电力系统中的无线传输技术研究

无线电通信技术发展与创新

随着时代的发展与进步，各种先进的技术在我们生活中的应用越来越广泛，无线电通信技术取得了飞速的发展和广泛的应用，在为沟通和通信方面提供基本保障的基础上实现了信息的快速传递，促进了社会的现代化发展。文章首先对无线电通信技术的发展历史进行了回顾，分析了其主要特点，并基于当前现状对其未来的创新方法进行了重点探讨。

标签： 无线电通信；特点；技术创新

一、无线电通信技术的优势和缺点

（1）无线电通信技术中的优势

近年来，通信技术和无线电接入技术相结合，牢记目前的高科技，实现了低成本，高度灵活的信息传输，进一步促进了无限的力量通信技术的发展。通过这一举措带来了通信的优点是：无线电通信将不再有局限于空间和时间，可以随时随地的无线电通信，语音的交流和视频和数据信息的传输得到实现。随着通信技术和近几年的发展和无线电通信设备使得世界变得越来越小，设备功能越来越完善，智能化程度越来越高，在国家军事和生活两个方面网络构建中发挥到重要作用。此外，相比于有线通信技術，无线电通信技术的优势还体现在防水，防风，抗震等性能，无线电通信具有较强的抗洪灾，抗台风，抗震能力，主要因为它不会受到其他无线电信号的声源外部的电磁信号干扰，一般都能够保持顺畅的沟通。从这个角度来看，信号传输的稳定性和可靠性是无线电通信技术所具备的最大优点。

（2）无线电通信技术中的缺点

无线电通信技术也有两面性，也有它的实际应用的一些缺点。需要明确的是，虽然可以用无线电通信技术来解决传输线电缆的传输距离限制和传输距离远以及灵活的通信问题，但其信号易受到干扰和影响，信息极易被截取导致技术保密性较差的重大缺点。

二、无线电通信技术的发展及其应用的分析

（1）WLAN技术

WLAN是无线电通信技术中比较常见的一种，这种技术在当前社会中的应用比较多，在这种技术下比较成熟是wifi技术，比较适用于无线局域网。这种技术的应用已经比较广泛，但是仍然还存在着一些问题，比如安全隐患，主要是由于wifi采用的是射频技术，通过空气进行数据的发送和接收，因此在使用过程中难免会造成信息泄露的问题。

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有功、无功功率在电力系统中传输分析与研究

作者：黄栋 毛源

来源：《电子技术与软件工程》2015年第20期

摘 要

电力系统随时都在进行着功率的传输。根据电力系统基础理论公式，建立发电机与系统模型，以电力系统参数为参考，模拟发电机运行过程状态，分析电力系统中有功功率与无功功率的传输方向及决定因素。

【关键词】功率 传输 功角 模型

1 引言

电力系统中的能量在任何时刻都是守恒的，即在任何一个瞬间，电源发出多少电能，用户就要消耗多少电能。单位时间内电源发出（或用户消耗）的电能即是功率，该功率既包含有功功率又包含无功功率，我们把它称之为视在功率。因此电力系统时时刻刻都存在有功功率和无功功率的传输。有功功率和无功功率在系统中的传输存在本质上的区别。通过分析和研究有功功率和无功功率在系统中传输方向的决定性因素，对指导电力生产有着积极的现实意义。

2 发电机向系统传输功率

电力系统可以进行简化和等效为一个单机—穷大系统如图1所示。图1中，G为单台发电机，为发电机感应电动势，也称之为发电机空载电势，Xd为发电机的同步电抗，QF为发电机出口断路器，W为容量无穷大系统母线，为系统电压。因为电力系统为容量无穷大，因此电力系统电压不会受外界因素的影响而改变，它恒定为一常数。当断路器QF合上时，发电机并入系统运行，发电机与系统之间将存在功率的交换。

单机—无穷大系统的等值电路如图2所示。图中发电机电阻，可以忽略不计，所以发电机阻抗只以其同步电抗Xd表示。

设发电机向系统输送的功率为，当发电机向系统输送功率时，电流流过阻抗会产生电压降，以电力系统电压为参考向量，则根据图2可列出电压方程

（1）

因为，则上式为 龙源期刊网

（2）

电工新技术的原理和应用

1. 引言

随着科技的迅速发展，电工领域也不断涌现出新的技术和创新。这些新技术的出现不仅为电工行业带来了更高效、更安全的解决方案，同时也推动了整个社会的发展。本文将介绍电工领域中一些重要的新技术，包括其原理和应用。

2. 无线电力传输技术

无线电力传输技术是一项革命性的新技术，它可以将电能通过无线方式传输到设备中，从而无需通过传统的电线来进行传输。这项技术的原理是利用电磁波将电能传输到目标设备中，然后通过接收器将电能转换为可用的电力。无线电力传输技术的应用非常广泛，例如无线充电器、无线电动汽车充电等。

• 优点：

– 方便快捷，无需使用电线进行连接。

– 提高了设备的灵活性和移动性。

– 可在恶劣环境中进行电能传输。

• 应用案例：

– 无线充电器：如手机、无线耳机等电子设备可以通过无线充电器充电，无需与电源连接。

– 无线电动汽车充电：电动汽车可以通过无线充电技术进行充电，提高了充电效率和便利性。

3. 智能电网技术

智能电网技术，也被称为智能电力系统，是利用先进的通信、控制和信息技术来提高电力系统的运行效率和可靠性的一项技术。它通过实时监测和管理电力系统，使得电力的生成、传输和消费更加高效和可持续。智能电网技术的核心原理是基于大数据分析和人工智能，实现对电力系统的智能化管理和优化。

• 优点：

– 提高电力系统的效率和可靠性。

– 降低能源消耗，减少对环境的影响。

– 支持可再生能源的大规模接入。

• 应用案例：

– 智能电力监控系统：通过实时监测电网，快速发现故障并进行修复，提高电力系统的可靠性和安全性。 – 基于大数据分析的负荷预测：通过对历史数据的分析，预测负荷变化并进行优化调度，实现对电力系统的智能化管理。

4. 可穿戴式智能设备

可穿戴式智能设备是一种集成了电子技术和传感器的智能设备，可以直接穿戴在人体上。它可以实时监测人体的各项生理参数，并将数据传输到手机或其他设备上进行分析和处理。可穿戴式智能设备的原理是通过传感器采集数据，然后通过蓝牙或其他无线通信方式将数据传输到其他设备上。

无线能量传输技术　黄霞丽（湖北工业大学电气与电子工程学院，湖北武汉４３００７４）　技术应用・　

摘　要：无线能量传输技术是随着对无接触供电的需求不断增加而逐渐发展起来的新技术。该技术不依赖于有线的传输媒介，对于有线供　电部署困难的场景尤其是人体内部医用装置的供电具有重要的意义。本文重点介绍无线能量传输技术的发展及当前主要的研究热点和研究　方向。同时针对无线能量传输技术存在的问题和应用前景进行了介绍。　关键词：无线能量传输；无线供电；电磁耦合　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｈｕａｎｇ　Ｘｉａｌｉ（Ｈｕｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｂｅｉ　Ｗｕｈａｎ，４３００７４）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｅｍｅｒｇｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｄｅｍａｎｄ　ｏｆ　ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ，　ｗｈｉｃｈ　ｒｅｑｕｉｒｅｓ　ｎｏ　ｖｉｓｉｂｌｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｍｅｄｉａ．Ｔｈｉｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ａ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｍｅａｎｉｎｇ　ｉｎ　ｓｃｅｎａｒｉｏｓ　ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｎｏｔ　ａｂｌｅ　ｔｏ　ｕｓｅ　ｗｉｒｅｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｏｆ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ｗｉｔｈｉｎ　ｐａｔｉｅｎｔｓ’　ｂｏｄｙ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｃｕｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｆｉｅｌｄ．Ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｏｖｅｒ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｒａｗ　ａ　ｐｉｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｔｒａｎｓｆｅｒ．ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ，ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　１无线能量传输技术的发展　无线能量传输技术是指通过非接触的方式传输的能量的　一种技术。自１８３１年法拉第发现电磁感应现象以来，电能主要　是靠导线来传输，电气设备主要通过插头和插座等电连接器的　接触来获得电能，这种传输方式会产生摩擦、磨损和裸露导体　等现象，很容易产生接触火花，从而影响供电的安全性和稳定　性“　。１８８８年，赫兹通过实验证明了电磁波可以在自由空间产　生，并能在接收端被检测到，这是最早的无线能量传输实验。　到十九世纪末，物理学家尼古拉正式提出无线能量传输的构想　［５　６１。由于早期无线能量传输的效率很低且没有市场需求，因此　人们对这一研究缺乏热情。直到二十世纪六十年代，随着医学　的发展，对人工心脏等心脏辅助装置的无线供电的需求促使人　们开始研究无线供电技术在医学上的应用。随后，到了九十年　代，人们对这一技术研究的兴趣越来越浓厚，并开始对其进行　深入的研究，从而满足各行各业对无线供电技术的需求。　２国内外研究现状　新西兰奥克兰大学电子与电气学研究中心的Ｂｏｙｓ教授领　导的研究团队从上世纪９０年代开始对无线能量传输技术进行　了系统的研究，并在有轨车辆、电动汽车等领域取得了突破性　成果。美国通用汽车公司提出了在电动汽车上应用无线充电　技术的设想，于１９９６年１２月首次推出了利用无线能量传输技术　充电的电动车概念车ＥＶ１．其子公司Ｄｅｌｃｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ研制的　Ｍａｇｎｅ—ｃｈａｒｇｅ是最先商业化的电动汽车非接触电能传输系统　之一，专门用于ＥＶ１型电动汽车充电。日本从２０世纪９０年代初开　始研究电动汽车的无接触充电技术。日本崇城大学主要研究将　多个原边发射线圈埋在地面，接收线圈放置在汽车底部，线圈　周围放置了多个位置传感线圈，该位置传感线圈可以检测车辆　的位置，根据车辆位置来自动切换原边工作线圈对汽车充电。　作者简介：黄霞丽，女，广西钦州人，现就读于湖北工业大学电　气与电子工程专业。　我国在这一领域的研究起步较晚，从本世纪初开始，国内　研究工作者开始进行相关的研究。２００１年，西安石油学院的李　宏发表了第一篇关于感应电能传输技术在矿井用感应电力机车　上应用的可行性的文章。文章提出了开发井下感应电力机车的　意义及关键技术，并提出了具体实施方案的设想。中国科学院　电工研究所首次在国内研究了无线电能传输系统，对可分离变　压器的耦合系数、各种补偿拓扑结构、系统运行频率和负载对　系统性能的影响以及松耦合变压器初次绕组的几何形状、磁性　材料及相对位置对变压器耦合能量的影响进行了深入的理论研　究和实验，并针对该技术在磁悬浮列车无线供电中应用的可行　性进行了分析。重庆大学孙跃教室及其课题组从２００２年开始对　非接触式电能传输技术的基础理论及工程应用进行研究，自主　研发了三代样机系统，并申请或授权了多项专利。此外，浙江大　学电气工程学院、中科电工研究所、西安交通大学电气学院、南　京航空航天大学等科研机构在基础理论和相应的应用领域内　也做了大量的工作“’　。　３现有的无线能量传输技术　３．１辐射技术　辐射式无线能量传输技术是依靠先进的定向天线收发微　波束能量，在接收端依靠高性能接收和整流技术，实现较远距　离的无线电能传输。这种技术目前在距离很远，例如高空能量　输送平台中可以得到很好的应用。特别是在现代空间太阳能发　电的构想一—太阳能发电卫星中，此技术被用作将太空中太阳　能用微波辐射发送回地球，再由接收天线接收转换并二次辐射　给其他基站，永久的为人类提供能源。　对于辐射式能量传输技术的天线研究方面，发展列天线　是比较好的选择。列阵天线是一个由大量相同辐射单元组成的　孔径，每个单元自相位和幅度上是独立控制的。能得到精确可　预测的辐射方向图和波束指向。在微波源方面，必须满足两个　条件：一是要提高产生微波的功率。这需要研究更高功率的真