电力电子技术研究范文

导语：如何才能写好一篇电力电子技术研究，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：绿色化学；电力电子；化学工业

化学行业的发展对人类的生活，学习，工作乃至国家的发展来说，影响是非常大的。同时它也是把双刃剑，化学行业的发展是给人类的生活带来了极大便利与舒适空间，但是也给我们环境造成了巨大的破坏。通常在污染都很难被看见，只有当它破坏我们周围的环境，开始影响到了人类的生活时，我们才会发现，污染地问题原来如此严重。因此，为了避免产生污染，人类必须要懂得如何发展“绿色化学”，在保证污染问题的条件下发展国家经济。

1.绿色化学的基本概念

何为绿色化学，通常来讲主要是运用化学的技术、原理和方法消除对人体健康，食品安全与生态环境有毒有害的化学物质，所以，我们也可以叫它也可以叫做环境友好化学或洁净化学。事实上，绿色化学早已不是一门全新的科学绿色化学课，它不但有占有着举足轻重的社会、环境和经济效益，同时化学工业带来的负面作用可以在一定程度上减到最小，以此来显现对化学人的能动性。绿色化学结合了化学科学、技术与社会的用，三者之间存在着一定的相互联系与相互作用，它也是迄今为止化学科学的高度发展，以及社会对化学科学发展的重要产物，这对化学来说是一个新阶段。我们作为新世纪的主人，应该要有能力去发展全新的、对环境更和谐的化学工业，以防止化学污染环境;同时也要让年轻的一代了解什么是绿色化学，同时也要接受绿色化学，我们一起为绿色化学作出应有的贡献[1]。

2.将“绿色化学”的概念引入高中课程教学

我国的化学课程教育最早是从初三开始教学的，但是初三的化学教学相对来说比较简单，只是让初中学生对化学学科做一个基本的概念了解，当然，这也是为高中的化学教育进行铺垫。所以说高中的化学才是我国化学课程教育的开始，高中生在刚接触化学这门课程的时候，在这个时候引入“绿色化学”的概念很容易被高中生所汲取所吸收的，如果在课堂的教学过程中可以进行举一反三的说明，并且用以往化学物质带来的环境污染作为教材，是能高中学生更了解“绿色化学”的重要性。也会让高中生加深对“绿色化学”的概念更加明确、更加容易被接受，让高中学生在思考环境的问题的时候首先就能想到要保护环境的概念，只有这样才能将“绿色化学”的思想贯彻落实在高中生的脑海中。

3.绿色化学思想在高中教学过程中的案例分析

3.1酸雨对牧渔业产生的破坏

不管是怎样的课程教学，我们都应该贴近结合实际问题进行教育教学。特别是“化学”这门这种到处都是方式，符号的课程，假如不运用实际案例对其进行分析教学，高中学生对化学的了解基本就是抽象的，没有办法在生活中运用到在化学课堂上学习到化学的知识，因此，这样的教学就没有丝毫的意义了。所以为了能够让学生充分理解“绿色化学”的重要性，而且还能将知识运用到生活中去，在课堂上教师们应该多举例子，让学生充分了解到化学污染对环境、对生活的严重性[2]。比如我国近些年来频繁降落的酸雨问题，酸雨是如何产生的呢，就是由于化学工业的污染导致的。酸雨的产生对于我国的牧渔业来说是及其重大自然灾害，其带来较大的破坏不言而喻。酸雨不仅影响种子萌发、还会导致叶植物出现看得见得伤害、同时生物量减少、生长也会受到抑制，一般来说酸雨能够使叶绿素减少、胞膜透性增、光合作用下降，而且酸雨能够让叶绿素减少、叶植物的细胞膜透性增加、它的光合作用下降、而且落花落果的现象增加，从而最终导致农作物减产。而酸雨对渔业资源的破坏更为严重，由于在酸性水体中，鱼类的繁殖能力会逐渐衰退甚至说丧失,而酸雨酸化水体与金属离子浓度增加在酸性水中同样会导致鱼类的性腺发生变异，所以繁殖能力大大衰退,也是由于在酸性水中鱼类的性腺发生了变异,精卵的产生减少了，从而导致仔稚鱼大量死亡于对鱼卵孵化的重要破坏,直接影响了鱼类群体的数量。从鱼类死亡、繁殖能力衰退水产减少等问题也让高中生学生认识到化学污染带来的问题严重性。从而引导学生思考酸雨的分子结构于其形成的基本原因，通过相互探讨，共同思索，一起寻求一个完美的“绿色化学”的解决方法。

3.2在化学实验中存在的实际问题

在通常化学的教学过程中，高中生们经常有很多的化学实验要做，我们在实验过程中的一些东西常常会被高中生们所忽略，其实在实验的过程中，我们不经意间就已经制造了化学污染。打个比方，在制取乙烯的实验过程中会产生化学的副反应物SO2，强烈的气味会引发学生咳嗽等问题，进而直接影响了高中学生的身体健康[3]。

3.3应当选取无污染的实验材料

通常在刚了解化学这门课程时我们就应当做的一个实验“自燃”，这个实验其实也是具有污染性的，它实验材料是白磷和二硫化碳，两者都具有毒性，在燃烧时所产生的五氧化二磷也会直接对自然环境进行污染，而为了解决这个实验带来的污染问题，通常最为直接了当的办法就是更改实验的材料，比如说采用无毒的镁粉和石英粉末,可以先制取Mg2Si,然后将其投入水中,Mg2Si水解产生SiH4,与空气接触即可自燃，从而进行无毒的自然实验。

4.结束语

化学行业的发展对人类的生活，学习，工作乃至国家的发展来说，影响是非常大的,同时它也是把双刃剑。虽然它能给人来的生活带来许多便利的地方，但却也给也给人类的生活环境造成了非常严重的破坏，而为了减少化学对环境的污染，我们应当积极发展“绿色化学”教育，致力将“绿色化学”这一概念传达到每一代的高中学生思想中，以这样的方式让大家爱护环境。

作者:周文扬 单位:河南省开封高级中学

参考文献：

[1]谢秦欢.新能源在高中化学教学中的应用分析[J].中国校外教育,2014(2):232-232.

篇2

论文摘要:介绍了电力电子器件和变频技术的发展过程，以及变频技术在家用电器的应用，分析了变频技术的应用也带来了谐波、电磁干扰和电源系统功率因数下降等问题。提出了相关的谐波抑制方法及提高电源系统功率因数的措施。

引言

随着电力电子、计算机技术的迅速发展，交流调速取代直流调速已成为发展趋势。变频调速以其优异的调速和启、制动性能被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。变频技术是交流调速的核心技术，电力电子和计算机技术又是变频技术的核心，而电力电子器件是电力电子技术的基础。电力电子技术是近几年迅速发展的一种高新技术，广泛应用于机电一体化、电机传动、航空航天等领域，现已成为各国竞相发展的一种高新技术。专家预言，在21世纪高度发展的自动控制领域内，计算机技术与电力电子技术是两项最重要的技术。

一、电力电子器件的发展过程

上世纪50年代末晶闸管在美国问世，标志着电力电子技术就此诞生。第一代电力电子器件主要是可控硅整流器(SCR)，我国70年代将其列为节能技术在全国推广。然而，SCR毕竟是一种只能控制其导通而不能控制关断的半控型开关器件，在交流传动和变频电源的应用中受到限制。70年代以后陆续发明的功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率MOS场效应管(Power MOSFET)、绝缘栅晶体管(IGBT)、静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)等，它们的共同特点是既控制其导通，又能控制其关断，是全控型开关器件，由于不需要换流电路，故体积、重量较之SCR有大幅度下降。当前，IGBT以其优异的特性已成为主流器件，容量大的GTO也有一定地位[1][2][3]。

许多国家都在努力开发大容量器件，国外已生产6000V的IGBT。IEGT(injection enhanced gate thyristor)是一种将IGBT和GTO的优点结合起来的新型器件，已有1000A/4500V的样品问世。IGCT(integrated gate eommutated thyristor)在GTO基础上采用缓冲层和透明发射极，它开通时相当于晶闸管，关断时相当于晶体管，从而有效地协调了通态电压和阻断电压的矛盾，工作频率可达几千赫兹[2][3]。瑞士ABB公司已经推出的IGCT可达4500一 6000V，3000一 3500A。MCT因进展不大而引退而IGCT的发展使其在电力电子器件的新格局中占有重要的地位。与发达国家相比，我国在器件制造方面比在应用方面有更大的差距。高功率沟栅结构IGBT模块、IEGT、MOS门控晶闸管、高压砷化稼高频整流二极管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在国外有了最新发展。可以相信，采用GaAs、SiC等新型半导体材料制成功率器件，实现人们对“理想器件”的追求，将是21世纪电力电子器件发展的主要趋势。

高可靠性的电力电子积木(PEBB)和集成电力电子模块(IPEM)是近期美国电力电子技术发展新热点。GTO和IGCT，IGCT和高压IGBT等电力电子新器件之间的激烈竞争，必将为21世纪世界电力电子新技术和变频技术的发展带来更多的机遇和挑战。

二、变频技术的发展过程

变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。电力电子器件的更新促使电力变换

技术的不断发展。起初，变频技术只局限于变频不能变压。20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，如:调制波纵向分割法、同相位载波PWM技术、移相载波PWM技术、载波调制波同时移相PWM技术等。

VVVF变频器的控制相对简单，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较小，受定子电阻压降的影响比较显著，故造成输出最大转矩减小。

矢量控制变频调速的做法是:将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic通过三相——二相变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Iml、Itl，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。

直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流回路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交—交变频应运而生。

三、变频技术与家用电器

20世纪70年代，家用电器开始逐步变频化，出现了电磁烹任器、变频照明器具、变频空调、变频微波炉、变频电冰箱、IH(感应加热)饭堡、变频洗衣机等[4]。

20世纪末期期，家用电器则依托变频技术，主要瞄准高功能和省电。

首先是电冰箱，由于它处于全天工作，采用变频制冷后，压缩机始终处在低速运行状态，可以彻底消除因压缩机起动引的噪声，节能效果更加明显。其次，空调器使用变频后，扩大了压缩机的工作范围，不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制，达到降低电力消耗，消除由于温度变动而引起的不适感。近年来，新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化，而且利用高速运行能实现快速冷冻。

在洗衣机方面，过去使用变频实现可变速控制，提高洗净性能，新流行的洗衣机除了节能和静音化外，还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容;电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热，没有燃气和电加热的炽热部分，因此不但安全，还大幅度提高加热效率，其工作频率高于听觉之上，从而消除了饭锅振动引起的噪声。

转贴于

四、电力电子装置带来的危害及对策

电力电子装置中的相控整流和不可控二极管整流使输入电流波形发生严重畸变，不但大大降低了系统的功率因数，还引起了严重的谐波污染。

另外，硬件电路中电压和电流的急剧变化，使得电力电子器件承受很大的电应力，并给周围的电气设备及电波造成严重的电磁干扰(EM1)，而且情况日趋严重。许多国家都已制定了限制谐波的国家标准，国际电气电子工程师协会(IEEE)、国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。我国政府也制定了限制谐波的有关规定[5]。

（一）谐波与电磁干扰的对策

1、谐波抑制

为了抑制电力电子装置产生的谐波，一种方法是进行谐波补偿，即设置谐波补偿装置，使输入电流成为正弦波[3]。

传统的谐波补偿装置是采用IC调谐滤波器，它既可补偿谐波，又可补偿无功功率。其缺点是，补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易和系统发生并联谐振，导致谐波放大，使LC滤波器过载甚至烧毁。此外，它只能补偿固定频率的谐波，效果也不够理想。

电力电子器件普及应用之后，运用有源电力滤波器进行谐波补偿成为重要方向。其原理是，从补偿对象中检测出谐波电流，然后产生一个与该谐波电流大小相等极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响。

大容量变流器减少谐波的主要方法是采用多重化技术:将多个方波叠加以消除次数较低的谐波，从而得到接近正弦的阶梯波。重数越多，波形越接近正弦，但电路结构越复杂。小容量变流器为了实现低谐波和高功率因数，一般采用二极管整流加PWM斩波，常称之为功率因数校正(PEC)。典型的电路有升压型、降压型、升降压型等。

2、电磁干扰抑制

解决EMI的措施是克服开关器件导通和关断时出现过大的电流上升率di/dt和电压上升率du/dt，目前比较引入注目的是零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)电路。方法是:

(1)开关器件上串联电感，这样可抑制开关器件导通时的di/dt，使器件上不存在电压、电流重叠区，减少了正关损耗;

(2)开关器件上并联电容，当器件关断后抑制du/dt上升，器件上不存在电压、电流重叠区，减少了开关损耗;

(3)器件上反并联二极管，在二极管导通期间，开关器件呈零电压、零电流状态，此时驱动器件导通或关断能实现ZVS、ZCS动作。

目前较常用的软件开关技术有部分谐振PWM和无损耗缓冲电路。

（二）功率因数补偿

早期的方法是采用同步调相机，它是专门用来产生无功功率的同步电机，利用过励磁和欠励磁分别发出不同大小的容性或感性无功功率。然而，由于它是旋转电机，噪声和损耗都较大，运行维护也复杂，响应速度慢。因此，在很多情况下已无法适应快速无功功率补偿的要求。

另一种方法是采用饱和电抗器的静止无功补偿装置。它具有静止型和响应速度快的优点，但由于其铁心需磁化到饱和状态，损耗和噪声都很大，而且存在非线性电路的一些特殊问题，又不能分相调节以补偿负载的不平衡，所以未能占据静止无功补偿装置的主流。

随着电力电子技术的不断发展，使用SCR、GTO和IGBT等的静止无功补偿装置得到了长足发展，其中以静止无功发生器最为优越。它具有调节速度快、运行范围宽的优点，而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后，可大大减少补偿电流中谐波含量。更重要的是，静止无功发生器使用的抗器和电容元件小，大大缩小装置的体积和成本。静止无功发生器代表着动态无功补偿装置的发展方向。

五、结束语

我们相信，电力电子技术将成为21世纪重要的支柱技术之一，变频技术在电力电子技术领域中占有重要的地位，近年来在中压变频调速和电力牵引领域中的发展引人注目。随着全球经济一体化及我国加人世界贸易组织，我国电力电子技术及变频技术产业将出现前所未有的发展机遇。

参考文献:

[1] 周明宝.电力电子技术[M].北京:机制工业出版社，1985.

[2]陈坚.电力电子学－电力电子变换和控制技术.北京：高等教育出版社，2002.

[3]王兆安 黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社，2003.

篇3

关键词：电力电子设备；电路故障；智能诊断；研究

中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 02-0000-01

随着我国电子产业的发展，电力电子系统集成技术已经越来越广泛的被人们所应用。然而，随着电力电子技术的发展越来越先进，其设备本身的复杂性也越来越高，使得对电力电子设备电路故障的诊断与修护、替换等工作也越发困难。定期对电力电子设备的电路进行诊断与维护，对减少电力电子设备的故障发生频率、降低企业对电力电子设备的维护成本方面都是较为有利的。本文在对电力电子设备电路故障诊断的现状与存在问题进行具体的了解与分析的基础上，将对电力电子电路设备的智能诊断技术进行进一步研究。

一、电力电子设备中电路的主要故障模式

电力电子设备的电路故障主要分为结构性故障与参数性故障两种。电力电子电路的结构性故障主要指电路中的电容、电阻、电感与各种开关等电路器件的短路与开路，由于功率器件的损坏而导致电力电子设备的主电路的结构发生改变是这一故障最为主要的表现形式。而电力电子电路的参数性故障主要是指电阻、电感、电容等器件参数由于发生了偏移或者开关的性能较为劣化，而导致了电力电子设备的电路装置特性与它的正常特性产生了严重的偏离[1]。

对于电力电子设备的电器原件来说，主要分为两种故障模式，即硬故障和软故障。电器元件的硬故障主要是指电器元件发生了开路或短路的现象，而电器元件的软故障则主要是指电器元件虽没有发生开路，但是电器元件的大小却与它的正常范围，由此导致了电路的特性也发生偏离。

作为能够影响整个电力电子系统性能的电容器，是造成电路发生故障的最主要因素。开路、短路、硬故障偏小、软故障偏大这四种情况是致使电容器发生故障的主要模式。其中开路故障主要发生在陶瓷或者铝制电容中，短路故障主要发生在钽电容中。

开关器件作为电力电子设备中变化器的基本单元和关键部件，具有较强的可靠性，它主要有开路和短路两种故障模式。

二、电力电子电路故障诊断的难点

由于电力电子产业发展较快，电力电子设备的内部构造越来越复杂，这造成了对电力电子设备的电路故障难以进行诊断的现状。再加上对电路的在线诊断本身就具有较高的要求，而且测试激励不好选用，使得对电力电子电路故障的诊断难上加难。

首先，电力电子设备的电路存在着非线性故障诊断问题。由于电力电子设备的非线性电路较强，所以很难对其建立起精确的数学模型。其次，常用的电力电子电路测试节点只负责输出负载电压，而仅靠设备的输出电压难以对电路故障做出具体的诊断或是根本不能诊断。而如果增加电力电子电路的测试节点又会提高电路的复杂性，并对负载输出的电压产生交叉影响，进一步加大了故障诊断的难度[2]。第三，由于电力电子电路的故障诊断信息只在故障发生后与停电前的几十毫秒内存在，因此对其需要进行在线诊断与动态监听。而要完成电路的在线诊断就需要在原有的设备基础上再增加新的部件，而这往往会导致企业成本的大幅上升。

由于这些难点的存在，使得电子电力电路设备的诊断变得十分困难而复杂。

三、智能技术在电力电子电路故障诊断中的应用

从世界上第一支晶闸管出现开始，电力电子技术已经走过了将近五十年的发展历程。由于现在的电力电子电路故障诊断技术中存在着许多亟待解决的难题，为电力电子产业的进一步发展带来了十分不利的影响。而将人工智能技术引入到对电力电子电路故障诊断中来已经成为了必然的发展趋势。

（一）智能神经网络在电力电子电路故障诊断中的应用。由于神经网络拥有非线性、并行性、容错性和良好的泛化能力的特点，因此它在故障诊断的许多领域中都得到了广泛的应用。并且由于神经网络能够对新出现的故障模式进行学习、记忆与储存，还可以有效的在未来的运行中对发生过的故障模式进行识别，因此对电力电子电路故障诊断中的符号推理与知识获取方面的困难具有较好的克服能力[3]。对于在电力电子电路故障诊断中经常出现的容差问题，智能神经网络也能够相应的做出很好的解决，这使得原始的电力电子电路故障诊断水平上升了一个很大的台阶，对推动电力电子产业的发展起到了巨大的推动作用。

（二）聚类神经网络在电力电子电路故障诊断中的应用。当电力电子电路的故障模式相对建立的网络较多、训练较为频繁时，原有的电力电子电路的故障诊断模式需要每一次诊断都要输入全部的小网络，致使诊断时间过于漫长，并且这种故障模式的网络收敛性与泛化能力也相对较差，因此大大降低了电力电子电路故障诊断的精确度[4]。

四、结束语

电力电子电路的故障诊断理论发展了近五十年，但是在如今的电路故障诊断领域还是存在着对强非线性电路与容差电路故障诊断的很多问题。而人工智能神经网络对电力电子电路故障诊断具有非线性并行性与容差性的特点，因此能够很好的解决原本的电力电子电路故障诊断中存在的问题。这对进一步推动电力电子产业的发展具有重大的意义。

参考文献：

[1]钱照明，张军明.我国电力电子与电力传动面临的挑战与机遇[J].电工技术学报，2013（08）：101-122.

[2]张志学，马皓.电力电子电路拓扑向量的寻求[J].中国电机工程学报，2006（20）：157-163.

[3]吴为麟，朱宁.典型 Buck 变换器故障预测的算法复杂性分析[J].电路与系统学报，2012（04）：176-179.

篇4

一、电力电子技术应用

用电领域中的电力电子技术，电动机的优化运行。全世界的用电量中约有60％左右是通过电动机来消耗的。高能量密度的电源应用，电化学电源广泛应用在作为国民经济的铜、铝、锌、镍等有色金属以及氯碱等电解产业中；体积小、重量轻、效率高的各种开关电源应用也是十分广泛；信息领域中的电力电子技术，电力电子技术为信息技术提供先进的电源和运动控制系统，日益成为信息产品中不可缺少的一部分；发电领域中的电力电子技术，发电机的直流励磁。常规发电机中励磁的建立已经由传统的直流磁励机转变为由中频交流励磁机加电力电子整流的方法，并已取得良好的经济效益，可靠性较高。水轮发电机的变频励磁。发电频率取决于发电机的转速，采用了电力电子技术后，将水轮发电机直流励磁转变为低频交流变频励磁。当水流量减少时，提高励磁频率，可以把发电频率补偿到额定，延长水轮发电机的发电周期，解决了水力发电中发电机工作时间受季节性水流量影响而导致的频率无法调节、浪费较多水能的问题；环保型能源发电，利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等新能源发电，是解决一次能源危机（煤、石油、天然气等石化类能源日趋匮乏）的重要途径，它们是可再生的绿色能源。

二、电力电子器件发展趋势

纵观几十年的发展历史，半导体器件起到了推动电子技术发展的作用，晶闸管等电力半导体器件扮演了电力电子发展中的主要角色。电力电子技术的创新与电力电子器件制造工艺，己成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地，各发达国家均在这一领域注入极大的人力，物力和财力，使之进入高科技行业，就电力电子技术的理论研究言，目前日本、美国及法国、荷兰、丹麦等西欧国家可以说是齐头并进，在这些国家各种先进的电力电子功率量不断开发完善，促进电力电子技术向着高频化迈进，实现用电设备的高效节能，为真正实现工控设备的小型化，轻量化，智能化奠定了重要的技术基础，也为21世纪电力电子技术的不断拓展创新描绘了广阔的前景。

1.全球范围内石油储量、煤储量逐渐在减少，生态平衡也严重受到破坏，环境污染越来越严重,现在世界各国普遍关注新能源的应用..新能源发电中的电力电子技术应用特点如下：一次能源供给随机性大，风能、太阳能都随天气情况而有很大变化;并网发电要求高，电网侧要求输入电能波动小，电能质量高等。

2.电力牵引（electrictraction）是利用电能为动力的一种轨道运输牵引动力形式。电力机车或动车的牵引电动机将电能转换为机械能，驱动铁路列车、电动车组和城市轨道交通电动车辆组运行。因此，在以后的发展中，要不断应用先进的技术来扼杀电力牵引的缺点，达到尽量完美。

篇5

[关键词]电力电气；自动化元件技术；应用

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0329-01

引言

电力电气设备的有效组合是提高电力系统自身运行效率以及技术人员工作效率的有效手段，对电力系统高效工作效率的发挥有着重要的现实意义。一旦电力电气设备陷入运行风险中，就会严重影响到电力系统的运行以及电力行业的发展，因此，在电力系统的建设和发展中有必要广泛运用自动化元件技术，以此满足电力电气系统对智能化、自动化发展的实际需求，实现电力电气系统的有效运行。

一、电力电气设备的非自动化运行风险

在电力电气系统的运行中，有时候势必需要相应的工作人员对设备进行操作和调控，在此过程中电力系统的稳定运行并不能得到完全的保证，稳定运行并不能得到完全的保证，因为有可能出现触电事故，而对于工作人员的手动操作，其运行的安全系数也比较低。而且电力设备在进行电能的传递和转换过程中可能因为线路故障而让设备失去控制，进而对电力电气系统造成一定损失，也有可能损坏设备，危害到工作人员的生命安全。这些问题的解决都需要通过自动化元件技术的应用加以解决，进而保证电力系统的运行稳定安全。

二、研究电力电气自动化元件技术的现实意义

随着我国国力的不断强盛，以及社会经济的快速发展，推进了人们生活水平的逐渐上升，同时经济的繁荣有效也使得我国工业得到了快速的发展，在社会主义市场经济环境下，不断完善和发展了竞争机制，施工企业想要在市场激烈的竞争中得到发展空间，就需要使自身工作效益加以不断提高，这也使得电力电气自动化元件技术的应用成为电力企业发展的必然条件。而另一方面，电力系统中的相关操作和调控等具备一定的技术性和危险性，为了确保工作人员的人生安全以及生产效率的提升，势必要保证电力电气设备的质量以及生产高效性，进而才能进一步的保证电力系统的稳定、安全运行，从而让电器企业获得良好的经济效益。除此之外，相关节能技术在自动化元件技术中加以应用，使得电力资源的生产中对周围环境的污染得到有效的减少，同时也降低了电力系统的能耗，促进了电力企业社会效应的提高，进而使其在当前的社会主义市场经济体制中得到可持续的发展。

三、当前电力电气自动化元件技术的实际运用

对于当前的电力企业来说，自动化元件技术的应用使其实现了电力电气的自动化，提高了电力企业的市场竞争力，促进科学管理水平的提高，也满足了生产需要，同时也让产品质量和劳动生产效率得到有效的提高。

（1）全控型电力电子开关

晶闸管的出现代表着我国电力系统电气设备进入了运行控制的时代。当前，我国电力行业虽然广泛使用直流与交流的传动控制系统，但是随着交流变频技术的出现和兴起，使得电力系统中涌现了一批全控型自动化元件，例如GTO、GTP等电子电力开关，不过由于各个厂家生产的电流和电压额定与开关时间有所不同，因此不同的电力电子开关也应用在不同的领域范围。其中GTO是一种用门即可关断的高压器件，其具有较低的关断增益，基本为4.5，不过它需要在一个较大的关断驱动电路中才能有效的实现，并且其通态压降要高于普通晶闸管很多，同时该器件开通的di/dt以及关断dv/dt都限制了GTO的推广和运行工作。而GTP，其各项器件参数都会极大影响到GTP本身的二次击穿现象以及其安全工作区域。而且其电路具有较大的复杂程度，在日常使用中想要很好的掌握是较为困难的，这主要是因为它的热容量较小，不具备较高的过流能力，因此在设计和使用过程中需要注重对电路的驱动电路的保护，所以不断扩大了对电路的压力。

（2）变换器电路向高频方向发展

随着科技的不断进步，电力电子器件的更新换代的速度也逐渐加快，这也让变换器得到相应的更新，当在进行普通晶闸管的应用时，直流传动的变换器主要负责相控整流，在更新换代中，其功率因数得到了提高，高次谐波的电网产生的影响也到有效减少，同时发挥其一定的积极作用，实现了在低频区电动机的转矩脉动问题的解决。就PWM逆变器来说，它其中的电流电压谐波分量所产生的转矩脉动会在定转子上产生作用，这样就导致电机绕组产生振动，进而产生大量的噪音。而且在高压大电流的基本情况下，电力电子器件会有导通或者关闭的状态出现，因此极大的损害了开关。也就是说开关的存在，很大的限制了逆变器工作频率。

（3）逐渐完善了交流调控理论

就电力矢量控制来说，其理论基础在于模拟直流电动机的控制方式，但是在实际中，这种解耦方式是将异步电动机模型向直流电动机运行模式进行等效转换，这也使得其实际的控制效果并不能与数据的分析结果保持一致性。而直接转矩控制是通过对空间矢量分析模式的利用，来直接转矩控制电流电动机。这是对定子磁场定向的利用，并对离散的两点式调节的借助，进而产生的PWM信号，从而最有效的直接控制逆变器的开关，进一步对转矩的高动态性能进行获取。在理论上，这种方式更具新颖性，同时还具有简单的控制结构和直接的手段，是一种新型的高静动态性能的交流调速方式。

结束语

总而言之，为了顺应时代与科技的发展和进步，电力电气自动化元件技术的应用是电力行业发展的必然趋势，同时也是为了使电力系统的工作效率和性能得到有效提高，提高电力电气系统的管理水平，降低工作人员的工作量，实现环保节能，减少电力电气系统的运行成本，促进电力企业良好经济效益的获取。

参考文献

[1] 孟建伟.电力电气自动化元件技术的运用[J].科技创业家，2013，21：32.

[2] 张.试析电力电气自动化元件技术的运用[J].科技视界，2013，35：85.

[3] ，钟家林.浅析电力电气自动化元件技术的运用[J].中国新技术新产品，2012，17：125.

篇6

【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】

篇7

关键词：机电暂态仿真 实时性 物理装置 电力系统 计算流程

0 引言

电力系统仿真是系统仿真的一个分支，即根据原始电力系统建立相应模型，并进行计算和实验，研究电力系统在特定时间内的动态行为和运行特性f21。电力系统的科学研究和试验从来都离不开系统仿真技术。某种意义上，电力系统仿真的技术水平代表了电力系统科学的研究水平。电力系统仿真是现代电力科学与电力工程领域研究的必要手段和重要分支。根据数字仿真模型物理量变化时间与实际系统物理量变化时间之间的比例关系分为实时仿真与非实时仿真两大类。电力系统实时仿真还需具备如下特性，即能实时模拟电力系统各类过程，并能接入实际物理基金项目：“十一五”国家科技支撑计划重大项目(2006BAA02A17)。

1 机电暂态仿真软件

按照仿真工具和发展阶段的不同，电力系统实时仿真一般分为物理仿真、数字仿真和数字物理混合仿真。非实时仿真和实时仿真互为补充，结合运用可以比较全面和经济地实施电力工程项目的设计和测试等工作，本文将研究实时机电暂态计算程序在PC机上实现大规模交直流输电系统的超实时计算，这将使利用PC机进行大电力系统实时仿真具备了可能。[1]本文还将研制基于机电暂态仿真的实时仿真系统，并对其正确性与实时性进行仿真验证。对该仿真系统在实现过程中涉及的接口问题还将进行探讨，并采用电力系统励磁和继电保护的模拟装置对仿真系统的功能进行测试[2]。

2 机电暂态仿真计算

机电暂态仿真计算量大且要求实时，这对于计算机和软件性能的要求是很高的。机电暂态仿真软

件有两个子部分：客户端和服务器端。客户端提供人机交互界面，使用者可以进行仿真系统的参数设

置、故障设置以及仿真结果的图形显示。另外电力系统的潮流计算也在该部分完成，潮流计算的结果

将发送到服务器端。服务器端负责机电暂态计算和与物理装置的通信工作[1] [3]。

3 机电一体化技术的发展趋势

（1）智能化。智能化即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I／O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。

（2）数字化。微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。

（3）模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突，并能使之标准化、系列化。

4 机电暂态仿真模拟数据分析

在机电暂态仿真程序中，除了计算机电暂态的功能外，还要有与模拟装置进行数据交互的接口通信程序，该程序在服务器端。其功能是实现接口的操作，使计算程序与外面的物理装置通过串口的读写进行数据交互，保证系统的实时性。

随着电子技术，特别微电子技术以及超大规模集成电路的发展，机械产品已进入以机电一体化为中心的新阶段，由于多数还有传动系统，因此，对于机械来说，采用的则是机与电子器件一体化技术的产物，即机电一体化系统。一般由机械部分、驱动部分、控制及信号处理几个部分组成，其最本质的特征是一种机械，是在机构的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术，并与软件有机结合而成的一矛惜殊的机械系统[4]。

5 电力系统数字仿真

在电力系统数字仿真中，仿真步长^非常重要，在实时仿真中应当远小于采样周期。同时，还要保证实际设备仿真一个步长的时间小于或等于10ms。对该系统来说，所接物理装置是发电机励磁控制器和继电保护器，所以电力系统机电仿真用典型步长10 ms就可以满足要求，那么只要保证实际设备仿真一个步长所需时间小于或等于10ms就可以达到实时的要求。一般的电力系统在微机上进行机电暂态计算就可以满足实时性要求[3] [5]。在实时仿真中，数字计算程序除了要完成暂态计算任务以外，还要负责与接口电路的通信工作，因此能否在10 ms以内完成一个步长的任务就成为一个关注的焦点。实际系统完成一个步长的总时间应该是计算时间与通信时间的总和，允许计算能够占用的最大时间是多少，取决于通信的时间[6]。

6 结论

本文对当前对电力系统的建模研究，主要集中在发电机、负荷等连续动态元件，但对二次设备的建模研究没有给予足够的重视。电力系统是一个典型的具有连续动态特性和离散事件特性且二者相互作用的混杂系统，其中发电机及其控制装置的行为状态呈现连续动态，而二次设备、FACTS器件等的动作行为则表现为事件驱动的离散行为，因此能否将电力系统的离散特性与连续动态特性有机地融合是非常关键的。

并且本文研究的电力系统机电暂态实时仿真系统，实现了模拟发电机励磁调节器和模拟继电保护装置接入仿真系统的闭环实时仿真。系统实时仿真结果与数字仿真结果一致，证明了该系统工作的正确性和实时性。

参考文献：

[1]郑三立，黄梅，胡明亮，等．基于微机数字仿真的实时闭环测试系统[J].华北电力技术，2004，6(6)：2l一24．

[2]岳程燕，田芳，周孝信，等．电力系统电磁暂态一机电暂态混合仿真接口原理[J].电网技术，2006，30(1)．

[3]文艺，陈众，马士英，等．500kV输电系统的物理仿真与数字仿真．电力自动化设备，2004，24(11)：22．25.

[4]李光琦．电力系统暂态分桥．北京：水利电力出版社，1995，55～60. 勇军，梁旭，闵勇，等．电力系统机电暂态和电磁暂态混合仿

篇8

关键词：电力电子：技术：智能电网：应用：研究：

中图分类号： F407 文献标识码： A

引言：在我国现代化发展的进程中，社会经济发展对用电的需求越来越大，电力系统的稳定输送电能是保障我国经济发展的重要条件，这对我国电力企业的发展提出了很高的要求。因此，电力企业要逐渐采用先进的电力电子技术，实现电网的智能化，保障我国电力事业的稳定发展。

一、 我国智能电网的发展状况分析

智能电网研究概念各国的研究不一样，没有统一的概念，简而言之，智能电网就是电网的智能化，即信息技术、通讯技术、计算机技术和原有的输、配电基础设施高度集成而形成的新型电网，具有提高能源效率、减少对环境影响、提高供电安全和可靠性、减少输电网电能损耗等特点。在新世纪，随着经济与科技的发展，美国电网是世界最为成熟的体系，但也不能满足本国生产与使用。日本和欧洲联盟也在将光纤技术和可再生能源运用到智能电网中。相较于国外智能电网的研究，我国的智能电网体系研究稍晚，但是在智能电网相关技术领域开展了大量的研究和实践。国家电网在数字化变电站、大电网运行控制、电网环保与节能等方面的研究，培育出了一批具有国际先进水平、引领电网发展的科技成果。例如灵活交流输电技术、高压直流输电技术、定制电力技术和能量转换技术等先进的电力电子技术广泛应用于我国的智能电网中。这些先进的电力电子技术组成建设统一智能化电网的重要基础和手段。

二、我国智能电网的特点和技术要求

根据经济和社会在未来对电网需求的发展，我们国家的智能电网应该具备以下基本特点： 第一，低污染性，大规模的可再生资源可被用于电网中，以减少对环境的潜在影响； 坚固性，可以经受各种气候情况和电网中的干扰。第二，自愈性，能自动诊断，自动调节的，自动故障隔离，自动恢复。第三，优化性，优化资源，提高

资源利用率和电网的运营效率。第四，交互性，对能源市场和用户

实现相互交流和实时响应，通过这些提高服务水平。第五，经济性，在最佳的成本前提下，为社会提供最高质量的能源。为了获得跨区域的电讯，优化资源配置，有强大的反干扰能力和快速的自愈能力，保证多变的供给和有不同特点的电力用户之间的交流的可靠性，满足发电用户和电力用户持续增长的多样化的服务要求，智能网的核心技术。与其对应设备需要进一步的探索与发展。各项技术，例

如，网络和网络单元之间的双面交互式自动控制技术，可再生资源

的网络连接运营技术，能源供给通路和能源储备设备技术，和充电

站技术将成为对智能电网而言很重要的工程项目。

三、电力电子技术在智能电网中的应用研究

（一）、 电力电子技术主要研究的内容

先进电力电子技术主要是分为电力器件装备的制造技术和电力电子电路的变流技术。研发的电力电子器件主要是用在变换电能和控制电路，一般分为不可控制性、半控制性和全控制性三种类型。半控制性器件优势在于承受电压和电流容量最高，全控型器件在可靠性比较高；电力电子电路的控制用电力电子器件来变换和控制，利用信号发送来调节，运用在工业电能，能够最大限度的提高能源的使用率。变换器主电路对不同电路拓扑结构采用不同控制方式运用的是电力电子变换器技术，实现对电能的变换和控制，提高了整个电网频率、功率，降低变换过程中的损耗。

（二）、 电力电子技术在智能电网发电环节中的应用

随着经济发展、社会进步、科技信息化水平提高，全球日益突出的问题之一就是能源和资源可持续利用，也带了我国电网发展中需要解决的新问题和新挑战。智能电网的发电环节就要利用像是风能、水能、太阳能等清洁能源发电。为使提高能源的利用率就要不断地改进发电技术，比如可再生能源能量转换设备，安全、可靠

并网接入设备以及储能设备。例如，在风力发电中，为使风电机组变速运行，要将双馈风电机组的定子直接并入电网，控制

蓄电池组双向充放电，使系统平稳供电。

（三）风能、光电能、存储混合的应用。

根据智能电网在我国的发展新蓝图，风能和光电能一代的系统应该满足大型的存取在自适应的需求。由于风能和电能的不稳定性，所以生产电力与电力负载之间的协调是很重要的。可再生资源一代的系统是（ 那些由风能和太阳能再生产的能量） 连接电力系统的大功率变换器。虽然，变换器可以实现能量的转化，能源质量改进，无功功率解耦控制，并且可以与电网完美连接，但是，它们不能保持断断续续的电力波动平稳或者提高系统的稳定性。能量的存储可以扮演减少峰值功率和补偿谷值功率的角色，如此增长对风能和光电能的利用。在高功率电压源和大容量存储设备建立连接，不仅使断断续续的电力保持平稳，而且满足能量存储的要求。同时提高系统稳定性和加强电力资源的质量，而且实现了可再生资源与电力系统的灵活连接。

（三）、 电力电子技术在智能电网输电环节中的应用

输电环节主要是有高压直流输电、柔性直流输电和柔流输电。直流输电的输电量大、稳性高，使得在智能电网中广泛应用，目前的柔流输电是现代电力电子技术与电力系统结合的产物，能够灵活的适时控制电力系统的主要参数。将电子技术、电力技术、控制技术、通讯技术融合在一起，在高压输变电的过程中，大量的清洁能源应用在电力系统中，完成对能源的隔离等过程，电力技术

和控制技术结合在一起调控智能电网，增强电网的稳定性，输电中降低电力损耗，提升输送电力能力。

（四）、电力电子技术在智能电网变电环节中的应用

随着传统变电站的到数字变电站的发展，实现信息互用、建立大的交流信息平台是未来变电站要实现的，逐渐实现智能电网的诸多强大功能，智能化变电站在数字变电站基础上发展而来，不仅仅是简单数字采集和展示，更具有一定智能意义的分析功能。用微处理器和光电技术设计一次设备被检信号回路和操控驱动，变电

站二次回路中可编程序代替传统继电器及其逻辑回路，光电数字和光纤代替传统的强电模拟信号和控制电缆。标准化、模块化的微处理机设计制造二次设备，高速网络通信连接不同设备，使二次设备中常规的功能装置具有逻辑功能模块。

（五）、电力电子技术在智能电网用电环节中的应用

实现用户互动是在用电部分环节重要的目标并促进电力市场的完全竞争。供电方和用户方各自获取所需信息，这部分主要用到的智能电力设备包括：智能表计、高度自动化、即插即用式智能电力设备、智能保护装置、测量监视设备、储能电池、家庭自动化设备、海量数据处理设备和可视化设备等。首先是智能表计，其次是数据量测设备，再者是通讯设备，各类通讯设备更广范围的实现数据在发电、输电、配电和用户之间的高速传递。

（六）、电力电子技术在智能电网配电环节中的应用

智能电网中，提出了“用户电力技术”的概念，是以用户对电力可靠性和电能质量要求为依据，将大功率电力电子技术和配电自动化技术综合起来，为用户提供其特定要求的电力供应技术，解决即时发生的需要马上解决的重要问题。智能配电网要依赖于先进的传感测量技术对数据的采集，通过通讯网络将数据融合传输，实

现对配电的监视和协调控制，目前光纤传感测量技术是我国配电网的传感测量运用较多的技术，预计智能电网未来的构建也将在此基础上进行延伸。提高电能质量是配电过程中重要的目标，一般是有有源电力滤波器、动力电压调节器、配电网静止同步补偿器等，建立电能质量评估方法和等级划分体系，保障用户用电质量。

结语

在我国现代化发展的进程中，社会经济发展对用电的需求越来越大，电力系统的稳定输送电能是保障我国经济发展的重要条件，这对我国电力企业的发展提出了很高的要求。因此，电力企业要逐渐采用先进的电力电子技术，实现电网的智能化，保障我国电力事业的稳定发展。

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

[2]周海波. 电力电子技术在智能电网中的应用研究[J]. 电子制作，2014，16

篇9

[关键词]应用探讨 资产管理 输变电

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0049-01

全寿命周期管理是当前我国电力企业针对输变电资产管理工作的主要管理方式。全寿命周期管理主要指的是对特定资产的运维检修、采购建设以及规划设计等几个阶段进行专门的管理。其根本目的在于对处于寿命周期内的资产项目进行最佳的排列与组合，以期现实最大的经济效益。

一、电力企业输变电资产管理工作的主要内容

随着我国电力企业的不断发展，电力企业内部普遍设有负责输变电资产管理的职能部门，部门人才的组织结构相对比较合理，每一位管理人员都有着十分明确的分工与责任，电网设备的采集数据与计算数据已经实现全面分享。在物资管理部门方面，该部门对电网设备以及线路进行统一的出入库管理，同时也负责采购工作，对电网设备的库存占有率和物资采购时间进行分析统计与分析。在项目建设部门方面，该部门主要负责设备安装、投资控制以及项目建设等方面的工作，对电力企业所投入运行的各种设备进行现场记录。在基建财务部门方面，该部门主要管理竣工决算等方面的问题，处理各项服务合同并对所购入的物资进行跟踪管理。

输变电资产全寿命周期管理从业务流程方面来看主要包含4个阶段，在对业务流程进行设计时，设计人员要确保各业务流程具有清晰、明确的总体流转关系，无重复并且尽量做到完整。然而，当前我国部分电力企业在全寿命周期资产管理方面仍存在着口径不一致以及管理对象不一致等方面的问题，在业务流程的设计方面存在业务断点，使企业资产在退出环节出现资源浪费现象。另外，电力企业自身没有做好输变电资产的规划与设计工作，资产退役信息没有得到充分的利用。这就电力企业内部的管理部门根据日常工作经验对输变电资产的维护与检修工作进行规范化管理，提高输变电资产的使用效率。

二、电网企业资产全寿命周期协同管理模式

（一）资产管理目标

对输变电资产进行管理，其根本目的是提高交通、降低成本并且延长资产寿命周期，在完成局部任务的基础上，更要对整体目标进行统筹与兼顾。

（二）资产管理理论

从全寿命周期的基本理论出发，管理人员需要对全寿命周期管理的有关理论进行深入的研究与分析，树立协同管理和目标信念两方面的意识。

（三）资产管理流程

从资产管理的根本目的出发，结合流程优化以及自动化控制等方面的技术，通过对输变电资产进行全面的计划，对传统的管理方式进行改良与创新。

（四）标准管理

输变电资产在全寿命资产管理的各个阶段，不同阶段的管理工作既要保证有广泛的适用性也要确保具有充分的针对性，最大程度上使各个资产交通得到发挥。以整体管理框架的运行标准为最高标准，对管理工作进行规划，根据业务流程实现标准化管理，管理工作的标准化主要体现在映射规则、编码体系以及分解结构等方面。

（五）协同管理

协同管理是输变电资产管理的核心思想，协同管理的特点主要体现在目标集成管理、全过程管理以及组织协同管理等三个方面。

组织协同指的是将对管理工作中涉及到的有关管理人员根据特定的人员安排结构进行组织与管理，对管理工作中的中期采购与前期规划等方面工作进行加强。采用动态管理以及统筹规划的方式提高管理工作的有效性。

全过程管理主要指的是利用协同管理的有关理论对业务流程进行约束与规范，综合运用各种手段对现有业务进行深层次的完善与优化。协同管理要求管理人员从全局出发对电力企业的经营流程进行审视，提高电力企业运行的效率与质量并实现对成本的控制。

集成管理指的是对关联性较强的各项业务进行排列与组合，形成信息创造与价值创造的动态过程。比较对输变电资产管理工作中的信息管理、价值管理以及实物管理有机结合起来，在提高管理效率的同时也能够提高电力企业的经济效率。

三、当前我国电力企业广泛应用的输变电资产管理模式

（一）变压器管理的全寿命周期管理

对变压器进行系统性的管理与维护是变压器管理工作的重要组成部分，在变压器使用的全寿命周期内，维护人员需要对不同寿命阶段，变压器设备的状态特点，通过红外温度检测的方法对变压器自身的温度进行分析，一旦发现变压器自身温度在60℃以上则对变压器地进行检修处理。另外，维护人员还需要对变压器进行绝缘油试验，通过试验获取溶性气体色谱，对于不同电压等级的变压器，相关的绝缘油试验所进行的周期也各不相同。

在变压器状态检修方面，维护人员需要根据高压试验以及设备油务试验等分析结果对变压器进行检修。相关的检测项目主要包含套管检测、避雷器检测以及互感器检测等，所得到的检测结果则需要包含液压机构压力、温度油色谱以及油色谱等。通过维护人员的实地检测对设备状态进行分析，一旦发现变压器设备存在缺陷则需要对检修类型以及检修方式进行决策，对变压器设备进行更换或检测处理。

（二）断路器管理

断路器的检修工作需要由变电运行方面的专门人员以主供电公司负责。在对断路器进行缺陷分类的过程中，需要根据断路器缺陷影响电网运行的严重程度，划分为一般、严重以及危急三类。当前我国电网行业下处于快速发展的阶段，无论在数量上还是在规模上都得到了较快的发展，电网短路容量也出现了比较大的变化，管理人员需要定期对断路器的热稳定与动稳定情况进行调整，在最小运行状态下，若断路器自身的稳定性与电网知足容量不一致则需要地断路器进行更换处理。

四、建立资产风险管理模型和风险管理体系

电力企业部门需要综合运用各种管理手段ζ笠底什风险进行严格的控制，实现损失风险与资产收益的动态平衡，通过相关的风险管理模型和风险管理体系，对电力企业各资源进行更换与维护。常规的风险管理流程主要包含风险控制、风险评估、风险分析以及风险识别等方面的内容。

在风险识别方面；管理人员需要对企业内外部环境以及发展战略进行评估，了解企业在长期发展的过程中可以会遇到的问题与风险类型，比如安保风险、环境风险以及财务风险等。

在风险分析方面，管理人员可以通过风险矩阵对潜在风险可能会产生的后果进行预测分析，了解电力企业当前的风险等级。不同电力企业所采用测量方法基本相同，然而为对风险种类以及不同风险所造成的后果进行预测则十分困难。因此，电力企业需要根据当地的社会经济特点对分值设置进行有针对性的调整。

在风险评估方面，电力企业需要重点比较不同风险种类的有关特点，按照风险防范顺序。从社会声誉、社会环境以及生产安全性待角度出现制定风险控制方案。

结束语

输变电资产管理是维持电力企业正常运营的重要工作内容，本文对电力设备资产管理了重要意义进行了详细的阐述，对资产管理的有关手段和实施方法进行了深入的分析，梳理了相关的实践经验和研究典型。电力企业自身需要对各种电力设备有一个深入的了解，提高资产管理工作的有效性。

参考文献

篇10

关键词：光电子技术基础；理论教学；实验教学；

一、引言

2013年安庆师范学院物理与电气工程学院为适应学校筹建多科性大学的需要，开设了光电信息科学与技术专业。针对光电专业特点，安庆师范学院在2015年新开设了光电子技术基础课程。光电子技术是研究光与物质中的电子相互作用及能量相互转换的相关技术，主要应用于信息领域包括光通信系统、光纤传感、光电显示以及光存储，医疗，生物科学，激光加工和军事等领域。我国已经形成了发展潜力巨大的光电子产业，掌握光电子技术有助于提升光电专业学生的专业素质和就业竞争力。针对课程特点，我们对该课程的理论课教学做了初步的研究并根据课程特点开设了配套实验课，取得了良好的教学效果。

二、理论教学

第一，课程设置。根据学校对专业的定位，为了能够培养出社会应用型人才，我们选择安毓英主编的《光电子技术》作为主要参考教材，主要介绍光电子领域中光源、光辐射的传播、光束的调制和光探测等关键技术的基本原理和应用实例。针对课程特点重点介绍光电子技术的实际应用，有必要跟踪反映国内外的一些新技术和新设备的动态，充分拓展学生的视野和知识面[1]。对于基础原理的把握需要学生学习一些先修课程，包括激光原理与技术、电磁场与电磁波、半导体物理学以及物理光学等。有了这些基础知识储备，在教学过程中可以将更多的课时放在光电子器件及其发展的介绍上，通过这一门课程的学习真正培养学生的职业能力和专业素质。

第二，教学方法多样性。我们在教学中采取多种教学方法并存的教学模式。结合传统板书教学，充分利用多媒体教学的优势[2]。首先，内容引入。在每一章内容的开始，通过剪辑一段与章节内容相关的视频或者图片集播放展示，用比较直观的方式让学生了解接下来这一章他们将要学习的内容，给学生留下思考题，让他们带着问题开始接下来的学习，激发学生的学习兴趣。其次，建立联系。根据“光电子技术基础”课程偏应用型的特点，通过联想法将课本学习内容与现实生活联系起来，使教学内容深入浅出。比如介绍光通信系统，就可以联想到学生常用的手机，通过介绍手机实现通话的过程：包括信号调制、信号传输、信号接收和信号解调等，涵盖了光电子技术在通信领域应用的多个模块；在讲光敏电阻时可以联系城市里根据亮度自动开关的路灯。通过这些生活中的实例，激发学生的求知欲。最后，反转课堂。加强学生的课堂互动，开设学生讲堂。将学生分成若干小组，3-5人一组。老师讲授基本原理后，布置课后任务，每组分别就一个课题准备10分钟左右的PPT。每一次课最后留15分钟时间让学生展示他们搜集到的资料以及对学习内容的理解。并采取学生互评和老师评价相结合的模式打分，成绩计入平时成绩。

三、配套实验教学

第一，基础实验。针对课程特点，我们引入了配套实验，使所学理论知识与实验有机结合，提高教学效果[3]。光电子技术基础课程教学中，关于光调制和光探测技术的内容介绍了多种调制原理以及探测器件，在学习完相关理论知识后，我们开设相应的配套实验课程。包括电光调制、声光调制和磁光调制的原理演示实验。以及包含多种探测原件的光电探测器特性测试实验平台，该平台涉及的光电探测器包括光敏电阻、光电二极管、APD光电二极管、PIN光电二极管、光电三级管、硅光电池等，涵盖了几乎所有类型的光电探测器。学生可以测试这些探测器的短路电流、开路电压、伏安特性、光电特性、频率响应特性、光谱特性和灵敏度等相关特性，并综合对比不同类别的探测器性能，帮助学生理解如何根据不同场合选用不同的探测器。理论与实验的结合使学生既可以根据所学原理知识自己动手做实验增强动手能力，又可以通过观察实验现象对所学理论知识有更直观的理解，加深对基本原理的掌握。

第二，创新实验。除了传统的验证式本科实验教学，我院还引进了光电技术创新实训平台。提供多种光电器件的应用模块、设计模块、各种数字表头以及设计中所需要的电子元器件，并配备有各种电源接口。学生可以根据提供的实验模块开展各种实验，充分展示自己的创新思维，将所掌握的光电器件真正应用到实际生活中。包括光敏电阻光控开关、热释电报警器和硅光电池光照度计等二十余种光电仪器的设计，都可以通过该实训平成。通过实验教学，极大地提高了学生的动手能力及创新意识，为社会培养出具备实际应用能力的高素质人才，最终达到服务社会的目的。

四、考核方式

根据课程安排特点，学生的最终考核成绩以平时成绩、实验成绩和期末考试成绩相结合。其中，平时成绩占20%（包括考勤、作业和学生讲堂），考试卷面成绩占50%，实验成绩占30%，综合考察学生的学习态度、自学能力、接受新知识的能力和实验创新能力。通过实际教学验证，这种理论与实验相结合的教学方式取得了良好的教学效果。

参考文献：

[1]罗敏.“光电子技术基础原理”教学方法探讨[J].求知导刊2014(10)

[2]于雪莲，顾国华.《光电子技术》教学方法的探讨[J].高教论坛2009(9)