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总681期第十九期2019年7月河南科技Henan Science and Technology电力电子技术在新能源领域的应用步文智（国家电投集团江苏海上风力发电有限公司，江苏盐城224000）摘要：电力能源作为一种重要的可循环能源，仍然是我国经济发展过程中不可或缺的重要组成部分。
由于我国是能源消耗大国，因此，考虑将电力电子技术应用于新能源领域。
由此，本文首先分析电力电子技术应用于新能源领域的必要性，然后探讨电力电子技术应用于新能源领域的措施，以不断优化我国能源使用结构，促进新能源领域健康发展。
关键词：电力技术；电子技术；新能源领域中图分类号：TM1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）19-0123-02 Analysis on the Application of Power Electronic Technology in New EnergyBU Wenzhi（National Electric Power Investment Group Jiangsu Offshore Wind Power Co.,Ltd.，Yancheng Jiangsu224000）Abstract:As an important renewable energy,power energy is still an indispensable part of China's economic develop⁃ment process.Since China is still a big energy consuming country,we should consider the application of power elec⁃tronics technology in the field of new energy.Therefore,this paper first analysed the necessity of applying power elec⁃tronics technology to the new energy field,and then discussed the measures of applying power electronics technology to the new energy field,in order to continuously optimize the energy use structure of our country and promote the healthy development of the new energy field.Keywords:power technology；electronic technology；new energy field随着我国科学技术的持续发展和人们对能源的需求不断提高，电力电子技术的应用越来越广泛。
第一章现代电力电子概述黄钰 2014223030041 一、电力电子技术概述电子电力技术包括电力电子器件、变流电路和控制电路三部分，是以电力为处理对象并集电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的综合性学科。
电力技术是一门涉及发电、输电、配电及电力应用的科学技术。
电子技术是一门涉及电子器件和由各种电子电路所组成的电子设备和系统的科学技术，控制技术是指利用外加的设备或装置使机器设备或生产过程的某个工作状态或参数按照预定的规律运行。
采用半导体电力开关器件构成各种开关电路，按一定的规律，周期性地，实时、适式地控制开关器件的通、断状态，可以实现电子开关型电力变换和控制。
这种电力电子变换和控制，被称为电力电子学（Power Electronics）或电力电子技术。
电力电子技术不是电力技术与电子技术简单的叠加，而是将现代电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域实现电力变换和控制，是一门综合了电子技术，控制技术和电力技术的交叉学科。
电力电子器件是电力电子技术的基础，电力电子器件对电能进行控制和转换就是电子电力技术的利用在21世纪已经成为一种高新技术，影响着人们生活的各种领域，因此对对电子电力技术的研究具有时代意义。
传统电力电子技术是以低频技术处理的，现代电力电子的发展向着高频技术处理发展。
其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，在不断的发展中促进了现代电力电子技术的广泛应用。
电力电子技术在1947年晶体管诞生开始形成，接着1956的晶闸管的出现标志电力电子技术逐渐形成一门学科开始发展，以功率MOS-FET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的出现，表明已经进入现代电子电力技术发展时代。
二、国内外研究现状上世纪八十年代后，大规模和超大规模集成电路技术得到了广泛的应用，为电力电子技术的快速发展打下了良好的基础。
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应用。
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以及以低频技术处理问题为主的传统电力电子学正在向高频技术处理问题为主的现代电力电子学转变。
统一电能质量控制器UPQC（Unified Power Quality Conditioner）为补偿三相不平衡、非线性负载的无功电流ioq 和谐波电流ioh对电源、电网的危害，可采用并联型电力电子变换器；为补偿电源电压的三相不对称、谐波畸变（有谐波电压vsh）以及偏离额定值vR，可采用串联型电力电子补偿器。
上图示出由串联型变流器和并联型变流器组成的统一电能质量控制器。
若负载电流(含有功、无功及谐波电流)为i o =i op +i oq +i oh ，若电源电压基波分量为v s1，谐波电压为v sh ，基波电压额定值v R 。
基波电压偏离值△v 1= v s1-v R ，电网电压v s = v s1+v sh = v R +△v 1+v sh 。
如果并联变流器Ⅱ被控为正弦电压源，输出电压指令为三相对称的基波额定电压v R ，串联变流器Ⅰ被控为正弦电流源，输出电流指令为与电源基波电压v s1同相的三相平衡的基波电流I s ，则并联变流器输出的无功电流和谐波电流将完全补偿负载的无功电流和谐波电流，使电源线路电流仅为有功电流I s ，cos φ=1。
同时串联变流器Ⅰ输出的串联电压△v 将完全补偿电源电压中谐波电压v sh 和基波电压的偏离值△v 1，负载端电压将是正弦基波额定电压v R 。
通过对并联、串联两个变流器进行适当控制，可实现较为理想的负载电能质量控制，所以称之为UPQC；由双变流器串、并联补偿的UPQC可以同时保证电网侧电流和负载侧电压的质量；UPQC控制比单个变流器更加复杂，控制成本高，在某些特殊场合下使用。
三逆变器及控制1.逆变器需求恒频恒压交流负载变频变压变速传动系统通信系统的直流开关电源新能源系统风力发电、太阳能电池、燃料电池、超导磁体储能等直流输电系统Ud/2 Ud/2T1T2r LCi1i0a+++u0+-u1负载Ud/2T1T2T3T4rLCi1i0++ba+-u1u0+负载（a）单相半桥逆变电路（b）单相全桥逆变电路开关模式中、小功率逆变器，采用PWM方式；大容量逆变器，采用多个桥式逆变电路通过变压器适当组合而成，每个桥式逆变电路的开关器件每周期仅通断一次，每个开关导电180o；输出波形性能指标谐波系数HF 总谐波畸变率THD畸变系数DF(Distortion Factor)性能指标逆变效率单位重量（或单位体积）输出功率可靠性指标输入电流交流分量电磁干扰EMI 及电磁兼容性EMC1/V V HF n n =∑∞==L ,4,3,2211n n V V THD ∑∞=⎟⎠⎞⎜⎝⎛=L ,4,3,22211n n n V V DF （表征经LC滤波后输出电压波形还存在畸变的程度）2.逆变器的控制以电压源型逆变电源（VSI）为例闭环控制系统框图rv 输出控制器PWM 形成给定-LC滤波器逆变桥负载ov 检测电路单相逆变器负载模型由于实际负载类型存在多样性，为了准确反映负载实际情况，不对逆变器负载做任何假定，把负载电流处理为逆变器的一个外部扰动输入量。
