电力电子技术在可再生能源中的应用

电力电子技术的发展及应用

朱磊1 侯振义1 张开2

（空军工程大学电讯工程学院 陕西 西安 710077）

（南京理工大学动力工程学院 江苏 南京 210000）

摘要：本文通过介绍电力电子技术的发展及应用，阐述了电力电子技术在国民经济中的重要作用，结合国家政策，描绘出我国电力电子行业的大好前景。

关键词： 电力电子技术 功率器件 逆变 能源

电力电子技术，又称功率电子技术。它主要研究各种电力电子器件，以及这些电力电子器件所构成的各种各样高效地完成对电能的变换和控制的电路或装置。它既是电子学在强电（高电压、大电流）或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电（低电压、大电流）或电子领域的一个分支，总之是强弱电相结合的新学科。

1 电力电子技术的发展

电力电子技术的发展与功率器件的发展密切相关， 1948年普通晶体管的发明引起了电子工业革命，1957年第一只晶闸管的问世，为电力电子技术的诞生奠定了基础。

1.1 电力电子技术的晶闸管时代

由于大功率硅整流器能够高效率的把工频交流电转变为直流电，因此在60年代和70年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得到大发展，这一时期称之为电力电子技术的晶闸管时代。

1.2 电力电子技术的逆变时代

20世纪70年代，随着自关断器件的出现，电力电子技术进入了逆变时代。七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。在70年代到80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。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。

1.3 现代电力电子时代

80年代末期和90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，使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转变创造了条件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

电力电子技术在电力系统电能储存中的应用

随着能源需求的不断增长和对可再生能源的广泛应用，电力系统的电能储存变得越来越重要。而电力电子技术作为一种核心技术，在电力系统电能储存中发挥着重要的作用。本文将从电力电子技术的基本原理、应用场景和未来发展方向等方面，介绍电力电子技术在电力系统电能储存中的应用。

一、电力电子技术的基本原理

电力电子技术是将电力电子器件与电力系统相结合，实现电能变换、调节和控制的一门技术。常见的电力电子器件包括直流-直流变换器、直流-交流变换器、逆变器等。电力电子技术的基本原理是利用这些器件实现电能的变换和控制。

二、电力系统电能储存的需求

电力系统电能储存能够解决可再生能源的不稳定性以及峰谷电能平衡等问题。通过将多余的电能储存起来，在需求高峰时释放出来，可以提高电力系统的可靠性和供电质量。同时，电能储存还可以作为备用电源，在突发情况下为用户提供应急电力。

三、电力电子技术在电力系统电能储存中的应用

1. 可再生能源储能系统

可再生能源储能系统是电力电子技术在电力系统电能储存中的一种常见应用。通过将可再生能源产生的电能转化为适合系统储存的形式，如蓄电池、超级电容器等，可以实现对可再生能源的高效利用和平稳输出。

2. 电动汽车充电桩

电动汽车充电桩也是电力电子技术在电力系统电能储存中的一个重要应用。通过电力电子技术实现对电动汽车电池的充放电控制和车辆与电网之间的能量传输，可以提高电动汽车充电效率和电网利用率。

3. 储能逆变器系统

储能逆变器系统是一种将电能储存与电能逆变技术相结合的应用。通过将储存的直流电能转化为交流电能，可以实现电网与储能系统之间的互联互通，灵活实现电能储存和释放。

四、电力电子技术在电力系统电能储存中的未来发展

随着电力系统电能储存需求的不断增加和技术水平的提升，电力电子技术在电力系统电能储存中的应用也会不断拓展和深化。未来，可以预见的一些发展方向包括：提高电力电子器件的功率密度和可靠性、降低储能系统的成本和能量损耗、优化储能系统的控制策略等。

电气工程的电力电子与自动化工程中的电机驱动

电力电子在电气工程中扮演着至关重要的角色，而电机驱动又是电力电子的核心应用之一。本文将对电力电子和自动化工程中的电机驱动进行详细介绍。

一、电力电子在电气工程中的应用

电力电子是研究电能的调节、处理和控制的一门学科，广泛应用于电气工程领域。在能源转换、电力控制和节能减排等方面发挥着重要作用。

1. 能源转换

电力电子可以将电能转换为其他形式的能量，如机械能、热能等。例如，通过电力电子设备可以将电能转换为机械能驱动电机，实现电力驱动。

2. 电力控制

电力电子可以对电能进行精确的控制，实现对电压、电流、频率等参数的调节。通过电力电子设备，可以实现电力系统的有源无功功率补偿、电力因数校正等功能，提高电力系统的稳定性和效率。

3. 节能减排 电力电子在电气工程中的另一个重要应用是实现节能减排。通过不同的电力电子装置，可以实现对交流电的调整和转换，减少能量损耗，提高能源利用效率，从而达到节能减排的目的。

二、电机驱动在电力电子与自动化工程中的应用

电机驱动是电力电子在自动化工程中的典型应用之一。通过电机驱动系统，可以实现对电机的精确控制，从而实现对相关机械设备的控制和调节。

1. 电机驱动的基本原理

电机驱动是指使用电力电子技术对电机进行控制的过程。通过调整电机的电流、电压、频率等参数，可以实现对电机的转速、转矩等关键性能的控制。电机驱动系统一般包括功率电子器件、控制电路、传感器等组成部分。

2. 电机驱动在工业自动化中的应用

电机驱动在工业自动化中具有广泛的应用。例如，在生产线上，电机驱动可以实现对传送带的控制，实现物料的输送和运行。在机械加工中，电机驱动可以实现对切削设备的控制，实现精确的加工过程。

3. 电机驱动在交通运输中的应用

电机驱动在交通运输领域也有着重要的应用。例如，电动汽车就是通过电机驱动实现对车辆的动力输出。同时，电机驱动可以实现对车辆的制动、转向等功能，提高整体驾驶控制性能。 4. 电机驱动在可再生能源中的应用

浅谈电力电子技术在新能源方面的应用

摘要：为了解决我国能源问题，我国必须将新能源开发放在关键位置。电子技术用来对电能进行控制，它在我国的发展已经有悠久的历史，我国的许多用电都会经过电子技术的处理，它在我国的国民经济中占有举足轻重的地位，影响着我国经济的发展方向。然而新能源的研发仍旧面临着许多问题，这就需要运用电子技术，将新能源应用到我们的生产生活中，解决我国能源不足的情况。

关键词：电力电子技术；新能源方面；应用

1新能源行业中电力电子的运用优势

第一，节能效率高。电力电子技术能将各种能源高效率的变换为高质量的电能，减少了资源浪费。现阶段我国主要能源消耗仍以煤炭为主，利用电力电子技术对风能，潮汐能进行电力转换，发展清洁能源，能有效节约能源，优化我国能源结构。第二，绿色环保。伴随着电力电子技术智能化，数字化的发展，采用新的电力电子装置，可以得到接近0的谐波含量和接近1的功率因数，实现了电力系统对外界的零污染排放。第三，控制精确度灵活化。传统的模拟控制电路具有接线复杂、系统反应迟钝、调试过程繁琐等缺点，因此适合控制较简单的线路控制。新型电力电子系统与传统相比有了很大的提升，通过运用数字控制技术，在保证灵活性和精确度的基础上实现控制和人机界面和通讯等功能。电子器件和电子产品的更新换代使得网络系统、通信系统和编码系统等领域的内容不断地相互碰撞和融合，使得现有设备的电子系统增加了许多功能，例如纠正、控制、调控等功能，设备变得更加简洁化，远程操控等操作变得更加便捷化，极大地满足了人们对控制准确性的要求。第四，安全可靠。无触点开关的研发与使用，既降低用电设备的起停消耗，还大大地延长设备的使用时间，提高了用电的安全性。

2电力电子技术的综述分析

能借助电力电子器件对电能进行转换及操控的现代技术，被称为电力电子技术。广义上认为，1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管代表着电力电子技术的诞生。电力电子技术的基本功能包括:整流、逆变、斩波、变频、变相等。电力电子技术为了能够满足不同用电装置的不同需求，它通过电网的工频电能，转换出不同性质、不同用途的电能。随着电力电子技术的诞生和发展，人类对电能利用的方式和利用电能的观念发生巨大的变化。电力电子技术对一个国家的工业发达程度有着重要影响，衡量一个国家工业发达程度的重要标志其中之一就包括电力电子装置变换和调节的控制。近年来，电力电子技术的作用不断上升，在国家的经济、科技、工业等领域都有着重要地位。