浅谈电力电子技术应用

宁波工程学院

学年论文

论文题目：浅谈电力电子技术的应用

学院名称：电子与信息工程学院

专业：电气工程及其自动化092班

学生姓名：商家骐学号：09401170217

指导教师：孔中华

起讫时间：2011年10月10日至2011年12月30日

浅谈电力电子技术的应用

商家骐

( 宁波工程学院电子与信息工程学院浙江宁波315016)

Concerning the application of the power electronic technology

SHANG Jiaqi

(School of Electron and Information Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo 315016 , China)

摘要：电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。[1]

Abstract:Power electronic technology is based on the electronics, electrical principle and automatic control three subjects of the new study. Because it is itself a high-power electric technology, and are mostly for the application of high voltage of the service industry, reason often will it belongs to an electrician class. The main content of the power electronic technology including power electronic devices, power electronic circuits and power electronic device and its system. Power electronics device with semiconductor materials for basic, the most commonly used material for monocrystalline silicon; Its theoretical basis for semiconductor physics; Its technology for semiconductor devices process.

引言：

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大的电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅是因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。[2]

一．电力电子技术在工业方面的应用

随着电力电子技术的逐渐成熟，工业上各种对电器件的控制已经离不开电力电子技术了。现代工厂引进的设备种类繁多，每种设备対电的幅值频率要求都不会一样因此要求工厂具备繁多复杂的输电能力，配电能力和变频能力。下面举几个实用例子来阐述：

1.1 发电厂风机水泵的变频调速

发电厂的厂用电率平均为8％，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65％，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并有完整的系列产品，但具备高压大容量变压器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

图1 西门子风机水泵专用变频器

Fig.1 Siemens fan pump inverter

1.2输电环节的电力电子技术

1.2.1．直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDCLight)技术

电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点，对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网，高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流阀试验工程在瑞典建成，取代了原有的汞弧阀换流器，标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。目前，全球已建成的直流输电工程超过60项，其中具有代表性的工程有：

·巴西伊泰普直流输电工程(Itaipu HVDCtransmission project)，世界上已建成投运的输电电

压最高(±750kV)、输送功率最大(6000MW)的直流输电工程。

图2 巴西伊泰普直流输电工程

Fig.2 Brazil YiTaiPu HVDC project

·魁北克一新英格兰直流输电工程(Quebec--New England HVDC transmission project)，世界上最大的多端(5个换流站)直流输电工程。

图3 魁北克—英格兰五端直流输电工程接地极接线方式

Fig. 3 Quebec five England the dc transmission engineering grounding electrodes connection mode

1.2.2．柔性交流输电(FACTS)技术

FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期，是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，大幅度提高电力系统的稳定水平。

图4 输电线路

Fig.4 transmission lines

1.3PWM对直流电机的控制