略论电力负荷控制技术及应用
发表时间：2018-05-14T16:01:08.600Z 来源：《电力设备》2017年第34期作者：王晗姣1 蔡宇骋2 [导读] 摘要：本文分析了电力系统负荷控制技术，提出了电力系统负荷控制技术的运用，窃电行为的惩处，设备故障的诊断，远程控制手段的运用，负荷电量的数据分析与预测，计量装置的监测等电力负荷控制技术的新时期运用。
（国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 215000）
摘要：本文分析了电力系统负荷控制技术，提出了电力系统负荷控制技术的运用，窃电行为的惩处，设备故障的诊断，远程控制手段的运用，负荷电量的数据分析与预测，计量装置的监测等电力负荷控制技术的新时期运用。
关键词：电力负荷；控制技术；应用
0 前言
当前，全球能源供应日渐紧张，为了更好实现对现有能源的节约与利用，电力企业开始逐步加强对电力负荷控制技术的运用。该项技术能够调控用电高峰期用电负荷，应对电能用电高峰期供不应求的矛盾。另外，该项技术的运用，还包括了遥控操作、控制负荷、数据控制、实时控制等等，在电力系统突发故障时，负荷控制技术还能够做到“拉户不拉线”。这些技术将会以需求管理形式来让客户端的用电得到极大改善，其对于现代化用电管理水平的提升起到了非常重要的作用。
1 电力系统负荷控制技术的分析
无线专网是负荷控制技术当今的主要通讯手段。无线电力负荷控制技术利用无线电台、中继站、接收执行站等将无线电波进行传输从而实现信息的交换，实现对用电客户指令的发送，从而达到对用户侧用控制的目的，完成负荷控制。以工频电力作为负荷控制技术是以配电网络作为传输通道,此技术需要将工频信号发射机装设在每个变电站内,同时根据控制中小传送来的控制信号在电源电压过零点前左右时产生一个畸变该畸变信号返送到侧再传输给该变电站的低压侧。以载波电力作为负荷控制技术也是一种可行的方法，传统的载波通信是把载波信号祸合到高压线的某一相上,经高压线传送,接收端通过从同一相的高压线上获取此载波信号从而实现一对一的远方通信。而如今载波负荷控制技术是将控制信号祸合到配电网的一侧母线上,并随配电网传输到位于电网末端的低压侧。以音频作为负荷控制通讯技术的基本原理与载波电力负荷控制技术相似。该技术是在电力系统内每个变电站装设一套信号注入设备与变电站一次设备相连。注入设备包括载波式音频信号发射机、站端控制机与信号祸合装置。
2 电力负荷控制的新时期运用
2．1 电力系统控制负荷运用作为电力需求侧管理的手段之一，能够将电力负荷的实时信息反馈给用电者，从而使用户对电力负荷的情况有清楚的了解，及时得知限电计划，从而便于安排自己在什么时间段内安排用电计划；同时电力公司也可通过电力负荷控制系统了解用户的实时用电情况，来进行自身发电量的调整，从而充分保证电能在用电高峰期和低谷期的需要量，使发电的计划更加合理，供需平衡，有效促进了企业经济效益的实现。电力负荷控制管理措施的应用，使用户可以自行安排用电时间，从而减少了电费的支出，同时电力企业也可以有效的应对市场的变化情况，从而采取及时有效的应对措施，保证供电的可靠性。此装置通过对高峰期用电量的控制，可以有效的规避电力资源短缺带来的风险，通过电力负荷控制措施，可以有效的保证供电的连续性和可靠性，有效的保证了电能质量，为电力企业营销自动化的实现奠定了良好的基础。此外，电力负荷控制措施的实行，可以使用电客户根据所接收到的相关信息进行生产和生活上的工作，为其用电计划提供了相应的数据，可以使用户建立符合自己需求的用电次序。
2.2窃电行为的惩处
长期以来在电力系统中，盗窃电能的行为一直屡禁不止，成为困扰电力企业的难题。但电力负荷控制系统应用后有效的解决了这一难题，此系统实现了用户端用电的全程监控，同时将脉冲量、模拟冲量及使用功率进行对比，通过系统分析，有效的确定出有盗电行为的用电户并保存数据，使一些不法分子无处藏身，有效杜绝了窃电行为。
2.3 设备的诊断与电量负荷控制运用
通过电力负荷控制系统可以对环境因素与外在干扰因素进行分析，继而运用曲线拟合和小波分析相结合的方法来去除其中各种干扰，保证所提供的数据的真实以及准确性。该系统也可以运用对于网络的识别诊断以及有阈值的诊断等等各种诊断方法从而对用电设备进行智能诊断，并且可以通过对诊断的结果的分析，判断用电设备故障的原因、所发生的故障的位置以及故障是否严重，从而提供相应的修复建议，帮助进行维修。
2.4 远程控制手段的运用
在对电力系统进行运用的时候，远程控制手段能够代替人工的方式进行数据记录。这不仅仅可以减少工作量，还能降低估抄、错抄和漏超的产生，使抄表的准确率明显降低，使电力企业的蒙受损失。使用电力负荷控制系统后，可以实现远程自动抄表，系统会在每天固定的时间对用户的用电数据进行抄写，并储存于系统的数据库中，这样电力企业可以随时掌握用户的用电情况，为企业的管理及电费的收缴工作提供了便利。
2.5 负荷电量的数据分析与预测
保证电力负荷的相关分析是否精确的关键因素是预测方法、基础资料以及预测手段等等。在这些因素中，基础资料的重要性是毋庸置疑的。电力负荷控制系统的一个最基本的功能就是数据的采集与整理，它所采集的数据对于负荷电量的分析以及预测起着至关重要的作用，系统所提供的精确的数据对于短期内负荷电量的分析基本上可以保证其预测的准确性。
2.6 计量装置的监测功能
负荷电量控制系统可以快捷的对计量装置实施在线的监测，对于计量装置因为各种原因出现的误差以及异常都能够及时的发现，从而减少电力公司的损失，同时它也可以分析计量装置电量出现的变化是否在正常范围内，从而为其正常的运行提供保障。
3 结语
综上所述，电力负荷控制系统的运用，需要将计划用电、节约用电与安全用电的手段运用，以此来更好地推动用电管理工作的现代化进程发展。
参考文献：
[1]李中华,宋莉.电力负荷控制技术的原理及应用[J].产业与科技论坛,2015,（3）:41-41,42.
2.1 试说明功率二极管的主要类型及其主要工作特点。 2.2 人们希望的可控开关的理想特性有哪些？ 2.3 阅读参考文献一，说明常用功率半导体器件的性能特点及其一般应用场合。 2.4 说明MOSFET和IGBT驱动电路的作用、基本任务和工作特点。 3.1 什么是半波整流、全波整流、不控整流、半控整流、全控整流、相控整流？ 3.2 什么是电压纹波系数、脉动系数、基波电流数值因数、基波电流移位因数（基波功率因素）和整流输入功率因数？ 3.3 简述谐波与低功率因数（电力公害）的危害，并说明当前抑制相控整流电路网侧电流谐波的措施。 4.1 画出降压换流器（Buck电路）的基本电路结构，简要叙述其工作原理，并根据临界负载电流表达式说明当负载电压VO和电流IO一定时，如何避免负载电流断续。 4.2 画出升压换流器（Boost电路）的基本电路结构，推证其输入/输出电压的变压比M表达式，说明Boost电路输出电压的外特性。 4.3 画出升降压换流器（Buck-Boost电路）的基本电路结构，说明电路工作原理，推证其输入/输出电压（电流）间的关系式。 4.4 画出丘克换流器（Cuk电路）的基本电路结构，说明电路工作原理及主要优点，推证其输入/输出电压（电流）间的关系式。 5.1 正弦脉宽调制SPWM的基本原理是什么？幅值调制率ma和频率调制率mf的定义是什么？ 5.2 逆变器载波频率fs的选取原则是什么？ 5.3 简要说明逆变器方波控制方式与PWM控制方式的优缺点。 5.4 画出三相电压型逆变器双极性驱动信号生成的电路原理图，指出图中各变量的含义，简要叙述其工作原理。 6.1 柔性交流输电系统（FACTS）的定义是什么？FACTS控制器具有哪些基本功能类型？ 6.2 什么是高压直流输电（HVDC）系统？轻型高压直流输电系统在哪些方面具有良好的应用前景？ 6.3 晶闸管控制电抗器（TCR）的基本原理是什么？晶闸管触发控制角α<90°与α=90°两种情况下等效电抗是否相等，为什么？ 6.4 作图说明静止无功发生器（SVG）的工作原理与控制方式，分析其与5.4节所述三相逆变器的异同点？ 6.5 简要说明有源电力滤波器（APF）和动态电压恢复器（DVR）的基本功能和系统组成？ 6.6 阅读参考文献三，简要说明当前在风力发电技术领域中运用的储能技术、输电技术以及滤波与补偿技术？
电力负荷控制技术应用及发展趋势分析 发表时间：2018-10-01T17:51:58.973Z 来源：《基层建设》2018年第24期作者：赵鹏 [导读] 摘要：电力负荷控制系统是我国电力系统的重要组成部分，电力负荷控制技术是保证电力负荷控制系统正常工作的重要技术，进而也是整个电力系统正常工作的技术保障，电力负荷控制技术的内容比较复杂，在应用的过程中必须抓住该技术的要点使其更好地发挥作用。 国网吉林省电力有限公司榆树市供电公司吉林长春 130400 摘要：电力负荷控制系统是我国电力系统的重要组成部分，电力负荷控制技术是保证电力负荷控制系统正常工作的重要技术，进而也是整个电力系统正常工作的技术保障，电力负荷控制技术的内容比较复杂，在应用的过程中必须抓住该技术的要点使其更好地发挥作用。本文将研究电力负荷控制技术及应用情况。 关键词：电力负荷；控制技术；应用；发展趋势 1电力负荷控制技术 1.1无线电力负荷控制技术 无线电力负荷控制技术采用无线电波作为信息传输通道，控制中心通过无线电台与中转站、接收执行站交换信息，向大中小各用户发送各种负荷控制指令，控制用户侧用电设备的控制系统，实现负荷控制目的。 1.2工频电力负荷控制技术 工频电力负荷控制技术要求在每个变电站装设一台工频信号发射机，应用配电网络作为传输通道。其基本原理是根据控制中心发来的控制信号，在配电变压器低压侧，在电源电压过零点前25°左右时产生一个畸变，该畸变信号返送到10kV侧，再传输给该变电站的低压侧。 由于畸变是按照信息编码的要求产生的，所以在接收端通过判别电压过零前的畸变来接收编码信息，即可实现用户侧的负荷控制。 1.3载波电力负荷控制技术 传统的载波通信是把载波信号耦合到高压线的某一相上，经高压线传送，接收端通过从同一相的高压线上获取此载波信号来实现一对一的远方通信。而载波负荷控制技术是把调制到10kHz左右频率的控制信号耦合到配电网的6～35kV母线上，并随配电网传输到位于电网末端的低压侧。位于低压侧的载波负荷控制接收机从电源中检测出此控制信号，完成相应的控制操作。载波电力负荷控制能直接控制到千家万户，有很好的扩展性。 2电力负荷控制技术的主要内容 电力负荷控制技术属于电力系统远动技术的范畴，电力负荷控制系统作为我国电力系统中众多控制系统中的一个组成部分，具有其自身的特点和优势，电力负荷控制系统与电网监控系统最大的不同就是电力负荷控制技术主要是控制用户端的用电情况，而不是控制发电站的发电情况。电力负荷控制技术的应用既增加了电力系统的用电安全又从某种程度上降低了用电的成本。电力负荷控制技术的内容比较复杂，下面将介绍电力负荷控制技术的主要内容。 2.1监控电力系统中的负控终端 电力系统中的负控终端就是指用电的个人或者部门那一端，在对实际的用电终端实施检测之前，应该利用模拟技术模拟出不同的用电环境，利用相关的检测软件和计算机技术来控制系统中的硬件部分，进而对模拟的不同用电环境中用电终端的用电情况进行控制和检测，找到及时解决用电问题或者是电路问题的方法，这是电力负荷控制技术的工作原理。电力负荷控制技术在实际的使用过程中主要是通过在用电终端安装检测控制装置，监测用户终端的用电情况，可以限制用户的用电量，防止不合理不公平用电情况的发生，维护用电终端的用电秩序，保证用户用电的合理性。控制系统还可以完成远程电表数据的观测工作，在用户没有及时缴费的情况下提醒用户缴纳电费或者是在用户电量将要用完的情况下提醒用户续缴电费，保证用户用电的连续性，防止因电力问题影响用户的生活。负控终端的检测工作不仅能够保证用户端用电的合理性，而且还能够为电力企业的生产和销售工作提供依据，终端控制系统能够收集实时的用电数据，电力企业可以根据用电数据分析用户的用电需求情况，合理安排电力的生产工作和营销工作。 2.2电力负荷控制技术的主要类别 目前电力负荷控制技术主要包括四种：工频电力负荷控制技术、音频电力负荷控制技术、载波电力负荷控制技术、无线电力负荷控制技术、光纤通讯与GPRS公网通讯模式等。工频电力负荷控制技术主要应用于变电站，在变电站安装工频信号发射器，一般情况下每个变电站配设一台工频信号发射器，传输工频信号发射器发射出的信号的通道是配电网络。工频电力负荷控制技术的主要工作程序是：调度中心发射带有一定指令的控制信号，人为地造成变电站相应装置的短路，进而让高压母线上的电压在短时间内产生一定程度的畸变，人为造成的短路是根据调度中心发出信号中携带的指令进行的，因此人为短路的形成也携带了一定的信息，使接收端可以根据不同的信息编码完成相应的负荷控制工作。音频电力负荷控制技术则是在变电站安设信号注入设备，一般情况下也是每个变电站配设一套信号注入设备，输入信号设施的主要部件有站端控制机、载波式音频信号发射器和信号耦合设备，其中站端控制机主要负责接收带有不同指令的调度信号，并把调度信号输入到载波式音频信号发射机，载波式音频信号发射机把带有指令的信号转换成音频脉冲，信号耦合设备把音频脉冲注入到配电网中，实现对用电终端的检测和控制。载波电力负荷控制技术主要是通过把控制信号进行调制，调制成为六到十六赫兹的信号，利用信号耦合设备把经过调制的信号注入到六到三十五千伏的配单线路中，电压系统中的低压部分装设的载波负荷控制接收装置接收耦合设备传输的信号，并根据信号的要求完成对用电终端的检测控制工作，载波电力负荷控制技术的工作流程与音频电力负荷控制技术的工作流程具有相似之处，但是载波电力负荷控制技术能够控制电线所到之处所有部位的负荷情况。无线电力负荷控制技术主要依靠无线电波来完成对用电终端的控制，具体控制流程为：调度指挥中心利用无线电台发射无线电波，通过无线电波来向中转站和接收执行站传输信息，接收执行站通过分析无线电波中携带的信息和指令来完成相应的负荷控制工作。 这四种电力负荷控制技术都有自己的优势和特点，其中音频电力负荷控制技术和载波电力负荷控制技术在使用过程中信号的传输质量更高，系统能够根据高质量的信号更好地完成控制工作而且设备价格也比工频电力负荷控制技术和无线电力负荷控制技术中的设备价格低，但是系统的维修改造费用较高，控制范围不如其他技术的控制范围广。无线电力负荷控制技术的信息传输效率高，能够在短时间内通过传输大量的信息完成多项控制工作。在实际的电力负荷控制技术选择的过程中应该根据具体的资金情况、系统的环境等具体情况选择出
电力系统负荷可分为三种。第一种变动幅度很小，周期又很短，这种负荷变动由很大的 偶然性。第二种变动幅度较大，周期较长，属于这类负荷的主要有电炉、电气机车等带有冲 击性的负荷。第三种负荷变动幅度最大，周期也最长，这一种是由于生产、生活、气象等变 化引起的负荷变动。 电力系统的有功功率和频率调整大体可分为一次、二次、三次调整三种。一次调整或频 率的一次调整指由发电机的调速器进行的，对第一种负荷变动引起的频率偏移的调整。二次 调整或频率的二次调整指由发电机的调频器进行的，对第二种负荷变动引起的频率偏移的调 整。三次调整其实就是指按最优化准则分配第三种有规律变动的负荷，即责成各发电厂按事 先给定的发电负荷曲线发电。在潮流计算中除平衡节点外其他节点的注入有功功率之所以可 以给定，就是由于系统中大部分电厂属于这种类型。这类发电厂又称为负荷监视。至于潮流 计算中的平衡节点，一般可取系统中担负调频任务的发电厂母线，这其实是指担负二次调频 任务的发电厂母线。 一：调整频率的必要性 电力系统频率变动时，对用户的影响： 用户使用的电动机的转速与系统频率有关。 系统频率的不稳定将会影响电子设备的工作。 频率变动地发电厂和系统本身也有影响： 火力发电厂的主要厂用机械—风机和泵，在频率降低时，所能供应的风量和水量将迅速减少， 影响锅炉的正常运行。 低频运行还将增加汽轮机叶片所受的应力，引起叶片的共振，缩短叶片的寿命，甚至使叶片 断裂。 低频运行时，发电机的通风量将减少，而为了维持正常电压，又要求增加励磁电流，以致使 发电机定子和转子的温升都将增加。为了不超越温升限额，不得不降低发电机所发功率。 低频运行时，由于磁通密度的增大，变压器的铁芯损耗和励磁电流都将增大。也为了不超越 温升限额，不得不降低变压器的负荷。 频率降低时，系统中的无功功率负荷将增大。而无功功率负荷的增大又将促使系统电压水 平的下降。 频率过低时，甚至会使整个系统瓦解，造成大面积停电。 调整系统频率的主要手段是发电机组原动机的自动调节转速系统，或简称自动调速系统， 特别时其中的调速器和调频器（又称同步器）。 二：发电机原动机有功功率静态频率特性 电源有功功率静态频率特性通常可以理解为就是发电机中原动机机械功率的静态频率特性。 原动机未配置自动调速时，其机械功率与角速度或频率的关系： 221212m P C C C f C f ωω=-=- 式中各变量都是标幺值；通常122C C =。 解释如下：机组转速很小时，即使蒸汽或水在它叶轮上施加很大转矩m M ，它的功率输出m P 仍很小，因功率为转矩和转速的乘积；机组转速很大时，由于进汽或进水速度很难跟上叶轮 速度，它们在叶轮上施加的转矩很小，功率输出仍然很小；只有在额定条件下，转速和转矩 都适中，它们的乘积最大，功率输出最大。 调速系统中调频器的二次调整作用在于：原动机的负荷改变时，手动或自动地操作调频器，
电力电子技术的实际应用 摘要 随着科技的飞速进步，时代的高速发展，电力电子技术作为一个新兴的学科诞生并被迅速应用于电力电子领域中，已在国民经济中发挥着巨大作用，已对输变电系统性能将产生巨大影响。目前电力电子技术的应用已涉及电力系统的各个方面，包括发电环节、输配电系统、储能系统等等。电力电子技术是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术，其发展在优化电能使用、改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业、扩大电网规模和功能等方面起到了重要作用。本文将重点介绍电力电子技术在电 理网络中的应用。 关键字：电力电子技术、输配电系统、晶闸管、电力网络。 在电气工程领域，电力电子技术作为一个新兴的学科，因其在电力领域中起到的巨大作用，越来越受到重视。随着晶闸管等电力器件的发明并被应用于电力领域，正式标志着电力电子技术被应用于电力系统，其在全球电力领域的发展中，有着里程碑的意义。 电力电子技术主要应用于电力领域中的电力系统中。电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。其功能就是产生电能，再经输电系统、变电系统和配电系统将电能供应到用户。为了实现此功能，电力电子技术的应用起到了举足轻重的作用。保证了用户能够获得安全、经济、优质的电能。 电力电子技术最初应用到电力领域的历史最早是在20世纪50年代利用不可控器件二极管构成的整流器来替代直流发电机对同步发电机进行励磁调节。随后出现的利用半控器件晶闸管构成的可控整流器更是为发电机的励磁提供里一个快捷有效的控制手段，从根本上改变了发电机的动态和静态性能，有效的改善了系统的稳定性。 在当前大范围使用的电力系统中，通常都是以固定的电压和频率来向用户提供交流电能的（例如我国使用220V、50Hz的交流电），但是最终的用户需要的电能可能形式会有着各式各样的差别，可能是不同频率的交流电、可能是同频率但电压不同的交流电也可能是直流电等等、如果这些要由普通的常规电力系统器件来完成，例如使用变频器，变压器和整流器等，这就需要大量的此类设备，且还要根据不同用户的要求而使用不同的器件，这是很不经济的，也不可能实现。而电力电气器件可以作为电力系统和用户之间的接口，通过受控的开关作用对系统输送到用户的电能进行不同的变换来满足用户不同的需求。故而自其问世以来，就被广泛的应用在电力领域的各个角落。 在电力领域中，实现常规电流变换的装置包括：整流器、逆变器、交流变换器和斩波器四种基本类型。整流器是利用电力电子器件的单向导电性和可控性将交流电能转换为可控的直流电能的变流装置；逆变器是将直流电能转换为交流电能的装置；交流变换器是把一种交流电能变换为另一种交流电能的装置；斩波器是把一种直流电脑变为另一种直流电能的装置。
浙江大学远程教育学院 《电力电子技术》课程作业 姓名： 林岩 学 号： 714066202014 年级： 14秋 学习中心： 宁波电大 ————————————————————————————— 第1章 1．把一个晶闸管与灯泡串联，加上交流电压，如图1-37所示 图 1-37 问：（1）开关S 闭合前灯泡亮不亮？（2）开关S 闭合后灯泡亮不亮？（3）开关S 闭合一段时间后再打开，断开开关后灯泡亮不亮？原因是什么？ 答： （1）不亮；（2）亮；（3）不亮，出现电压负半周后晶闸管关断。 2．在夏天工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠，可能是什么现象和原因？冬天工作正常到夏天变得不可靠又可能是什么现象和原因？ 答： 晶闸管的门极参数I GT 、U GT 受温度影响，温度升高时，两者会降低，温度升高时，两者会升高，故会引起题中所述现象。 3．型号为KP100-3，维持电流I H ＝4mA 的晶闸管，使用在如图1-38电路中是否合理？为什么？（分析时不考虑电压、电流裕量） (a) (b) (c) 图 1-38 习题5图 .答： （1） mA I mA A I H d 42002.010 50100 3 =<==?=
R TM U V U >==3112220故不能维持导通 （2） 而 即晶闸管的最大反向电压超过了其额定电压， 故不能正常工作 （3） I d =160/1=160A>I H I T =I d =160A ＞1.57×100=157A 故不能正常工作 4．什么是IGBT 的擎住现象？使用中如何避免？ 答： IGBT 由于寄生晶闸管的影响，可能是集电极电流过大（静态擎住效应），也可能是d u ce /d t 过大（动态擎住效应），会产生不可控的擎住效应。实际应用中应使IGBT 的漏极电流不超过额定电流，或增加控制极上所接电阻R G 的数值，减小关断时的d u ce /d t ，以避免出现擎住现象。 H d I A I I I >==== 9.957.1/...56.152 10220 2 2
现代电力电子技术第1次作业 二、主观题(共12道小题) 11.电力电子技术的研究内容？ 答：主要包括电力电子器件、功率变换主电路和控制电路。 12.电力电子技术的分支？ 答：电力学、电子学、材料学和控制理论等。 13.电力变换的基本类型？ 答： 包括四种变换类型：（１）整流ＡＣ－ＤＣ （２）逆变ＤＣ－ＡＣ （３）斩波ＤＣ－ＤＣ （４）交交电力变换ＡＣ－ＡＣ 14.电力电子系统的基本结构及特点？ 答： 电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路，功率变换主电路是属于电路变换的强电电路，控制电路是弱电电路，两者在控制理论的支持下实现接口，从而获得期望性能指标的输出电能。' 15.电力电子的发展历史及其特点？ 答：主要包括史前期、晶闸管时代、全控型器件时代和复合型时代进行介绍，并说明电力电子技术的未来发展趋势 16.电力电子技术的典型应用领域？ 答：介绍一般工业、交通运输、电力系统、家用电器和新能源开发几个方面进行介绍，要说明电力电子技术应用的主要特征。 17.电力电子器件的分类方式？ 答： 电力电子器件的分类 （１）从门极驱动特性可以分为：电压型和电流型 （２）从载流特性可以分为：单极型、双极型和复合型 （３）从门极控制特性可以分为：不可控、半控及全控型 18.晶闸管的基本结构及通断条件是什么？ 答：晶闸管由四层半导体结构组成，是个半控型电力电子器件，导通条件：承受正向阳极电压及门极施加正的触发信号。关断条件：流过晶闸管的电流降低到维持电流以下。
19.维持晶闸管导通的条件是什么？ 答：流过晶闸管的电流大于维持电流。 20.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。 答：I L__〉____I H 21.整流电路的主要分类方式？ 答： 按组成的器件可分为不可控（二极管）、半控（SCR)、全控(全控器件）三种； 按电路结构可分为桥式电路和半波电路； 按交流输入相数分为单相电路和三相电路。 22.单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=________。 答：180o 现代电力电子技术第2次作业 二、主观题(共12道小题) 11.单相全控桥式整流阻性负载电路中，晶闸管的移相范围________。 答：0-180o 12.有源逆变产生的条件之一是：变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须与整流时输出的极性___ ________，且满足|Ud|<|Ed|。 答：相反 13.
电力负荷控制的原理分析及控制策略刘海丰 发表时间：2017-12-23T21:52:29.097Z 来源：《电力设备》2017年第26期作者：刘海丰 [导读] 摘要：随着社会经济的发展，人们对电能的需求量也在逐渐增加，对电力负荷控制的关注度也越来越高，加强对电力负荷的控制变得非常的重要。通过对电力负荷控制，不但能有效的节约用电，还能降低供电线路的损耗，同时还能有效的提升电网运行过程中的可靠性和经济性。 （国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司内蒙古 028000） 摘要：随着社会经济的发展，人们对电能的需求量也在逐渐增加，对电力负荷控制的关注度也越来越高，加强对电力负荷的控制变得非常的重要。通过对电力负荷控制，不但能有效的节约用电，还能降低供电线路的损耗，同时还能有效的提升电网运行过程中的可靠性和经济性。本文对电力负荷控制的原理及控制策略进行了分析和探讨。 关键词：电力负荷控制；原理；控制策略 一、电力负荷控制简介 电力负荷控制运用所涉及的核心机能包括：计算机技术应用、信息管理技术以及自动控制系统。电力系统能通过该系统的运行来对电力营销实行监控和管理，同时，通过该系统还能实现对数据的采集、网络的连接以及营业抄收等。负荷控制的别称就是负荷管理，是通过碾平负荷曲线均衡电力负荷的使用，从而有效的提升电网系统运行的经济性和安全性，促进整个企业的效益增长。负荷控制的方法非常多，比较常见的控制方式有直接控制、简介控制、集中控制以及分散控制。 二、电力负荷控制的原理分析 2.1电力负荷系统的组成 电力负荷的主要构成部分是负荷控制中心、通信系统以及控制终端。负荷控制中心也被称为主控站，主要是针对各个负荷的终端进行控制和监视，作为负荷控制中心监视和控制的核心设备，用户端是控制终端的安装位置。 2.2电力负荷系统的工作原理 负荷控制终端主要由主控组件、显示单元、电台、调制解调组件、输入输出组件以及一些开关电源组成，以下是电力负荷系统的工作原理： （1）电源接通以后，系统会默认进入上电复位程序开始运行，首次运行的过程中，终端会收到一系列由中心站发出的运行参数，然后终端会依据该参数进行运行。正常运行过程中，中心站发出指令信号，由终端天线接收后经电台解调为SK低频信号送至调制解调单元，再将处理数据送向主控单元。主控单元的应用程序截取异步通信接口的数据后，经过分析识别后分由不同的系统组织进行处理。 （2）经过对上述的数据进行传输后，终端怎会根据中心站所发出的一些运行参数通过变送器计算出模拟量，然后再计算出相应的电压和电流。而开关的分、合状态则被控辅助接电送出的开关信号检测。然后终端在接收到相应的命令后，就会执行当地的闭环空，并发出声光信号。当功控时间段内，负荷超过规定值时，系统就会发出声光报警，若报警信号达到一定的次数而没有进行一定的处理措施，终端系统就会自动跳闸，后期也会轮番的出现跳闸现象。等负荷值低于规定值时，警告信号就会自动的消除，等功控时段结束后，用户就能进行合闸操作。 （3）接收功控解除或允许合闸的命令后，越限跳闸状态就可以进行解除，而电量控制状态下，日电量或者是月电量超过电量定值的百分之八十时，警报信号会再次发出，完全超过定量值时，终端便会采取跳闸行动。同样，当有功控解除或允许合闸后，又或是在日末或月末时，有关电量的越状态会自动清除。 三、电力负荷的控制策略 3.1削峰 制定年度削峰计划时，应按年度负荷延续曲线，确定削峰目标。在峰荷期间削减负荷，可用：（1）减荷，即由客户主动在峰荷期间停用可间断负荷避峰。 （2）直接控制负荷，即用集中或分散型控制装置在峰荷时直接控制负荷。 （3）用分时电价刺激客户在峰荷时降荷，其关键是要制定一个合理的高峰电价，在峰荷期间，客户每增加1kW负荷，由发电到输、配电各环节的设备容量均需相应增加。因此，高峰负荷期间，客户除应支付电能电费外，还需要支付发、输、配电设备每千瓦摊销的投资。为了鼓励客户均衡用电，低谷期间的电能电价应给予优惠，而高峰期间的电能电价则应予以提高。这样，客户在高峰期间的用电就要交纳比低谷期间高得多的电费。 （4）实行可间断供电电价，即对客户可间断供电负荷进行控制，则电力公司将对该客户的电价给予不同的电价优惠。提前通知的时间日分为一天、四小时和一小时三种。规定控制时间应不少于每天六小时和每年一百小时。 3.2填谷 所谓填谷就是在不是用电的高峰期时段使用电力，具体的实施方法有： （1）可以在用电的低谷时段采取一定的措施，对热量进行及时的存储，在这一时段是可以存储到大量的热量，而整个电网在运行的时候可以依靠这些热量进行十几个小时的热量供应； （2）在不同的季节要采取不同的电价，这样能有效的改善和调节每年用电的低谷时期和高峰时期； （3）对电价的定价要采取非高峰时段用电计算价格的方式； （4）要实行不同时段采取不同电费计价标准的方式来进行填谷。 3.3移荷 所谓移荷，是将客户在高峰时的用电移到峰前和峰后使用。其方法有： （1）贮热，此种电气加热器贮热容量不够大，只能供应三个小时左右的应用； （2）用分时电价鼓励客户移荷； （3）对电器设备进行控制，例如可以控制电弧炉和加热炉之类的电气设备，使其由峰荷移出。 3.4政策性节电降载
频率与有功功率平衡 电力系统频率是靠电力系统内并联运行的所有电机组发出的有功功率总和与系统内所有负荷消耗(包括网损)的有功功率总和之间的平衡来维持的。 但是，电力系统的负荷是时刻变化的，从而导致系统频率变化。为了保证电力系统频率在允许范围之内，就需要及时调节系统内并联运行机组的有功功率。 频率质量是电能质量的一个重要指标。中国《电力工业技术管理法规》规定，大容量电力系统的频率偏差不得超过，一些工业发达国家规定频率偏差不得超过。 说明电力系统元件及整个系统的频率特性，介绍电力系统调频的基本概念。 12.1.2.1负荷频率特性 负荷的频率静态特性：在没有旋转备用容量的电力系统中，当电源与负荷推动平衡时，则频率将立即发生变化。由于频率的变化，整个系统的负荷也将随着频繁率的的变化而变化。这种负荷随频率的变化而变化的特性叫做负荷的频率静态特性。 综合负荷与频率的关系可表示成： 由于电力系统运行中，频率一般在额定频率附近，频率偏移也很小，因此可将负荷的静态频率特性近似为直线，如下图所示。
12.1.2.2发电机组频率特性 发电机组的频率静特性：当系统频率变化时，发电机组的高速系统将自动地改变汽轮机的进汽量或水轮机的进水量以增减发电机组的出力，这种反映由频率变化而引起发电机组出力变化的关系，叫发电机调速系统的频率静态特性。 发电机组的功率频率静态特性如下图：在不改变发电机调速系统设定值时，发电机输出功率增加则频率下降，而当功率增加到其额定功率时，输出功率不随频率变化。图中向下倾斜的直线即为发电机频率静态特性，而①和②表示发电机出力分别为PG1和PG2时对应的频率。
等值发电机组（电网中所有发电机组的等效机组）的功率频率静态特性如下图所示，它跟发电机组的功率频率静态特性相似。 12.1.2.3电力系统频率特性 电力系统的频率静态特性取决于发电机组的功率频率特性和负荷的功率频率特性，由发电机组的功率频率特性和负荷的功率频率特性可以经推导得出： 式中――电力系统有功功率变化量的百分值： ――系统频率变化量百分值； ――为备用容量占系统总有功负荷的百分值。 12.1.2.4一次调频 一次调频：由发电机特性和负荷调节效应共同承担系统负荷变化，使系统运行在另一频率的频率调整称为频率的一次调整。
一、填空题： 1、电力电子技术的两个分支是电力电子器件制造技术和 变流技术 。 2、举例说明一个电力电子技术的应用实例 变频器、 调光台灯等 。 3、电力电子承担电能的变换或控制任务，主要为①交流变直流（AC —DC ）、②直流变交流（DC —AC ）、③直流变直流（DC —DC ）、④交流变交流（AC —AC ）四种。 4、为了减小电力电子器件本身的损耗提高效率，电力电子器件一般都工作在 开关状态，但是其自身的功率损耗（开通损耗、关断损耗）通常任远大于信息电子器件，在其工作是一般都需要安装 散热器 。 5、电力电子技术的一个重要特征是为避免功率损耗过大，电力电子器件总是工作在开关状态，其损耗包括 三个方面：通态损耗、断态损耗和 开关损耗 。 6、通常取晶闸管的断态重复峰值电压UDRM 和反向重复峰值电压URRM 中较 小 标值作为该器件的额电电压。选用时，额定电压要留有一定的裕量，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的2~3倍。 7、只有当阳极电流小于 维持 电流时，晶闸管才会由导通转为截止。导通：正向电压、触发电流 （移相触发方式） 8、半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路可能会出现 失控 现象，为了避免单相桥式 半控整流电路的失控，可以在加入 续流二极管 来防止失控。 9、整流电路中，变压器的漏抗会产生换相重叠角，使整流输出的直流电压平均值 降低 。 10、从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度称为 触发角 。 ☆从晶闸管导通到关断称为导通角。 ☆单相全控带电阻性负载触发角为180度 ☆三相全控带阻感性负载触发角为90度 11、单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 2√2U1 。（电源相电压为U1） 三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为 。（电源相电压为U 2） 12、四种换流方式分别为 器件换流 、电网换流 、 负载换流 、 强迫换流 。 13、强迫换流需要设置附加的换流电路，给与欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流而关断。 14、直流—直流变流电路，包括 直接直流变流电路 电路和 间接直流变流电路 。（是否有交流环节） 15、直流斩波电路只能实现直流 电压大小 或者极性反转的作用。 ☆6种斩波电路：电压大小变换：降压斩波电路（buck 变换器)、升压斩波电路、 Cuk 斩波电路、Sepic 斩波电路、Zeta 斩波电路 升压斩波电路输出电压的计算公式 U= 1E β=1- ɑ 。 降压斩波电路输出电压计算公式： U=ɑE ɑ=占空比，E=电源电压 ☆直流斩波电路的三种控制方式是PWM 、 频率调制型 、 混合型 。 16、交流电力控制电路包括 交流调压电路 ，即在没半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值的电路， 调功电路 即以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路， 交流电力电子开关即控制串入电路中晶闸管根据需要接通或断开的电路。
现代电力电子技术的发展 浙江大学电气工程学院电气工程及其自动化992班马玥 (浙江杭州310027 E-mail: yeair@https://www.doczj.com/doc/b68519376.html,学号:3991001053 摘要:本文简要回顾电力电子技术的发展,阐述了现代电力电子技术发展的趋势,论述了走向信息时代的电力电子技术和器件的创新、应用,将对我国工业尤其是信息产业领域形成巨大的生产力,从而推动国民经济高速、高效可持续发展。 关键词:现代电力电子技术;应用;发展趋势 The Development of Modern Power Electronics Technique Ma Yue Electrical Engineering College. Zhejiang University. Hangzhou 310027, China E-mail: yeair@https://www.doczj.com/doc/b68519376.html, Abstract: This paper reviews the development of power electronics technique, as well as its current situation and anticipated trend of development. Keywords: modern power electronics technique, application, development trend. 1、概述 自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台,以此为基础开发的可控硅整流装臵,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代,这标志着电力电子的诞生。
电力负荷控制技术运用分析 发表时间：2019-01-08T17:07:34.983Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：张倩倩[导读] 摘要：电力负荷控制技术是实施计划用电、节约用电、安全用电的技术措施，具有遥控操作、负荷控制、远程抄表、实时监控等功能，为需求侧管理提供了有效的技术支持，负荷控制系统的应用使需求侧管理工作有了相应的成效，利用负荷控制系统进行负荷管理，提高了客户终端用电效益，电力负荷控制系统也将在用电管理现代化实现的进程中起到越来越重要的作用本文对电力负荷控制技术运用进行 分析。 （山西省电力公司阳泉供电公司客户服务中心计量室山西省阳泉市 045000）摘要：电力负荷控制技术是实施计划用电、节约用电、安全用电的技术措施，具有遥控操作、负荷控制、远程抄表、实时监控等功能，为需求侧管理提供了有效的技术支持，负荷控制系统的应用使需求侧管理工作有了相应的成效，利用负荷控制系统进行负荷管理，提高了客户终端用电效益，电力负荷控制系统也将在用电管理现代化实现的进程中起到越来越重要的作用本文对电力负荷控制技术运用进行分析。 关键词：电力负荷；控制技术；运用现阶段，能源的不足成为了全世界普遍存在的问题，为了对这一问题进行解决，实现能源的有效利用。电力负荷控制技术就成为了电气企业必须应用的一项技术，在对这一技术进行应用的基础上能够有效的调控电价，无论是高峰期还是低谷期，在对电价进行调控的基础上才能够对用户进行调控，使得用户有意识的避开高峰用电期，进而对各个阶段和时间点的电力进行平衡。 1电力负荷控制装置结构功能对于电力负荷控制装置的结构功能主要能够分为集中控制和分散控制两种类型，其中在分散控制类型的结构上是能够直接安装在用户变电所以及配电箱内的负荷控制器，是对用电的时间以及天数等进行控制的开关。不仅能对用电的时间得到了有效控制，同时也对用电量定量器得到了有效控制，通过这一装置结构就能对用电负荷及时准确的进行监控，不仅如此，也能够对供电线路以及用电设备等从电力系统当中进行切除。另外，对于集中控制类型的电力负荷控制装置主要是通过中央控制机以及信息传输和控制终端几个部分所组成。中央控制机则是对信息处理控制的重要机构，而信息的传输则是信息传递的通道，最后的控制终端则是最高的智能终端，也就是双向终端，能够接收以及执行中心命令等。 2电力负荷控制技术类型分析 2.1无线电力负荷控制技术 无线电力负荷控制技术由于其信息传统通道是以无线电波为主，而将各种负荷控制指令发送给大中小各用户时则是由控制中心通过无线电台、中转站及接收执行站等来进行信息交换，从而达到对用户侧用电设备进行控制，无线电力负荷控制系统的应用，有效的确保了负荷控制的实现。 2.2工频电力负荷控制技术 工频电力负荷控制技术要求在每个变电站装设一台工频信号发射机，应用配电网络作为传输通道。其基本原理是根据控制中心发来的控制信号，在配电变压器低压侧，在电源电压过零点前25°左右时产生一个畸变，该畸变信号返送到10kV侧，再传输给该变电站的低压侧。由于畸变是按照信息编码的要求产生的，所以在接收端通过判别电压过零前的畸变来接收编码信息，即可实现用户侧的负荷控制。 2.3音频电力负荷控制技术 音频电力负荷控制技术与载波电力负荷控制之间不存在很大的差异，二者之间有很多共同点，音频电力控制技术实施的前提就是在各大变电站中安装信号注入设备，从而相互之间进行连接。注入设备包括站端控制机以及载波式音频信号发射机，除此之外还包括信号耦合装置。站端控制机的作用就在于其能够接收控制中心所发出的所有负荷控制指令，并且将其转入到载波式音频信号发射机之中，发射机在运行的过程中可以有效的将其进行转变，使其变为具有较大功能的控制信号，并且传送给配电网，将载波控制信号添加在配电网之上，在最后一个步骤才传输给用户。 2.4载波电力负荷控制技术 耦合载波信号存在于高压线之中，对高压线进行应用，从而向其某一相耦合载波信号传送，接收端能够在同一相高压线获取载波信号，在此基础上实现远方信号的一对一。将频率控制信号向配电网的母线耦合进行调制，并且传送向电网的末端低压侧，在传输的过程中还需要配合配电网。载波电力负荷能够对家家户户的进行直接的控制，其扩展性良好。 3电力负荷控制技术运用 3.1可运用于负控管理 电力负荷控制装置中的负荷控制功能可以向用户反馈电力负荷的情况和信息，让用户能够清楚的了解电力负荷的情况以便用户可以根据具体情况来安排自己的用电计划。电力负荷控制措施的实施能够让用户通过接收到的信息来进行生活及生产中的工作，为用户的用电计划提供理论的数据，使用户可以根据自身的实际情况来安排用电的顺序。电力公司也应当根据用户的用电情况来调整发电量，保证电能能够得到合理科学的使用，使发电计划合理化，促进企业经济的发展。通过采取电力负荷控制管理的措施，用户可以自由安排用电的时间，可以减少用户电力的支出。且电力公司可以采取相应的措施来应对市场的变化情况，保证能够及时有效的供电。用电高峰期容易造成线损，可以通过电力负荷控制装置来对高峰期的用电量进行有效控制，进而减少线损现象的发生。且通过采用电力负荷控制措施能够保证电能和计量装置的质量，有效保证供电的可靠性，进而实现电力企业营销自动化。且很多用电公司开始进行独立运作，很多硬件及软件技术也在不断发展，而电力负荷控制系统也成为用电公司的技术支持，其融合了营业运作、线损分析、多媒体信息、负荷预测等多种功能，是用电公司的必备设备。电力负荷控制系统目前已经深入到了用户内部，且目前的电力负荷控制技术能够实现负荷控制，并逐渐实现用电及配电的自动化管理，并得到了广泛的推广和应用。 3.2能够分析和预测负荷电量 预测的方法和手段以及预测所需的基础资料的质量决定了电力负荷分析的精确性。对数据的采集及整理是电力负荷控制系统的基本的功能，其获得的数据是预测及分析负荷电量的重要依据，且电力负荷控制系统提供的数据可以保证负荷电量分析及预测的准确性。 3.3远程自动抄表
电力电子技术实验总结 随着大功率半导体开关器件的发明和变流电路的进步和发展，产生了利用这类器件和电路实现电能变换与控制的技术——电力电子技术。电力电子技术横跨电力、电子和控制三个领域，是现代电子技术的基础之一，是弱电子对强电力实现控制的桥梁和纽带，已被广泛应用于工农业生产、国防、交通、能源和人民生活的各个领域，有着极其广阔的应用前景，成为电气工程中的基础电子技术。 本学期实验课程共进行了四个实验。包括单结晶体管触发电路实验，单相半波整流电路实验，三相半波有源逆变电路实验，单相交流调压电路实验. 单结晶体管触发电路实验 实验目的 (1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。 (2)掌握单结晶体管触发电路的基本调试步骤。 实验线路及原理单结晶体管触发电路利用单结晶体管(又称双基极二极管)的负阻特性和rc充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路。v6为单结晶体管，其常用型号有 bt33和bt35两种，由等效电阻v5和c1组成rc充电回路，由c1-v6-脉冲变压器原边组成电容放电回路，调节rp1电位器即可改变c1充电回路中的等效电阻，即改变电路的充电时间。由同步变压器副边输出60v的交流同步电压，经vd1半波整流，再由稳压管v1、v2 进行削波，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波通过r7及等效可变电阻v5向电容c1充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压up时，v6导通，电容通过脉冲变压器原边迅速放电，同时脉冲变压器副边输出触发脉冲；同时由于放电时间常数很小，c1两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压uv，使得v6重新关断，c1再次被充电，周而复始，就会在电容c1两端呈现锯齿波形，在每次v6导通的时刻，均在脉冲变压器副边输出触发脉冲；在一个梯形波周期内，v6可能导通、关断多次，但对晶闸管而言只有第一个输出脉冲起作用。电容c1的充电时间常数由等效电阻等决定，调节rp1电位器改变c1的充电时间，控制第一个有效触发脉冲的出现时刻，从而实现移相控制。 实验内容 (1)单结晶体管触发电路的调试。 (2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察。 单相半波整流电路实验 实验目的 1、熟悉强电实验的操作规程； 2、进一步了解晶闸管的工作原理； 3、掌握单相半波可控整流电路的工作原理。 4、了解不同负载下单相半波可控整流电路的工作情况。 实验原理 1、晶闸管的工作原理晶闸管的双晶体管模型和内部结构如下：晶闸管在正常工作时，承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。当承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降 到接近于零的某一数值一下。 2.单相半波可控整流电路（电阻性负载） 2.1电路结构若用晶闸管t替代单相半波整流电路中的二极管d，就可以得到单相半波可控整流电路的主电路。变压器副边电压u2为50hz正弦波，负载 rl为电阻性负载。 三相半波有源逆变电路实验 实验目的 1、掌握三相半波有源逆变电路的工作原理，验证可控整流电路在有源逆变时的工作条件，并比较与整流工作时的区别。
现代电力电子技术发展及其应用 摘要：电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域——电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。 一、引言 自上世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气控制技术舞台，标志着电力电子技术的诞生。究竟什么是电力电子技术呢？电力电子技术就是采用功率半导体器件对电能进行转换、控制和优化利用的技术，它广泛应用于电力、电气自动化及各种电源系统等工业生产和民用部门。它是介于电力、电子和控制三大领域之间的交叉学科。目前，电力电子技术的应用已遍及电力、汽车、现代通信、机械、石化、纺织、家用电器、灯光照明、冶金、铁路、医疗设备、航空、航海等领域。进入21世纪，随着新的理论、器件、技术的不断出现，特别是与微控制器技术的日益融合，电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展，随之而来的必将是智能电力电子时代。 二、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。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压
和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 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(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)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。 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(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。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。 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、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。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