多元化电力电子技术论文

2022-07-03

摘要:随着我国科学技术的快速发展,电气工程项目越趋多元化,电力电子技术的兴起增强了电气工程的应用优势,推进其相关工作的开展。电力电子技术为电气工程提供了技术保障,依赖技术原理,广泛应用于电力领域,通过变换电力及对电力系统进行检验等程序,保证电气工程的电路系统质量,维持电路系统的稳定与安全。今天小编为大家推荐《多元化电力电子技术论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

多元化电力电子技术论文 篇1:

融入OBE理念的电力电子技术产学研用课程研究

[摘 要] 近些年,OBE作为一种最具先进性的教育理念,已成为我国高等院校教育教学改革方向。就目前高校教育教学改革中所适用的OBE理念而言,其所包含的理论体系及具体操作模式日益成熟,在改革中发挥了重要作用。但是,高校在推进教育改革融入OBE理念的过程中也暴露了一些问题和弊端,其中既有OBE理念自身适用的弊端,也有高校自身的问题。从电力电子技术产学研用课程体系中融入OBE理念的相关内容进行深入的分析和探究。

[关键词] OBE理念;电力电子技术;产学研;课程体系

[基金项目] 2020年度河北省教育厅重点基金“太阳能电动车四端口变换器及其控制策略研究”(ZD2020342);2021年度河北科技大学一流课程教改专项“基于半实物仿真的‘电力电子技术’教学案例库建设”(DQJ20210201)

[作者简介] 李鹏程(1985—),男,河北高碑店人,博士,河北科技大学电气工程学院讲师,主要从事电力电子技术和电源技术研究;薛智宏(1971—),男,河北石家庄人,硕士,河北科技大学电气工程学院副教授,主要从事电机控制研究;郭英军(1973—),男,河北石家庄人,硕士,河北科技大学电气工程学院副教授,主要从事电力电子技术和CAD设计研究。

[中图分类號] G642.0   [文献标识码] A   [

一、引言

随着社会经济的飞速发展,我国电力新能源行业的发展规划发生了非常多的变化,对电力电子技术人才提出了更高的标准与要求。在高校电力电子技术课程教学中,教师要积极转变传统陈旧的教学理念,树立正确的人才培养理念,不能将教育教学精力过度集中在课程教材理论知识的传授上,而是注重提高和强化本专业学生的实践操作能力与岗位认知能力。目前,很多高校在开展电力电子技术课程的教学改革,其改革的重点在于如何在电力电子技术产学研中融入OBE理念,如何将OBE理念与电力电子技术课程教学高效地结合在一起。笔者结合自己多年相关工作的经验,就此议题提出以下几点看法和建议。

二、关于OBE理念的介绍

OBE理念即成果导向教育。在OBE理念指导下,所有教学工作的设计及实施目标均是使学生通过教育过程获得理想的学习成果。OBE理念的融入使我国高校在教育教学上开始高度重视以下几个问题:第一,高校开展教育教学工作是为了使学生收获何种学习成果;第二,为什么使学生收获这样的学习成果;第三,学校可以通过哪些手段和措施帮助学生获得这样的学习成果;第四,学校应该采取什么样的途径验证学生已经收获了这样的学习成果[1]。

三、高校电力电子技术课程改革引入OBE理念的必要性

(一)学生不同的学习需求需要引入OBE理念

众所周知,电力电子技术课程具有非常高的专业性和技术性要求,学生要想学好该课程,需要具备足够丰富和多元的知识储备,诸如电气技术、电子技术及控制技术等。但是在实际教学过程中,笔者发现越来越多的学生存在明显的功利性学习倾向,学习需求不尽相同,而且学生的学习能力和基础参差不齐,具备一定基础的学生在学习过程中更加得心应手,而之前未曾接触过相关知识和内容的学生则面临着非常大的学习难度。比如,以电力电子技术课程涉及的半导体电路知识为例,之前未曾接触过相关知识和内容的学生便难以在短时间内彻底明白各个工作模态原理,从最初始的基础电路知识学习阶段就表现出厌烦的学习情绪和不端正的学习态度,随着学习难度的加大,在学习专业性知识时,学生越来越不耐烦,其最终学习效果可想而知。因此,将OBE理念引入电力电子技术课程体系改革中,以学习成果为导向,能够在一定程度上辅助教师的教学工作,更好地满足学生不同的学习需求[2]。

(二)教学内容更迭迅速需要引入OBE理念

电力电子技术属于交叉学科,《电力电子技术》教材包含非常丰富和多元化的教学内容,涉及非常广泛的应用领域。电力电子技术课程涉及工业、新能源、交通运输、电力系统等诸多领域,而这些领域恰恰是技术升级换代更新最快的行业,每时每刻都有性能更优、材料更好的全新电力电子产品或者器件出现。这意味着电力电子技术课程教材的先进性难以得到保障。电力电子技术课程不像一些传统的基础课程那样具有固定不变或者缓慢变化的内容,教师在实际教学中必须紧跟新形势,将更多的先进技术和理念纳入实际教学中,绝不能完全按照教材内容按部就班地进行教学,否则会直接影响学生的学习效果,影响未来学生步入实际岗位时的工作质量。OBE理念以成果为导向,更加关注学生所学知识的实用价值,因此,高校需要在课程体系改革中积极引入和应用OBE理念[3]。

(三)理论与实践并重需要引入OBE理念

笔者在调查和研究中发现,在现阶段,诸多高校开设的电力电子技术课程主要采用实验这种单一方式进行实践教学,而且实验教学多是在传统陈旧的实验平台上进行,严重不符合实验的先进性和设计性要求,很多目前比较先进的实验设备和实验理念未被引进和应用到实际教学过程中。电力电子技术课程的实践教学和理论教学存在着明显的脱节,二者独立存在,独立开展,联系并不紧密,学生学习的理论知识不能及时转化到实践训练中,而在实践训练中获得的结果也没有办法在理论学习中进行验证,实践与理论的脱节在很大程度上影响了电力电子技术课程的教学质量和学生学习该课程的兴趣。

四、OBE理念应用到电力电子技术课程中的价值

与传统教育理念相比,OBE理念的最大特点在于它衡量的是学生能够做什么,而不是学生知道什么,这便是OBE理念的优势所在。OBE理念看重学生的理解能力,要求教师给学生留下更多展示自己能力的空间。诸如,OBE理念虽然要求学生学习和掌握相关的理论知识,但是不会限制学生的掌握方式和掌握技巧;OBE理念强调放开学生的解答范围,提倡教师向学生提出更多具有开放性和拓展性的问题,久而久之,对学生思维拓展能力及思维灵活性产生潜移默化的影响。

五、高校电力电子技术课程体系改革应用OBE理念的经验总结

目前,各高校对技術和实践要求比较高的电气自动化技术专业和供用电技术专业开设了电力电子技术课程。据笔者了解,很多高校到目前为止已经完成了两轮基于OBE理念的教学改革试点工作,旨在通过教学改革试点探索出一条适合应用OBE理念的产学研用课程体系改革之路。在OBE理念的指导下,高校相关专业结合专业学习的需求重新制定了新的课程标准、课程设计及实施方案。在具体制定过程中,以专业人才未来从事的职业岗位必备的知识与技能为基础选择教学模块,重新构建贴近职业岗位实际的课程内容,并增设了课程建模与仿真及工程实例项目[4]。

高校电力电子技术课程以学习成果为导向,加大了对理论知识教学和专业技能培养的整合力度,在课程内容中构建了模块化结构,也增加了教学案例的导入数量。笔者还了解到,很多高校电力电子技术课程主要选取电力装置或者家用电器作为教学案例,这类案例应用范围最广、实用程度最高,有利于直观解析。以案例作为切入点确立教学项目,也有利于进一步优化和完善课程教学资料,比如,项目任务书、指导书、教学情景设计或者课件等。以教学项目为核心的授课方式,不仅进一步明确了教学目标,而且保证了授课的针对性。另外,以任务为驱动更能有效激发学生的学习兴趣,也有利于学生掌握电能变换技术的必要知识和能力,发挥学生的主体性。笔者结合自己的实际工作及相关调查结果,总结出以下OBE理念具体实施要点。

(一)确定学习成果

在OBE体系中,最终学习成果既是终点也是起点。通常情况下,学习成果可以清楚地被表述出来,也可以根据实际情况采用直接或者间接的测评方式将学习成果转变成为绩效指标的形式来体现。

(二)构建课程体系

学习成果代表了一种能力结构,这种能力主要通过课程教学来实现;因此,课程体系构建对达成学习成果尤为重要。能力结构与课程体系结构有一种清晰的映射关系,能力结构中的每一种能力需要有明确的课程来支撑,换句话说,课程体系的每门课程需要对能力结构中能力的实现有确定的贡献。课程体系与能力结构的这种映射关系,要求学生在完成课程体系的学习后具备预期的能力结构(学习成果)[5]。

(三)确定教学策略

OBE特别强调学生学到了什么而不是教师教了什么,特别强调教学过程的输出而不是输入,特别强调研究型教学模式而不是灌输型教学模式,特别强调个性化教学而不是“车厢”式教学。教师不再是传统意义上单纯的授课教师,而是“导师+讲师+实验师+项目经理”融合的多重身份。个性化教学要求教师准确把握每名学生的学习轨迹,及时掌握每名学生的学习目标、基础和进程,按照不同的学习需求,制定不同的教学方案,提供不同的学习机会[6]。

(四)自我参照评价

OBE的教学评价聚焦在学习成果上,而不是在教学内容、学习时间及学习方式上。采用多元化和梯次化的评价标准,强调学习成果内涵的达成和个人的学习进步,不重视学生之间的比较。根据每位学生达到教育要求的程度,赋予学生从不熟练到优秀不同的评定等级,对学生进行针对性评价,并通过对学生学习状态的明确掌握,为学校和教师改进教学提供参考[7]。

(五)逐级达到顶峰

将学生的学习进程划分为不同的阶段,确定每个阶段的学习目标,并将这些学习目标从初级到高级,最终到顶峰成果逐一实现。这意味着具有不同学习能力的学生将使用不同时间、通过不同途径和方式,达到同一目标。

六、融入OBE理念的电力电子技术产学研用课程体系改革策略

(一)重新树立课程设计理念和思路

1.树立新课程设计理念。电力电子技术产学研用课程体系改革适用于OBE教学理念,要紧密结合实际教学情况,树立全新的课程设计理念,以更具先进性的课程设计理念为引导,进一步组织和细化课程教学内容,坚定不移地坚持以最终学习成果为导向,重点培养和提升学生的职业岗位实践与应用能力。与此同时,该课程教师要加大课程开发与项目教学设计力度,投入更多的时间和精力,精心设计每一次教学方案,根据不同的项目设置不同的教学任务,用任务驱动的方式激发学生的学习和探究兴趣。

2.课程设计思路。高校电力电子技术产学研用课程体系改革需要设计更为合适的课程设计思路,要以电力电子技术应用最广泛的实际案例为载体,设计更具针对性和可行性的教学项目,将电力电子相关学习内容融入不同的教学项目中。笔者建议教师在介绍各种电力电子器件时,要更加侧重于电力电子器件的基本原理、特性、参数和器件选型方面的讲解,诸如在讲解电力电子变流技术时,教师可以围绕AC-DC、DC-AC、AC-AC和DC-DC这四种电能变换方式开展教学,研究由电力电子器件组成的变流装置主电路、控制电路及其他辅助电路。

(二)课程内容的组织与安排

关于电力电子技术课程内容的组织与安排,笔者建议高校可以从重复性、系统性、逻辑性和实用性四个方面融入OBE理念。首先,关于重复性,重复性是指电力电子技术课程中的每一个章节都包含之前的学习内容,属于一种螺旋式上升的学习模式;其次,关于系统性,是指课程内容的传授要按照循序渐进的原则,由浅入深、由点及面地开展系统性教学;最后,关于逻辑性,即电力电子技术课程教学要遵循学生的认知规律,在开始授课之前,教师要从宏观层面对课程内容进行整体梳理。除此之外,通过对教学设计与授课过程进行全程监测、阶段测评和教学实时动态反馈的方式,发现学生的学习状态,以便根据每个学生的个体差异与个性特点,因材施教,使每个学生获得相同的授课时间、学习机会与学习资源,并以温和、弹性的方式满足学生的个性化需求,最终确保所有学生达成教学目标及教学成果。

(三)课程考核方式

笔者建议高校可继续沿用过程性考核与终期学习成果考核相结合的考核方式,但是要细化这两种考核方式,重新调整两种考核方式的比重,尽可能实现两种考核方式的平衡发展。众所周知,过程性考核即对学生在日常学习过程中的各种表现进行即时性考核,具体考核范围包括课堂练习、课堂表现、课后作业、任务测评等,这样的考核方式贯穿于整个学习过程的始终,对于学生来说,更具公平性与合理性。在这里笔者需要提醒一点,在对学生进行考核时,要充分考虑每一位学生的个性化需求,教师要用更加包容的心态和更加长远的眼光看待每一位学生,切忌因为某一次的失败给予学生终结性定义。

七、結语

综上所述,高校电力电子技术产学研用课程体系改革应用OBE理念是一种必然趋势,OBE理念在电力电子技术课程教学改革中发挥着不可替代的重要作用。与传统教学理念相比,OBE理念在更大程度上激发了学生参与学习的积极性和主动性,也收获了更加理想的学习成果。

参考文献

[1]张海丽,竟静静.应用型本科《电力电子技术》课程教学改革[J].科技视界,2020(7):273-275.

[2]刘艺柱,安彤,孙天航.应用型《电力电子技术》课程教学的改革与探索[J].武汉职业技术学院学报,2020,19(5):86-90.

[3]于跃,徐今强,杨燕霞.应用型高校自动化专业电力电子技术教学改革探索[J].科技资讯,2020,18(10):74+76.

[4]沈霞.基于能力提升的电力电子技术课程改革和实践[J].湖北农机化,2020(3):126-127.

[5]景玉萍.基于应用型本科人才培养的ERP课程体系改革探究——以兰州财经大学陇桥学院为例[J].科技经济市场,2020(3):128-130.

[6]校瑞珍,李海华.《电力电子技术》课程综合教学模式探讨[J].科技创新导报,2020(17):227-228.

[7]王子赟,王艳,纪志成.面向新工科的《电力电子技术》课程思政教学改革[J].高教学刊,2020(35):140-143.

Research on Course System of Industry, School and Research of Power Electronics Technology Integrated with OBE Concept

LI Peng-cheng, XUE Zhi-hong, GUO Ying-jun, LIANG Yong-chun

(School of Electrical Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China)

Key words: OBE concept; power electronics technology; industry, school and research; course system

作者:李鹏程 薛智宏 郭英军 梁永春

多元化电力电子技术论文 篇2:

电力电子技术在电气工程中的应用

摘要:随着我国科学技术的快速发展,电气工程项目越趋多元化,电力电子技术的兴起增强了电气工程的应用优势,推进其相关工作的开展。电力电子技术为电气工程提供了技术保障,依赖技术原理,广泛应用于电力领域,通过变换电力及对电力系统进行检验等程序,保证电气工程的电路系统质量,维持电路系统的稳定与安全。基于此,本文对电力电子技术在电气工程的应用展开研究,为提升该技术在电气工程发展中的作用提出几点建议。

关键词:电力电子技术、电气工程、应用

引言:电力电子技术的开拓为电气工程建设提供了创新思路与技术扶持,对工程操控的电能进行有效转化,通过自动化及智能化技术提升工作效率,同时促进管理模式的革新,对领域发展具有重要作用。目前,由于电力电子技术的新兴特征,电力电子技术在电器工程中的应用并不广泛,技术渗透尚未成熟,需要强化电力电子技术的应用特点,实现电力电子技术与电气工程的有效结合,提升两者的核心竞争力。

一、强化电力电子技术在电气工程系统中的应用

拓宽电力电子技术应用范围,完善电器工程的系统运行,实现电气工程的全方位发展。优化设备性能,确保系统安全运行,从科技智能化出发,革新技术手段,提升电力系统的整体效率。结合电子装置及电气工程设备特点,发挥电力控制体系功能,对系统运行状态与停滞状态做好处理工作,减少设备损伤,维持电力系统运转的稳定性。

例如相关企业可以完善电路保护系统,对电路元件做好防护措施,防止由于老化、损害引起的电路短路、断路等问题,进一步保证供电质量。提升电路控制系统的效率,对电力应用的设施故障及时进行检查修复,创建保护系统,对不同板块的电流装置进行分析,摒弃传统电路的弊端,对电路保护装置进行优化升级。引进电力监测装置,辅助电路保护系统,弥补电路保护系统的不足与缺失,实现对电路系统的元件全面保护。对电气工程中的控制系统进行完善,高频的开关控制,极易损害开关元件性能,一旦开关遭到损害,使控制系统失调,造成装置设备运行不受控制,难以阻断设备运行进程或启动设备工作开展,会为企业带来不小的损失。在反复的开启与闭合操作重复之间,会带来更大的能耗,设备不断转换工作频率,进一步加强运行的适应性,违背了企业经济效益的原则。采取软开关元件,弱化对系统运转的损害,降低外界干扰对电气工程开展的影响,研究电路布局方式,探析高效的电路运行思路,加快电气工程建设步伐。结合当代电网运行情况,对整个系统做出改良,降低高强耗电对电力系统的损害,避免强烈的冲击力,最大限度的使电力系统处于稳定运行状态。根据实际运行情况,施行无功补偿措施,需要相关技术人员选取最适合的补偿机制,以提升补偿效果。从电网电路系统方面加强电子电力技术的研发思路,提升电气工程电力系统的稳定性能,保证高效运行的同时,减少安全隐患。发挥有源电力滤波器系统的价值,借助电源装置创造运行动力,提升系统谐波的稳定性,取代传统的补偿措施,充实电力电子装置系统的运行机制。

二、提升电力电子技术在电气工程应用的广泛性

根据电力电子技术的应用特点,不断扩大其在电气工程的应用范围,实现电气工程的全面监测,降低设备故障发生几率与相关人员故障排查难度。对电气工程开展的整个过程进行有效监控,加强对电器工程的整体性考虑,以自动化技术降低人为因素导致的工作失误,节约人力资源在基础工程中的使用。电力电子技术在电气工程中的地位越来越高,能够为电气工程提供准确及时运作的信息,优化工程问题,摒弃传统电力电子技术的弊端,使技术结构更具科学性,在电气工程中实现诸多领域的有效运用。

例如相关企业可以加强电子电力技术在电气工程中的自动化控制,定位各种设备使用需求,引进自动化与智能化原理,结合计算机技术与新媒体技术,实现资源信息共享。以自动化技术对基础的电气工程操作开展无人化工作,利用传感器技术传递工作实况,进行远程遥控,掌握运行数据,实行调度管理,降低工作误差,夯实基础建设。应用智能化算法,精简计算工作,对工作开展进程进行深入分析,剖析内部存在问题,提升工作绩效。演示分析问题之源,拓宽解决途径,加强实际解决效果,提升电气工程网络安全运行效果。定期进行电子设备及电气工程设备维护,进行设备诊断,将不确定性因素转为肯定性条件,保持电气自动化稳定运行规律,可以适当结合人工智能技术,监督运行机制,分析问题处理方式,保持设备稳定运行。做好全面检查工作,通过人工与智能进行结合,最大限度发挥电力电子技术的应用效能,确保故障位置,进行故障优化,阻断问题滋生途径。电力电子技术对管理领域具有不可忽视的作用,能够对相关工作人员进行排查,根据相关数据挖掘工作失误,提升工作人员工作效率。

三、加强电力电子技术在电气工程中的管理理念

为进一步提升电力电子技术在电气工程中的应用效果,需要提升電力电子技术的管理水平,保证技术应用的规范性与合理性。电气工程的高效开展需要管理措施的加持,以完善的制度设施为保障,强化政府与社会的监督职能,不断提升电力电子技术应用的科学性。

例如相关企业可以建立电力电子技术应用的制度,明确规定其在电气工程应用的操作规范,避免操作不规范引起的风险,引发工程事故,阻碍工程开展进度,产生不良社会效应。在制度建设中,纳入安全监管理念,提升工作人员的安全意识,强调安全操作的重要性,为电气工程奠定坚实的人力基础。完善工作人员工作制度建设,施行工作责任制,避免工作失误引发的内部纠纷,使产生的电气工程问题责任到人,以规范人员的工作职责。端正相关工作人员的工作态度,记录出勤情况,施行电子打卡,对工作表现积极的人员进行奖励,以鼓励机制提升工作者的工作效率。加强国家及企业对电力电子技术在电气工程中应用的扶持,加强资金与政策扶持,为电力电子技术研发奠定硬件资源,提升成果的研发速度。完善法律法规,对电气工程加以强制力约束,加强工程运作的理论性,以理论带动实践。

四、完善技术人员设施队伍建设

提升企业在电气工程市场中的竞争力,不仅是核心技术的较量,也是技术人才素养的体现,强化相关技术人员对电力电子技术的专业素养,为促进电气工程的施工奠定软实力基础。

例如相关企业可以加大技术人员人才培养力度,形成完善的设施队伍,提升其综合素质,为电气工程的发展迎来良好开端。从招生出发,提升技术人员入职门槛,招收能够企业提供技术扶持的人才,可以适当引进国外优秀人才,带来国外电气工程建设理念,与企业工作实情结合,更新设计理念与技术手段,渗透电力电子技术应用理念,实现电气工程的全面优化。适当加强资金投入,对技术人员开展定期培训,不断强化专业水平,定期开展电气工程相关实践活动,提升工作人员工作素质与实践能力的同时,增强企业员工的凝聚力,形成积极向上的工作氛围。

综上所述,电力电子技术在多方面领域具有广泛应用,电气工程与电力电子技术的有效结合,推动着电气工程的不断发展,维护电气工程整体效益。为进一步加强两者的领域发展,需要不断更新技术与工程实施的理念,结合两者的特点使技术结构更加科学,对电力电子技术进行优化,不断解决电气工程开展的实际问题,切实降低故障发生几率,保证电气工程的稳定性,促进电气工程的健康可持续发展。

参考文献:

[1]李婉卿, 王凯, 胡品端. 浅谈电力电子技术在电气工程中的应用[J]. 电子测试, 2019(3):3.

[2]覃小美. 电力电子技术在电气工程中的应用研究[J]. 门窗, 2017(6):1.

[3]欧阳斌. 电子技术在电气控制中的应用要点[J]. 电子技术与软件工程, 2018(4):1.

作者:朱永进

多元化电力电子技术论文 篇3:

电力电子技术在电力系统中的应用

【摘要】随着现代化社会科学、新技术、新设备以及新材料的不断进步和飞越,电力电子技术在数量和质量上都有了本质上的提升,电子电力技术对现代化电网发展起着至关重要的作用。随着电力电子技术的不断发展,将来一定会在电网发展中占据更大的发展优势和发展潜力,并为电子网络的发展带来革命性的改变。笔者就应用学视角对电力电子技术进行了个方面分析,包括近来发展的光传输技术、电力通信的现状、未来电力发展的需求和电力特种光缆的应用。

【关键词】电力电子技术;电力系统;应用;现代化

电力系统的出现至今,极大地改善了全世界生产发展能力、生产方式以及生活质量,工业生产的效率不断提高促进了全球社会生产力水平的极大提高。电力电子技术在电力系统中的运用使得电力系统的运行更加有效率,工作质量也得到了提高,随着现代化科技和材料设备的发展,先进便捷的科学技术在社会生产的各个方面都得到了极大的应用。电力电子技术的渗透和应用使电力系统自工程进入了现代化发展时期,不仅极大地提高了电力系统工作的效率和工作质量,而且节约了以往电力系统的运营花销。电力电子技术在电力系统中的应用是建立在计算机信息技术基础上的一项工程,它不仅需要完备的计算机知识算法体系,更要求工作人员具备高超的计算机技术知识掌握能力作为条件。我国在电力电子技术的开发应用进程中是比较早的国家,现阶段我国的电力通信系统做得十分出色,已经发展成比较完善的现代化电力网络。电力电子技术在电力系统网络中起着决定性的重要作用,因此,本文就近来发展的光传输技术、电力通信的现状、未来电力发展的需求和电力特种光缆的应用四大方面进行研究。

一、电力电子技术在电力网络中的应用现状

电力电子技术作为新时代发展所研制出的新一代电工技术,是由强电技术与弱电技术相结合演化发展而来的。这种新型的电力电技术不仅对国家生产力产生了巨大的变革冲击,更是为国内人民的生活带来了极大的影响。现阶段,电力电子技术的应用已经涉及到种种领域的各个方面,包括电能力的生产环节、电能的输送环节和电能的存储工作等,基本上遍布于电力系统的各个方面。

1.电力电子技术在发电系统中的作用

电力电子技术在电力系统的发电环节中的运用主要是依靠其对发电机等设备相关性能和主要特征的改善以加快系统的功率调节。主要包括大型发电机的静止励磁控制、水利和风力发电机的变速恒频励磁、发电厂风机水泵的调频控制等等。电力电子技术在此环节中应用了晶闸管整流在自并励静止励磁中结构的简易、可靠的性能以及低劣的价格等优点,保证了电力电子技术的发展和受用。在水力发电和风力发电方面,则利用了变频电源来调整电子励磁的转动频率,进而调整水力风力发电的最大有效功率,使其长期保证在稳定的变频范围内,逐渐减少甚至最终消除风力等自然因素对发电转动频率和功率的影响。水电厂内的风机水泵一般情况下耗电量巨大,几乎占整个发电厂用电量的百分之六十五,很容易造成电力能源的损失和浪费,但是使用电力电子技术中的变频调速就可以一定程度上避免这种情况,但是目前国内能够承担起这种技术,生产高压大功率变频器的厂家屈指可数,而对于新能源发电中的太阳能发电系统来说,太阳能电池阵列直流电转换成交流电的工作重点就是具备据大功率跟踪功能的逆变器,根据不同国家和地区,涉笔的规模以及参数可能会有所变化,对于我国来说采用的是10-15KW的独立系统。

2.电力电子技术在电力传输系统中的作用

现阶段我国运用的柔性交流输电技术是将电力电子技术与现代控制技术相结合的,对电力系统的相关电压、参数、相位角和功率潮流进行不间断控制的调节技术。这种技术能够在一定程度上减少电力能源输送过程中的损耗,极大地提高了电力系统输送环节的稳定性。近年来对于高压输电的技术部分,受关注的还要输高压直流输电技术。远距离高压直流输电可以解决很大一部分的问题。在同样的电力能源输送条件下,高压直流输电比交流输电的损耗小得多,因为直流电不需要电流变化,就减少了电抗压降,整体压降也就随之下降,因此,线路投资花费低,且电力输送稳定性极高,几乎不会出现稳定方面的问题。目前情况下,直流输电线路的首末端需要接入大功率的晶闸管,半控型器件和相控整流以及有源逆变器,以三相全控桥电路作为基本单元。

二、电力系统中的几大电力电子技术

1.静止无功补偿装置

静止动态型的无功补偿装置主要应用于提高输电系统的稳定性、提高电能质量、对冲击性的负荷进行无功補偿以及闪变抑制等方面。灵活交流输电系统从根本上改变了以前交流电网只能靠速度缓慢、不直接或者精确性低下的设备进行机械控制的情况。静止无功补偿装置对于提升输电系统的输电功率和潮流控制能力,对电力系统稳定性的保证和改善,改善系统的震荡现状等方面起着重要的作用。现阶段,常见的灵活交流输电系统包括:静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)、可控串联补偿器(TCSC)、晶闸管控制移相器(TCPST)、统一潮流控制器(UPFC)、动态电压调节器(DVR)、超导储能系统(SMES)、不间断电源(UPS)、统一电能质量控制器(UPQC)等。无功功率补偿能够供电系统和负荷的功率参数,减少设备的容量,降低功率的损耗、稳定受电端和电网的电压。

2.高压直流输电技术

所谓高压直流输电技术就是通过一定的转换器将高压电场输出的交流电转换成直流电,再通过输电线路将直流电输送到接收电端,再将直流电变化成交流电以供用户使用。高压直流电的优点是:电能输送功率大、线路造价低下、控制性能优越等。高压直流输电技术是现阶段针对高电压大承载量、异网联入、长距离电能输送等工程具有很大可行性的技术。高压直流输电技术以其特殊的线路造价以及性能优势,很好的摆脱了交流输电中对稳定性的要求问题。

3.有源电力滤波器

有源电力滤波器的基本制造思路是从补偿对象当中进行对谐波电流分量的检测,由补偿装置产生一个和此份量大小相等但极性相反的补偿电流分量,抵消谐波电流分量从而是流入电网的电流只含基波分量,瞬时无功功率理论为它的理论基础。具有动态响应速度快、补偿功能的多元化、补偿特性不受电网阻抗影响等特点,成为了抑制谐波的重要发展方向之一。

三、光纤传输与电力特种光缆的应用

现阶段采用的无线传输技术主要包括微薄、无线扩频、电力载波以及通信光缆,电力通信不仅仅承担着大多数人眼中理解的电话语音通信、IP业务、数据、宽带等业务,更承担着电力生产专业的相关任务。电力通信的自动化程度同时反映了现代化电力电子技术的科技含量。这些业务都需要稳定可靠高效率的传输来支持,而光纤传输正能满足这一点需求。近年来,通信早已转向数字通信技术方面,因此光缆和SDH传输技术和通信设备就倍受重视。

目前的特种光纤主要采用的是比较先进的OPGW和ADSS技术,依靠系统本身已有的线路资源,灵活耐用,且能够具有很大的主动权。其中OPGW适用条件有:高压、大档距,维护简易、搞机械强度,对高压电蚀和降解无影响,建设的一次性规划、避免短路的发生。而介质自承光缆ADSS在220KV、110KV和35KV条件下均可以得到广泛的使用。特种光纤不能满足的电力输电线跨度小、垂度小的要求,介质自承光缆ADSS都可做到,不仅不会造成电力损失,还具有稳定的光学特性。我国的特种光缆运用起于1985年,葛洲坝水电站引进第条OPGW光缆;1990年,西安供电局引进第一条AD-LASH光缆在地上进行捆绑;1995年青岛白山电厂引进第一条ADSS光缆;再到2006年深圳老虎坑电厂引进第一条OPCC光缆。从2006年开始,我国的特种光缆制造工作开始大范围普及。

综上所述,人类的认识发展是永无止境的,随着科学技术的进步,电力电子技术器件在电力系统中的应用也一定会不断完善,不断探索出新的技术使用经验和设备器件支持,新的电力电子技术也一定会不断出现在我们面前。与此同时,电力电子技术在电力系统网络发展中的应用也越来向多元化、现代化、智能化和高标准化发展,可以想到,在未来的时间内,电力电子技术会以更加完善的形式应用在电力系统网络发展中。

参考文献

[1]张文亮,汤广福,查鲲鹏,贺之渊.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报,2010(04).

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作者简介:路红娟(1966—),女,江苏宜兴人,大学本科,高级工程师,无锡工艺职业技术学院电子信息系教师,研究方向:电力电子技术、电子测量及检测技术。

作者:路红娟

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