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摘 要:本文以电力电子技术为研究视角,首先分析了电力电子技術的发展现状,然后从绿色变换的角度解读了电力电子技术未来的发展趋势。希望为我国电力电子技术的继续发展带去一定参考依据。
关键词:电力电子技术;绿色变换;发展趋势
前言
电力电子技术在社会发展、电力事业发展中发挥关键作用,如今该项技术已经走上成熟化,结合可持续发展的要求,绿色变换已经成为电力电子技术发展的必然趋势。
一、电力电子技术发展现状
电力电子技术将电力作为主要研究对象,通过高科技的电子器件实现对电能资源的转换与控制。就目前电力电子技术发展实际情况来看,大部分高新技术都与电网的参数控制、转换密切相关,进而实现对电力资源的高效利用。如今,电力电子技术对于大功率的转换与控制能力逐渐增强,这在一定程度上提高了生产力水平。下面针对电力电子技术的发展现状做出扼要概述:
第一,变换技术。所谓电力电子变换就是通过相关器件的作用对电网中的电能进行有效的转换,进而生成生产生活中需要的负载形式,就目前发展实际情况来看,主要包括四种转换电路的形式:(1)整流电路的转换(AC-DC):也就是将电网中的交流电能有效的转化为需要的直流电能,现阶段二极管转换技术、晶闸管转换技术在该转换形式中占据主导地位,因为这些技术的成本比较低可靠性比较高,但是现阶段生产生活对于电能质量的要求越来越高,所以PWM已经成为全新的研究与应用热点技术。(2)斩波电路的转换(DC-DC):也就是将直流电能通过特殊的技术处理转化为另外一种形式的直流电能,如果按照功能的角度来划分,主要可以分为升压、降压、丘克以及全桥等类型,在拓扑结构上来看并没有得到建设性的发展,如今的研究重点依旧处于软开关之上[1]。(3)逆变电路的转换(DC-AC):也就是将直流电能转化为交流电能的过程,通常情况下分为CVCF以及VVVF两种类型,就目前发展实际情况来看,在中功率以及小功率的领域中,PWM为逆变电路的逆变电源,而在大功率领域当中,多重化的PWM以及多电平PWM逆变电源的应用比较广泛。(4)交流电路变换(AC-AC):也就是将某一种交流电能通过特殊的技术处理以及电力电子器件的作用有效变化为另外一种交流电能,其中只对电力幅值进行改变的被称之为交流调压电路,而针对频率进行改变的被称之为变频电路。
第二,控制技术。电力电子控制技术的主要职责与价值就是利用自动化控制理论以及现代电子计算机技术实现系统的有效控制,进而提高电力系统的整体性能,如今集成化控制以及数字控制已经成为大势所趋,通常情况下来讲,控制方式主要包括以下五种。(1)相控:主要的表现为变流器脉冲相位发生改变;(2)频控:主要的表现为脉冲频率发生改变;(3)斩控:主要的表现为导通比发生改变;(4)相频控制:是方式(1)与(2)的结合;(5)斩频控制:是方式(3)与(4)的结合。如今PWM技术已经非常成熟,正逐渐朝着高端、创新、精细的方向发展,从电力事业发展实际情况来看,PWM技术已经广泛的应用到了1KHZ-1000KHZ的斩波电路以及1KHZ-20KHZ的整流电路当中,同时在应用的过程中已经实现了标准化运作,极大程度的推动了电力电子控制技术的发展,进而实现了对电能资源的高效利用。
二、电力电子技术的绿色变换
在社会快速发展,工业化水平逐步提高的社会背景下,社会生产与生活对于电力资源的需求量逐渐增大,这就使得电力事业发展实践中同样面临着环境与能源之间的尖锐矛盾,从而高效率的电力能源生产,高品质的用电与电力服务已经成为不可逆转的必然趋势,基于此电力电子技术的发展凸显出了重要价值与现实意义,电力电子技术的创新突破与电子计算机技术的快速发展成为了新世纪中最重要的两项技术。但是,传统的电力电子技术装置在应用的过程中会产生一定的谐波污染,这已经成为现阶段阻碍电力电子技术进一步健康稳定发展的瓶颈问题,从而也就在客观上驱使着相关部门在发展电力电子技术的过程中必须注意对谐波污染的有效抑制,这也就是所谓的电力电子技术绿色转换,从可持续发展、科学发展观、人类命运共同体等相关理论的角度出发,对于谐波污染的抑制必须要上升到绿色设计这一高度来重视,所以电力电子绿色化是下一阶段发展实践中主要关注的重点问题[2]。通常情况下来讲,在电网中所存在的交流电压以及电流都是呈现正弦状态的,而电力电子的绿色设计与绿色变换的主要价值与目标就是要对相关装置运行过程中所产生的谐波进行补偿或者削弱,也或者是从根本上去抑制谐波污染的出现,所以在未来的发展过程中,不仅要针对硬件结构进行调整,同时还要对整个系统实施优化。
结语:电力电子技术如今的发展速度非常快,这对于社会生产力水平的提高以及人民群众生活质量的改善发挥重要作用,然而在电力电子技术快速发展的背景下也隐藏着非常严重的谐波污染,所以绿色转换是电力电子技术发展的主要趋势。
参考文献
[1]魏文新,丁钟江.现代电力电子技术的发展趋势探析[J].工程技术研究,2017(02):247+254.
[2]张辉,康勇,陈坚.电力电子技术的现状与绿色变换的发展趋势[J].海军工程大学学报,2001(05):89-93.
(作者单位:北京交通大学海滨学院)
关键词:电力电子技术;绿色变换;发展趋势
前言
电力电子技术在社会发展、电力事业发展中发挥关键作用,如今该项技术已经走上成熟化,结合可持续发展的要求,绿色变换已经成为电力电子技术发展的必然趋势。
一、电力电子技术发展现状
电力电子技术将电力作为主要研究对象,通过高科技的电子器件实现对电能资源的转换与控制。就目前电力电子技术发展实际情况来看,大部分高新技术都与电网的参数控制、转换密切相关,进而实现对电力资源的高效利用。如今,电力电子技术对于大功率的转换与控制能力逐渐增强,这在一定程度上提高了生产力水平。下面针对电力电子技术的发展现状做出扼要概述:
第一,变换技术。所谓电力电子变换就是通过相关器件的作用对电网中的电能进行有效的转换,进而生成生产生活中需要的负载形式,就目前发展实际情况来看,主要包括四种转换电路的形式:(1)整流电路的转换(AC-DC):也就是将电网中的交流电能有效的转化为需要的直流电能,现阶段二极管转换技术、晶闸管转换技术在该转换形式中占据主导地位,因为这些技术的成本比较低可靠性比较高,但是现阶段生产生活对于电能质量的要求越来越高,所以PWM已经成为全新的研究与应用热点技术。(2)斩波电路的转换(DC-DC):也就是将直流电能通过特殊的技术处理转化为另外一种形式的直流电能,如果按照功能的角度来划分,主要可以分为升压、降压、丘克以及全桥等类型,在拓扑结构上来看并没有得到建设性的发展,如今的研究重点依旧处于软开关之上[1]。(3)逆变电路的转换(DC-AC):也就是将直流电能转化为交流电能的过程,通常情况下分为CVCF以及VVVF两种类型,就目前发展实际情况来看,在中功率以及小功率的领域中,PWM为逆变电路的逆变电源,而在大功率领域当中,多重化的PWM以及多电平PWM逆变电源的应用比较广泛。(4)交流电路变换(AC-AC):也就是将某一种交流电能通过特殊的技术处理以及电力电子器件的作用有效变化为另外一种交流电能,其中只对电力幅值进行改变的被称之为交流调压电路,而针对频率进行改变的被称之为变频电路。
第二,控制技术。电力电子控制技术的主要职责与价值就是利用自动化控制理论以及现代电子计算机技术实现系统的有效控制,进而提高电力系统的整体性能,如今集成化控制以及数字控制已经成为大势所趋,通常情况下来讲,控制方式主要包括以下五种。(1)相控:主要的表现为变流器脉冲相位发生改变;(2)频控:主要的表现为脉冲频率发生改变;(3)斩控:主要的表现为导通比发生改变;(4)相频控制:是方式(1)与(2)的结合;(5)斩频控制:是方式(3)与(4)的结合。如今PWM技术已经非常成熟,正逐渐朝着高端、创新、精细的方向发展,从电力事业发展实际情况来看,PWM技术已经广泛的应用到了1KHZ-1000KHZ的斩波电路以及1KHZ-20KHZ的整流电路当中,同时在应用的过程中已经实现了标准化运作,极大程度的推动了电力电子控制技术的发展,进而实现了对电能资源的高效利用。
二、电力电子技术的绿色变换
在社会快速发展,工业化水平逐步提高的社会背景下,社会生产与生活对于电力资源的需求量逐渐增大,这就使得电力事业发展实践中同样面临着环境与能源之间的尖锐矛盾,从而高效率的电力能源生产,高品质的用电与电力服务已经成为不可逆转的必然趋势,基于此电力电子技术的发展凸显出了重要价值与现实意义,电力电子技术的创新突破与电子计算机技术的快速发展成为了新世纪中最重要的两项技术。但是,传统的电力电子技术装置在应用的过程中会产生一定的谐波污染,这已经成为现阶段阻碍电力电子技术进一步健康稳定发展的瓶颈问题,从而也就在客观上驱使着相关部门在发展电力电子技术的过程中必须注意对谐波污染的有效抑制,这也就是所谓的电力电子技术绿色转换,从可持续发展、科学发展观、人类命运共同体等相关理论的角度出发,对于谐波污染的抑制必须要上升到绿色设计这一高度来重视,所以电力电子绿色化是下一阶段发展实践中主要关注的重点问题[2]。通常情况下来讲,在电网中所存在的交流电压以及电流都是呈现正弦状态的,而电力电子的绿色设计与绿色变换的主要价值与目标就是要对相关装置运行过程中所产生的谐波进行补偿或者削弱,也或者是从根本上去抑制谐波污染的出现,所以在未来的发展过程中,不仅要针对硬件结构进行调整,同时还要对整个系统实施优化。
结语:电力电子技术如今的发展速度非常快,这对于社会生产力水平的提高以及人民群众生活质量的改善发挥重要作用,然而在电力电子技术快速发展的背景下也隐藏着非常严重的谐波污染,所以绿色转换是电力电子技术发展的主要趋势。
参考文献
[1]魏文新,丁钟江.现代电力电子技术的发展趋势探析[J].工程技术研究,2017(02):247+254.
[2]张辉,康勇,陈坚.电力电子技术的现状与绿色变换的发展趋势[J].海军工程大学学报,2001(05):89-93.
(作者单位:北京交通大学海滨学院)