技术将会发展地越来越完善和合理。虽然电力电子技术目前仍有缺憾，但同时也要看到他的优势促进作用。
作者:陈石 单位:南京师范大学电气与自动化工程学院
参考文献:
［1］任磊，韦徵，龚春英，沈茜．电力电子电路功率器件故障特征参数提取技术综述［J］．中国电机工程学报，2015(12):3089～3101．
［2］李再华，刘明昆．电力系统故障的智能诊断综述［J］．电气技术，2010(08):21～24．
关键词：电力电子；牵引供电系统；优势；问题；对策
1利用电力电子技术构建的新型牵引供电系统优势
1.1节省了自动过分相装置的投资费用
为了实现自动过分相，限制大部分都安装自动过分相装置。这样的设备投资巨大，并且日常的维护频繁，维护的投入也不少，同时也比较复杂的。比如：1000公里左右的铁路地面自动过分相装置，其投资超过600万元。那么采用新型车载自动过分相，只需要在线路旁边设置磁铁，在火车上装一个控制器，这样便有限的减少了自动过分相装置的投资费用[1]。
1.2节约电价
牵引供电系统中，采用同一端口供电，负荷的均衡性得到良好改善，提高了变压器负荷侧的功率因数，降低了负序电流不对称情况，释放了变压器的容量，降低了变压器油温升，有效的降低了耗电量[2]。
1.3节省的变压器有功功率损耗费用
牵引变压器有功功率的主要损耗，是铜耗和铁耗。在同相供电系统中，因为负序和谐波功率，可以被潮流控制补偿，甚至是消除。那么，牵引负荷三相对称，牵引变压器的损耗可以得到降低。
2现有牵引供电系统的主要问题
首先，现在的牵引供电系统，为了节省开支，大部分使用单相工频交流制。但是这种方式主要是系统三相严重不平衡，其交流电气化的铁道牵引负荷不平衡。当两个臂负荷完全相同的情况下，采用平衡变换的变压器，电流不对称程度的情况非常严重。由于两臂同时有的负荷小，并且机车类型和机车工作状态的负荷有不同。三相总是处于严重不平衡的状态[3]。其次，换相联接后任意3个异相供电臂都有相同负荷时，3个异相供电臂负荷都不同。换相联接对三相不平衡的特点，改善效果不明显程。此外换相联接后的分相绝缘器使用，使电力机车安全平稳通过存在较大的隐患。并且无论是分相或是分段绝缘器，在电气上的使用都是相对脆弱的部分。如果有高速列车通过时，绝缘器形成的硬点，都会对受电弓形成严重威胁，绝缘器同时也会烧损。并且这给火车司机的操作带来了很大的不便。再次，是谐波与无功问题带来的一些问题。我国的电气化铁道运行的流器电力机车，在不同的工作状态下，其牵引负荷电流相位角的变化幅度不一样，致使功率因数也十分不稳定。当高速机车处于再生制动时，机车电流反馈牵引网，电流相位角变回相对滞后。发生牵引网短路故障时，故障电流相位角也同样滞后。正常的工况下，相位角的大幅度变化和牵引负荷电流动态的波动幅度不同意，这使得补偿无功功率的难度加大[4]。
3利用电力电子技术构建的新型牵引供电系统
3.1新型牵引供电系统的结构
无源对称补偿技术和电力电子技术，都是解决现有牵引供电系统存在的问题的有效方法。这样有良好的动态平衡与补偿效果，其结构效果明显。它主要由牵引主变压器和平衡变换装置所构成，可以起到变压平衡变换、补偿负载无功和谐波的作用。一般情况下，有源滤波器主要是用于抑制谐波和补偿无功，而同相供电系统的平衡变换装置的另外一个重要功能，就是实现平衡变换。
3.2同相牵引变电所的结构
同相牵引变电所的结构，与主变压器接线的方式以及平衡变换装置的结构变压器等等的连接方式有很大关。有时，可能变压器接线的方式有很多种，同相AT牵引变电所也就有多种接线类型。比如：三相三桥臂变流器结构或两“背对背”单相变流器结构等等[5]。
3.3两单相变流器变电所结构
两单相变流器构成的同相牵引变电所结构（图）虚线部分是主变压器，它主要采用的是三相变四相平衡变压器，其阻抗匹配平衡变压器构成方式清晰可见。
3.4三相四桥臂变流器的结构构建
三相四桥臂变流器为核心的平衡变换装置。主要是通过对平衡变换装置适当控制，使得各变电输出的同相位电压，取消了分相绝缘器，从而可以实现同相供电，达到三相的完全平衡。主要工作优势是。其只需要一台工作变压器和一台平衡变换装置。并且它的接线简单，资金投入低，后期维护方便。平衡变换装置的容量不会受到主变压器的影响。一旦平衡变换装置的故障时，系统就可以为无通信提供防护能力，采用最简单的直供方式，可以保持继续供电。平衡变换装置主要由四桥臂变流器构成，其控制方法会比较较复杂一些，如果平衡变换装置出现一些故障时，牵引网将可能会失去通信防护的能力。
本文主要是对新型的同相牵引供电系统，开展了一些谈论，主要分析了基于无源对称补偿技术等等。随着我国高速铁路的迅速发展，对于同相牵引供电系统的运行和控制的研究也是十分必要的。本文从利用电力电子技术构建的新型牵引供电系统优势入手开始探讨，详细分析了其实施的客观必要性。此外，本文主要讨论了控制器的控制模式，以及牵引变电所的运行方式。以期可以为同相供电系统应用的推广提供重要基础。
作者:林艳 单位:平潭综合实验区传媒中心
参考文献
[1]张秀峰，连级三.利用电力电子技术构建的新型牵引供电系统[J].变流技术与电力牵引，2007（3）：49-54+59.
[2]何晓琼.基于多电平三相-单相变换器的贯通式同相牵引供电系统研究[D].西南交通大学，2014.
[3]李猛.新型同相牵引供电系统仿真的研究[D].大连交通大学，2008.
Abstract： Power electronics technology uses power electronic devices to control and transform the power. To the higher vocational students, the main purpose of this course is to make students familiar with the operating characteristics of power electronic devices from the view of application, allowing them make the corresponding analysis for power electronics converting technology. Teaching of integration of theory and practice can make students learning theory of knowledge and also understand and reasonable lap for equipment using the devices in training room, so as to better grasp the course.
关键词： 电力电子；变流技术；理实一体化
Key words： power electronics; converting technique; integration of theory and practice
中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）11-0278-01
0引言
电力电子技术是电类专业非常重要的一门专业课程，对于高职类院校来说，我们培养的是实用型的技术型人才，电力电子技术的教学目的不是为了让学生纯粹的去学习艰深的理论知识，而是为了将理论知识和就业需要的实际能力联系起来的一种教学活动。过去我们教学的时候，过多的强调了理论的重要应，结果学生学完之后，几乎没有多大用处。采用理实一体化的教学改革可以让学生更深入的去抓住这门课程的本质。
1电力电子理实一体化教学实施的过程
1.1 教学目标的确立电力电子技术是采用电力电子器件对电能进行控制和变换的科学，本课程的主要目的是使学生从应用角度熟悉电力电子器件的工作特性，从而能够对电力电子的核心内容变流技术进行相应的分析。并了解电力电子技术在工程技术中的应用。因此，我们把教学分为这样的几大模块。
器件的特性认识模块：对晶闸管SCR、门极可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR、电力场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极晶体管IGBT的工作原理，主要参数选择，电压电流工作特性，应用场合，使用方法等进行分析研究。变流应用模块：变流技术主要为交直流之间的变换，交流变直流（A-D）主要分析单相三相的整流过程。直流变交流（D-A）主要分析有源逆变和无缘逆变过程。直流变直流（D-D）主要分析降压式和升压式斩波电路。交流变交流（A-A）主要分析它交流调压过程。开关电源模块：了解开关电源的过压过流保护电路，软开关技术；掌握开关状态控制电路的工作原理，能够对开关电源的典型故障进行分析并检修。
1.2 理实一体化教学项目的实施过程器件的特性认识模块实施过程中，我们先采用多媒体快速的对该器件的工作原理和参数分析等进行讲解，讲完之后，把更多的时间留给学生，让学生搭接实际电路，对器件的特性进行认识。在此过程中，示波器能够清晰地反映器件接入前后电力电子器件的波形，同时能够对器件的电压、电流，半控性、全控性进行了解和掌握。
变流应用模块实施过程中，整流过程（A-D）不局限于对数字的分析，更重要的是要用电力电子器件以一定的方式搭接能够对电源的性质进行改变，同时要掌握控制角的不同，输出大小的不同。逆变（D-A）主要以单相和三相逆变电路对逆变条件和工作原理进行分析。斩波（D-D）主要分析一些实际的升压式、降压式斩波电路。整个实施过程中，学生不一定立马就得出结果，可能要对电路的各个部分进行调试，才可能最终得到相应结果，和预期的结果不太一样的地方也要重新进行分析研究。
开关电源模块实施过程中，对单相交流调压和三相交流调压过程进行分析，同时对光电耦合开关进行分析。学生在课程实施的过程中，能够充分的对器件的开关特性掌握。
1.3 教学过程中遇到的问题和解决的方法课时的问题：原有的教学时间为每节课为2课时，这样在讲完理论知识之后，学生很少有时间对刚讲过的理论知识进行消化吸收，更没有办法去对其进行实践，而且到第二次上课时，前面讲过的理论也忘得差不多了。我们把所有的理实一体化课程改为4课时，这样，，当学生听完理论知识后，有更多的时间去利用实训环节去对该理论知识进行实践验证。从而更好的掌握这门课。场地的问题：原来学生上课的地方多为教室，而在教室上课是脱离不了书本，难免会照本宣科，现在我们把上课的地方改为实训室，实训室中不但有多媒体设备，同时所有的实训设备就在眼前，可以一边讲，一边练，更可以从网上了解最新的电力电子器件及其应用。老师、学生角色变换的问题：原来上课时，多为老师作为主体，学生认真听讲就可以了，但现在，老师在上课时主要起到一个引领的作用，把更多的时间交给学生，发挥学生的主观能动性，在上课过程中，老师和学生都可以相互进步。
2理实一体化教学优于传统教学的地方
学生更易于理解：在电力电子理实一体化教学过程中，学生不是被动的去对一个新元件，新知识进行想象，这些元件本身就是一些看得见摸得着的实际东西，在对这些元件进行讲解的时候，学生更是可以拿实际器件对照理论进行验证，对这些元件的作用和他的整流逆变等效果进行验证，从而能够对比较枯燥的原件和艰涩的理论知识更好的进行理解。
学生动手能力的提高：学生在学习过程中，他不是被动的去记忆，去模仿，而是发挥其主观能动性，在学习理论知识的同时，利用实训室的设备对这些器件进行了解和合理的搭接，从而更好的掌握这门课程，学生在动手的过程中，不但逐步消除了对电的恐惧感，更是逐步加强了自己的动手能力。学生自主学习兴趣的提高：在整个理实一体化的实施过程中，学生从来都不是被动的去学习，而是一直不停地了解新知识，然后再动手来验证这些新知识，当看到一个新的理论能被他亲手做出来之后，学生的学习兴趣被空前的激发出来。他不但能够完成老师布置的任务，有的时候会激发其创造性和更强的思考问题的能力。
3理实一体化教学实施后学生能力的反映
电力电子理实一体化课程实施后，我们对一个42人的班级进行测评。有97.6%学生已经掌握了几乎所有的电力电子器件，有 100%学生已经学会搭接单相半波、桥式电路，有95%学生已经学会搭接三相半波桥式电路，有92.8%的学生已经了解升压式、降压式斩波电路，更有90.5%的学生对触发电路掌握比较深刻。绝大多数的学生都比往年在教室上课掌握了更多的电力电子知识。
参考文献：
[1]王兆安，黄俊编.电力电子技术[M].机械工业出版社，2000.
[2]张立编.现代电力电子技术[M].高等教育出版社，1999.
