供电系统电力电子论文

摘要：当前配电网的工作过程中缺少相应的管理，经常会出现供电系统电力不稳定的现象，不仅会对供电网造成损害也一定程度上影响了人们的日常生活，急需相关部分加大重视，因此工作人员在开展配电网运维检修工作时要创新管理手段。本文侧重分析配电网运维检修管理工作中的问题及解决措施，希望为相关人员提供参考。下面是小编为大家整理的《供电系统电力电子论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

供电系统电力电子论文 篇1：

电力电子技术与谐波抑制、无功功率补偿技术研究

摘要：随着科技的发展和时代的进步，电力电子是一门新兴起的综合性技术，该技术的发展和提升已达到了能够对电力系统控制和调整的阶段，并且能够对电能进行高效率的变换。新兴的电子电力技术不仅能够提升输电的能力，且能够降低电力的损耗。本文较详细的对电子电力技术进行了阐述，然后简单地概括无功功率的影响和谐波的危害，从而进一步引出现如今我国无功功率补偿技术以及抑制谐波的情况。

关键词：电力电子；谐波抑制；无功功率

前言：

电子电力技术是二十一世纪两大重要技术之一，不但要求人们合理高效的使用现有电力资源，且要求运用现有电力资源来获得最佳经济收益，由此可见电力技术促进了电力系统的进步和发展。然而电子电力技术在促进电力系统进步的同时，其电力装置和设备已成为主要的谐波来源，而且与此同时消耗了无功功率，电力装置设备产生的谐波已经严重的影响了电力技术的进步，因此，解决无功功率和谐波污染的问题，已成为了当今电子电力技术企业迫在眉睫的事情。

1、电子电力技术在电力系统中的运用现状

电子电力技术广泛应用于电力系統中，其在电力系统不同等级电压中都有分布，特别是半导体装置和设备应用比较多，能够应用于日常生活，例如家用电器开关和电源，手机充电器和电池，除此之外还可以应用于直流输电中的变压器以及换流器；还能够应用于工业生产，例如变频器、调压器、整流器等。

（1）SVC技术即静态无功补偿器，用于新型固态开关，该设备显著的特点就是基本元件晶阀管，在替代机械开关的情况下，用控制电抗器和控制电容器的方式完善输电导纳的功能，从而实现频繁且快速地改变输电系统的导纳功能的目的，具有速度快、周期短的特点。静止无功补偿器主要的四种形式之一就是可控硅控制空芯电抗器型（SVC），因其有反应迅速且灵敏、运行可靠、价格便宜、使用范围广、等特性，所以在工业较发达国家的工业生产中广泛应用，这已经发展成为主流形式，一般情况下，SVC由可变的或者是固定的电容器支路和系统中可控支路进行并联而组成的，可分为TCR、TSC和TCT以及SSR这四种类型，TCR型的SVC反应速度是最快的，且不但运行可靠，且在价格和分相调节以及使用范围也具有比较大的优点。随着SVR技术优势进一步的普及，其在工业生产用电方面和输电配电领域必将得到全面的发展和推广。

（2）HVDC技术即高压直流电技术，在世界上所有国家中高压直流电技术工程已经达到50多个，其主要应用于大容量、远距离的输电工程，该技术具有交流电一些没有的特点，因此对于大容量远距离的输电工作而言，采用HVDC技术更经济适用、更合理，考虑到我国的地势特点：纵横地界广、地域辽阔及能源分布不平衡等特点，发展HVDC技术显得更加重要。

（3）CP技术即用户电力技术，其目的是在配电时，提高供电质量，加强供电可靠性，具有代表性象征性的CP产品包括：动态电压恢复器、电能质量调节器、故障电流限制器等。CP技术能够增大传输电力的能力、提升FACTS技术的思想核心和交流输电系统的核心一致，FACTS技术和CP技术具有很多相似之处，例如电力电子技术是二者共同的最基础的技术，二者控制器的功能和構造基本一致，由此可见，FACTS与CP技术合为一体是电子电力技术的发展趋势。

2、无功功率的影响与谐波的危害

在当今生产生活的过程中，广泛应用的电力电子技术虽然推动了电力系统的发展，但是电子电力设备无疑成为谐波源最主要的来源，并且不断消耗无功功率，造成的谐波污染也对电力系统正常运行有严重影响。在电子电力技术运用中，负载、变压器以及电抗器等电力装置采用的是相控的方式，在其工作环境内，不仅会消耗大量无功功率，而且还会造成谐波污染，接下来我们来分析谐波污染所带来的危害及无功功率产生的影响。

2.1、谐波危害

谐波的危害大致上能够分为四类，造成附加的谐波损耗，在谐波通过电力设备是会产生多余的谐波损耗，从而降低用电设备和供电设备使用效率；影响电子电力设备正常的工作，谐波污染能够引起过电压或者是过电流，从而使得电力设备受热严重，缩短电子设备使用寿命；导致谐波放大，引起局部电网的谐波变大，还可能会产生并联谐振和串联谐振，从而损害电子电力设备甚至引发安全事故；造成自动装置与继电保护的误动作或者是拒动作。谐波污染会影响电力设备正常运行，使其使用寿命缩短，且对电力系统周围的精密仪器，例如计算机设备、通讯工具等造成影响，从而降低仪器精密度，综上可得谐波污染的影响面比较广且影响力大，必须采取措施对还现象加以控制。

2.2、无功功率产生的影响

对于无功功率造成的影响，也大致可以分为四类，电路以及电子电力设备损耗增加，无功功率也增大，这就表示总电流的增大，从而造成设备，电路的损耗；变无功波动导致电压波动，若无功负载有强烈冲击性那么就会造成电压剧烈波动；电压器压降增大，导致电压的上下波动也变大，就可能造成安全事故发生；除此之外，无功功率的增加还可能会使得电子电力装置及测量仪表规格变大。

不管是无功功率还是谐波污染，它们都可能对电子电力设备正常的运行造成严重影响，甚至还可能危及到国家与人民的生命财产安全，及时认识到无功功率产生的影响和谐波的危害，以及提出针对抑制谐波的方法和无功功率补偿技术的探讨，是一个刻不容缓的课题。 所以下文具有针对性地探讨了关于谐波抑制的现状方法和无功功率补偿技术。

3、谐波抑制现状与无功功率补偿技术现状

3.1、谐波抑制现状

关于谐波抑制的方法大概是有两种，第一种就是通过加大变流器相数等来改善谐波源，第二种就是滤波，能够用无源LC滤波器或者是有源电力滤波器来进行滤波。

其中无源LC滤波器有结构简单、可靠性和可行性高且运行金额以及投资比较低等特点，因此工业生产中该技术的应用比较多，目前是我国谐波抑制的主要方法和补偿无功的主要手段。最简单的无源LC滤波器就是单调谐LC滤波器，其主要被用来抑制有某种特点的次谐波，滤波器支路与谐振串联而形成低阻抗通路，这使得谐波电流尽小可能流入电网，从而达到谐波抑制的效果。

3.2、无功功率补偿技术现状

众多工程的供电系统，一般会采取并联电容器来到达提高功率因素、补偿无功功率的目的，并联电容器按照不同的安装位置能大致分为三种：一种是分区进行补偿，将电容器组安装于相对应区域的母线上，这种方法虽然补偿效果显著，但是补偿区域比较小，具有明显的限制性；一种是集中进行补偿，把电容器集中的安装在对应呢母线上，提升功率因数，从而减少无功损耗；一种是就地进行补偿，就是在负载设备附近安装电容器组，从而达到就近补偿效果，该补偿方案虽提升了功率因数，改善了电压的质量，但由于电容器是分散安装的，导致维护的工作量增大。

4、结束语

综上所述，本文首先简单描述了电子电力技术的应用现状，进而分析了谐波污染危害及无功功率产生的影响，最后通过阐述无功功率补偿技术与谐波抑制的现状，说明了对无功功率补偿技术和谐波抑制技术所做出的研究，确保电子电力技术给人们带来便利，与此同时最大程度减少谐波污染与无功功率给人类生活以及工业生产带来的麻烦，更合理更安全的应用电子电力技术。 可见，加强对谐波抑制和无功功率补偿技术以及电子电力技术的研究和发展力度，对促进电力行业的稳定、健康、持续的发展有重要现实意义。

参考文献：

[1]王明全.带谐波抑制的无功补偿理论分析及设计应用[J].建筑电气，2013（04）.

[2]高飞.油田电力系统无功功率补偿[J].油气田地面工程，2013（10）.

作者：沈敏 杨军

供电系统电力电子论文 篇2：

创新配电网运维检修管理的有效对策分析

摘要：当前配电网的工作过程中缺少相应的管理，经常会出现供电系统电力不稳定的现象，不仅会对供电网造成损害也一定程度上影响了人们的日常生活，急需相关部分加大重视，因此工作人员在开展配电网运维检修工作时要创新管理手段。本文侧重分析配电网运维检修管理工作中的问题及解决措施，希望为相关人员提供参考。

关键词：配电网;运维;检修管理

引言：基于我国广阔的地貌分布，各个地区对于电力的需求十分旺盛，各行各业的发展及电力使用也离不开科学的分配调节，这就要求相关部门强化针对配电网系统的管理工作，在保障电力充分分配的前提下，最大程度上减少成本的支出，实现发电场的电流能够均匀输送到各个地区，为人民群众的生活提供保障，为各行各业的发展提供动力，为市场经济的发展提供支撑.

一、配电网运维检修管理工作目前出现的问题

（一）配电网线路设计缺乏科学依据

配电网线路设计是维系电力系统有序进行电力运输的保障，基于线路分布区域较大，一旦缺乏科学严密的规划部署，不仅会极大程度上影响电力运行安全，甚至会由于部分电路出现故障导致安全事故的发生，造成难以估量的损失。有鉴于此，相关专业人员要将线路能够创造的经济利益以及安全性兼顾考量，不能顾此失彼。然而当前一些设计人员自身的专业技能掌握不够扎实，再加上部分企业盲目追求经济效益，缺少创新的设计理念，所设计出来的线路严重违背了电力部门对于配电网线路规划的要求，不仅无形中增加了配电网运维检修的管理难度，还造成了大量资源的浪费。

（二）配电网线路结构存在安全隐患

不可忽视的是部分电力单位受限于资金的不足以及技术的落后，所规划的配电网线路结構缺乏合理性，难以满足周围企业和居民的用电需求，导致配电网在运行的过程中常常出现负荷工作的状态，这时没有进行严格的运维检修工作，势必会对周围居民的生命安全造成威胁[1]。因此电力企业必须在确保配电网能够安全稳定运行的同时，更加高效的为周围的企业及居民提供用电服务。

（三）配电网运维检修管理力度不足

一些检修人员在开展运维检修工作阶段自身缺乏对于配电网安全性的重视，所采取的检修手段也没有达到相关标准并且由于企业相应的投入力度较小，无法实现配电网设备的升级，针对于配电网运维检修的管理方式也相对落实，这就导致配电网的供电能力难以满足当前社会的用电需求。

二、创新配电网运维检修管理工作的落实途径

（一）创设自动化配电网管理模式

要想实现配电网运维检修管理工作进一步创新和优化，一个必要条件就是促进配电网运维检修管理工作体系化、自动化。具体而言，相关的电力单位在充分的考虑到当前的实际情况以及周围的客观因素后，要将相关的电力设备以及配套的电子通信或网络等技术有效衔接在一起，在具体配电网运维检修的过程中实现一体化管理[2]。同时电力企业应当加大对于配电网配套机械设备投入，借助配电网运维检修管理工作形成自动化的体系，能够最大程度上促进配电网供电能力的优化，一方面供电效率和供电质量得到明显的提升，另一方面也能满足周围的企业及居民日常生活的用电需求，为后续工作奠定坚实的基础。

（二）引进现代化信息技术打通信息壁垒

为进一步落实配电网运维检修管理和数据资源管理两者有效结合，从而强化数据的挖掘及分析水平，确保配电网运维检修工作得到妥善的管理，可以适度压缩人力资源成本，合理引入现代化信息技术，借助互联网及计算机搭建配电网运维检修平台，使得管理工作更加规范化、标准化。同时借助计算机设备建立配电网运维管理模式自动化系统，将不同阶段紧密联系在一起，灵活运用智能机械设备，推动配电网运维检修管理工作水平及模式共同进步。具体而言，可以尝试将系统中不同格式的数据进行标准化处理，统一设置为微软中的标准格式，选择长日期格式标注日期，数字格式可以选择带两位小数的格式，其余信息采用统一的文本格式，以此实现各项数据标准化，便于运维检修使数据的查询工作，防止出现错误，同时要成立具备电网调控、运行线路以及电缆运行等方面专业技术小组，共同探讨配电网故障分析在使用过程中所涉及的电力数据类型、数据所属系统以及各系统之间互联共享的可能性，在此基础上构建完善的数据互联模式，以此打通信息壁垒，使得个系统之间的电网故障数据能够共享使用。

（三）结合配电网故障原因落实针对措施

在设计及采购的过程中，检修人员需要着重完善防雷系统，对于一些雷击灾害较多的地区，可以在架空线路上配套安装线路避雷装置以及预留出防雷间隙，强化线路耐雷能力，对于一些较为陈旧的针式绝缘设备进行淘汰处理;在开展建设阶段，围绕施工质量的监督及验收工作展开调整，将责任落实到每一个人，通过施工现场拍摄记录的方式严控施工质量，同时对于施工过程中的设备做好核验，确保设备能够满足施工需求;针对运行阶段，运维检修人员需要落实日常维护工作，结合不同地区容易出现的自然灾害及外力破坏制定应急预案，在维护的过程中要着重核实汛期防风防汛工作的落实程度，对于一些外力破坏的现象，运维检修人员应当第一时间与相关部门联系，严格把控一些线路沿线的市政工程的进展，特殊时期应在施工现场较为明显的区域防止警惕标识，推动工程有序进行。通过针对不同阶段较容易造成配电网出现故障的原因采取针对性迎接措施，以此提升配电网运维检修管理工作的质量及效率，强化供电系统运行的安全性及稳定性。

结束语

综上所述，配电网运维检修工作关系着供电系统供电的稳定性以及质量的提升，创新配电网运维检修管理工作，需要围绕管理机制、现代化信息技术以及人力调控等多个角度开展分析，供电单位应当结合新时代特点，合理引入现代化技术手段，发挥其技术优势，强化工作人员专业素质，最大程度上降低供电系统的安全隐患，为配电网的平稳运行以及人们的日常生活提供保障。

参考文献

[1]李佳桐.关于配网运维检修管理模式创新探讨[J].电子乐园，2019（13）：0109-0109.

[2]李连锋.配电网架空线路的运行维护与检修研究[J].水电水利，2020，4（10）：76-77.

[3]官国飞、宋庆武、刘恢、徐妍、蒋峰、李春鹏.基于边缘计算的配网管理和运维体系研究[J].电网与清洁能源，2020，v.36;No.255（10）：94-100.

作者：姚鹏举

供电系统电力电子论文 篇3：

电力电子技术

【摘 要】电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展，新技术的出现又会使许多应用产品更新换代，还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现，将标志着这些技术的成熟，实现高效率用电和高品质用电相结合。

【关键词】电力电子技术；开关电源

当前，电力电子作为节能、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来，电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用，实现高效率和高品质用电相结合。

1.电力电子技术的发展

现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。

1.1 整流器时代。大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，但是大约20%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解、牵引和直流传动三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮，目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

1.2 逆变器时代。七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0～100Hz的交流电。在七十年代到八十年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管和门极可关断晶闸管成为当时电力电子器件的主角。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。

1.3 变频器时代。进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率，使其性能更加完善可靠，而且使现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备的高效节材节能，实现小型轻量化，机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

2. 现代电力电子的应用领域

2.1 通信用高频开关电源。通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中，通常将整流器称为一次电源，而将直流-直流（DC/DC）变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。近几年，开关整流器的功率容量不断扩大，因此通信容量的增加，通信电源容量也将不断增加。

2.2 直流-直流（DC/DC）变换器。DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压。用直流斩波器代替变阻器可节约电能（20～30）%。直流斬波器不仅能起调压的作用（开关电源）， 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。

2.3 不间断电源（UPS）。不间断电源（UPS）是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流电输入经过整流器变成直流，一部分能量给蓄电池组充电，另一部分能量经逆变器变成交流，经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量，另一路备用电源通过电源转换开关来实现。

2.4 变频器电源。变频器电源主要用于交流电机的变频调速，其在电气传动系统中占据的地位日趋重要，已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压，然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器， 将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出，电源输出波形近似于正弦波，用于驱动交流异步电动机实现无级调速。

2.5 分布式开关电源供电系统。分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件，利用最新理论和技术成果，组成积木式、智能化的大功率供电电源，从而使强电与弱电紧密结合，降低大功率元器件、大功率装置的研制压力，提高生产效率。

3. 高频开关电源的发展趋势

在电力电子技术的应用及各种电源系统中，开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源，传统的电路非常庞大而笨重，如果采用高顿开关电源技术，其体积和重量都会大幅度下降，而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。

3.1 高频化。理论分析和实践经验表明，电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz，提高400倍的话，用电设备的体积重量大体下降至工频设计的 5～l0%。无论是逆变式整流焊机，还是通讯电源用的开关式整流器，都是基于这一原理。同样，传统"整流行业"的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合 闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造， 成为"开关变换类电源"，其主要材料可以节约90%或更高，还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高，促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化，带来显著节能、节水、节约材料的经济效益，更可体现技术含量的价值。

3.2 模块化。模块化有两方面的含义，其一是指功率器件的模块化，其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块，含有一单元、两单元、六单元直至七单元，包括开关器件和与之反并联的续流二极管，实质上都属于"标准"功率模块（SPM）。由于频率的不断提高，致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重，对器件造成更大的电应力。为了提高系统的可靠性，有些制造商开发了"用户专用"功率模块（ASPM），它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中，使元器件之间不再有传统的引线连接，这样的模块经过严格、合理的热、电、机械方面的设计，达到优化完美的境地。这样，不但提高了功率容量， 在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求， 而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块，极大的提高系统可靠性，即使万一出现单模块故障，也不会影响系统的正常工作，而且为修复提供充分的时间。

3.3 数字化。在传统功率电子技术中，控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代，电力电子技术 拟电路基础上的。但是，现在数字式信号、数字电路显得越来越重要，数字信号处理技术日趋完善成熟，显示出越来越多的优点：便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰、便于软件包调试和遥感遥测遥调，也便于自诊断、容错等技术的植入。对于各类电路和系统的设计来说，模拟技术还是有用的，特别是：诸如印制版的布图、电磁兼容（EMC） 问题以及功率因数修正（PFC）等问题的解决，离不开模拟技术的知识，但是对于智能化的开关电源，需要用计算机控制时，数字化技术就离不开了。

3.4 绿色化。电源系统的绿色化有两层含义：首先是显著节电， 这意味着发电容量的节约，而发电是造成环境污染的重要原因，所以节电就可以减少对环境的污染；其次这些电源不能对电网产生污染，国际电工委员会对此制定了一系列标准。事实上，许多功率电子节电设备，往往会变成对电网的污染源：向电网注入严重的高次谐波电流，使总功率因数下降，使电网电压耦合许多毛刺尖峰，甚至出现缺角和畸变。20世纪末，各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生，有了多种修正功率因数的方法。

总而言之，电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展，新技术的出现又会使许多应用产品更新换代，还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现，将标志着这些技术的成熟，实现高效率用电和高品质用电相结合。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。

参考文献：

[1]林渭勋.浅谈半导体高频电力电子技术[J].电力电子技术选编，浙江大学，1992.

[2]熊文静，郑耀林，黄传明. 开关稳压电源的原理及发展[J]. 仪器仪表用户，2007，02：3-4.

作者：吴庆峰