電力電子技術的論文
電力電子技術的論文
隨著電力電子電路在國民經(jīng)濟各領域中的廣泛應用，其重要性日趨彰顯，人們對其穩(wěn)定性和可靠性的要求也越來越高。下面是學習啦小編為大家整理的電力電子技術的論文，供大家參考。
電力電子技術的論文范文一：Matlab電力電子技術應用
【文章摘要】信息技術的快速發(fā)展推動許多學科進一步完善，以電力電子技術為例，其本身具有較強的理論性、實踐性等特征，涉及的波形圖、電路圖也較多，相關設計人員需掌握較多相關理論，且在設計分析中面臨較多的難題。在此背景下便提出仿真技術，即Matlab，其可通過相應模型的構建使所有波形結果具有可視化特征。對此，本文將對電力電子設計中Matlab應用的必要性、基于Matlab的系統(tǒng)模塊構建以及系統(tǒng)仿真思路進行探析。
【關鍵詞】Matlab;電力電子技術;應用
0前言
作為近年來能夠合理控制電能形態(tài)的技術，電力電子技術在信息技術推動下得到快速發(fā)展，其以自身相關器件轉換與控制電能，無論數(shù)瓦電器或數(shù)千瓦輸電系統(tǒng)，都可通過電力電子裝置進行控制。據(jù)統(tǒng)計分析，國外許多發(fā)達國家依托于電力電子技術所轉換的電能達到90%，而這一轉換過程的實現(xiàn)主要得益于其在仿真過程中能夠取得精確的結果。因此，本文對電力電子技術中Matlab的應用研究，對促進電力電子技術發(fā)展具有十分重要的意義。
1電子電路設計中Matlab應用的必要性
目前，電子電路設計中逐漸強調以自動化為主，通過原理圖設計與仿真相應的電路，使電子電路的設計達到最優(yōu)，并分析電路中的最壞條件等。然而這些設計自動化目標的實現(xiàn)，要求將控制領域中的典型代表Matlab引入其中，其具備基本交互式編程能力，且較多圖像或數(shù)據(jù)處理以及原理圖設計等都可利用其完成。特別Matlab近年來發(fā)展中，版本處于不斷更新態(tài)勢，且有較多系統(tǒng)模塊與模型如電力電子器件、電路以及電機等都被囊括其中。加上完善中將Sinulink環(huán)境引入其中，更能容納較多關于電力電子的相關模塊，為電路電子設計提供具體的指導。同時，電力電子系統(tǒng)在構造中，將Matlab引入其中，也可直接通過仿真計算以測出相關電路結果，無需考慮以往因硬件試驗條件缺失而難以仿真的難題，保證設計精準性的同時減輕設計人員的負擔。因此，將Matlab引入電子電路設計中極為必要。
2基于Matlab的模型構建
模型構建中主要需考慮到Simulink環(huán)境，根據(jù)電氣系統(tǒng)設計要求，將其融入SinPowerSystems中，該仿真系統(tǒng)對電力電子系統(tǒng)以及電路都較為適用，而且能夠仿真電路傳輸過程以及電機拖動系統(tǒng)等。其中，SinPowerSystems模塊在內容上應以晶閘管、整流二極管、Mosfet模塊、Diode模塊等為主，同時的也容納較多集成度較高的模塊與底層模塊等，如Universalbridge、Thyristor模塊。實際建模過程中由于需考慮整流系統(tǒng)，所以對各模塊要求合理建模。具體建模過程中，主要需考慮Sinulink系統(tǒng)構建、仿真等問題，實現(xiàn)的步驟體現(xiàn)在：①將Sinulink進行打開，可從Matlab中尋找具體內容;②完成Sinulink構建后，對其進行命名，可使模型后綴名界定在mdl上;③根據(jù)電子電路設計需要，在模塊集中進行相應模塊的尋找，將其向所構建的模型放置;④進行電力電子系統(tǒng)的構造，并對該系統(tǒng)進行仿真;⑤綜合分析仿真結果，得出最終結論。
3基于Matlab系統(tǒng)仿真研究
電力電子技術實際設計過程中，其目標多集中在如何控制與變換電能方面，其中電力可細化為直流電力、交流電力為主，前者多表現(xiàn)在干電池、蓄電池方面，而后者集中在公用電網(wǎng)方面。但電力由電源獲取，應在電力變換的基礎上才可滿足電力電子設計要求，所以應做好電力變換工作。現(xiàn)行電力變換中，常用的方式主要以直流變與交流變直流、交流為主。一般被叫做整流的為交流變直流，而作為逆變的則為直流變交流;直流變直流主要指不同電壓下直流的轉變，交流變交流則叫做的交流電力控制，側重于變換電力或電壓。明確這些內容的基礎上，便可引入Matlab完成仿真。具體仿真過程主要表現(xiàn)在以下幾方面。
3.1仿真過程在整流電路中的實現(xiàn)
近年來整流電路在應用過程中，多以三相橋式類型為主，所以將Matlab引入后，主要對三相橋式類型電路進行仿真。具體仿真中，首先需做好Sinulink環(huán)境的構建，在此基礎上完成三相橋式系統(tǒng)結構模型的構建。實踐研究發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)結構中要求電橋模塊需保證具有較高的精度，且在觸發(fā)脈沖方面，也需引入具體的脈沖發(fā)生器，這樣可達到整流電路要求。完成仿真模型構建后，便可得到仿真結果，若利用相應的波形圖表示，整個三相橋式電路在整流結果上將更清晰的顯示出來，僅需對控制角進行操作，便可得到整流波形變化結果，為電路設計提供準確的參考。
3.2仿真過程在逆變電路中的實現(xiàn)
對于逆變電路，其主要指直流電轉換為交流電。目前，逆變電路的應用也較為常見，如較多直流電源包括太陽能電池或蓄電池等，在對交流負載進行供電時要求逆變電路作用充分發(fā)揮。同時，也有許多電力電子裝置，如感應加熱或不間斷電源以及變頻器等，其在設計過程中都需將逆變電路作為核心內容。所以電力電子技術中關鍵的內容在于逆變電路方面。需注意的是，區(qū)別于直流側電源，逆變電路通常以電流型、電壓型兩種形式為主，在仿真過程中需通過Matlab做好全橋電路的構建，在此基礎上完成仿真過程。根據(jù)實踐發(fā)現(xiàn)，整個構建的結構中，全橋逆變在構成上主要以四個橋臂為主，且各橋壁需依托于PWM發(fā)生器向其提供脈沖，這樣便可通過仿真結果判斷逆變后負載電流、電壓波形等。綜合來看，無論將Matlab用于整流電路或逆變電路中，僅需保證Sinulink環(huán)境合理構造，將相關電路與具體設計內容進行仿真，便可得到相關的波形與設計性能指標，為電路電子設計提供合理指導。
4結論
電力電子技術中引入Matlab能夠為設計提供更多的指標數(shù)據(jù)。實際引入中應正確認識電力電子技術、Matlab的基本內涵，以Matlab為依托進行電路電子模型的具體構建，在此基礎上將整流電路與逆變電路引入具體仿真過程中，可結合仿真結果分析實際設計中需注意的問題，能夠保證電路電子的設計更為完善，推動電力電子技術的進一步發(fā)展。
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電力電子技術的論文范文二：智能電網(wǎng)中電力電子技術研究
【文章摘要】改革開放以來，我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，對國家電網(wǎng)系統(tǒng)提出了越來越高的要求，鞭策著電力行業(yè)人員采取新理念、新技術以提高國家電網(wǎng)的供電能力和供電水平?？萍嫉牟粩喟l(fā)展同樣帶動了各行各業(yè)的電動化、信息化、智能化，在其影響下，國家電網(wǎng)系統(tǒng)也正朝著智能電網(wǎng)方向發(fā)展，攻堅克難，不斷進步。在智能電網(wǎng)的構建和發(fā)展中，電力電子技術的運用起到了重要的推動作用。本文便在現(xiàn)有的智能電網(wǎng)的高科技中重點講解了電力電子技術，為其發(fā)展提供了一定的參考價值。
【關鍵詞】電子電力技術;智能電網(wǎng);電力系統(tǒng);優(yōu)化配置
在持續(xù)提高的科技水平和蓬勃發(fā)展的經(jīng)濟的雙重影響下，越來越多的企業(yè)實現(xiàn)了信息化、智能化，國家電力系統(tǒng)作為一個國家的重要能源基礎設施，其發(fā)展水平和智能化程度直接制約著一個國家的發(fā)展和人民的生活水平的提高?，F(xiàn)階段，我國電力行業(yè)在結構、技術以及規(guī)模上進行了一定的改革，嫻熟、合理的使用各種先進的科學手段，努力構建安全、可靠的國家電力系統(tǒng)，不斷提高國家電網(wǎng)的現(xiàn)代化、信息化、智能化程度，從而滿足可持續(xù)發(fā)展提出的各類要求。在我國大力建設電網(wǎng)的過程中，電力電子技術作為領先的科學手段，逐漸發(fā)揮出了其他技術不能勝任的能力，對于實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、自動化、智能化都有著重要意義，因此深入了解智能電網(wǎng)中電力電子技術的現(xiàn)狀，對于推廣其應用范圍等具有實際價值。
1我國智能電網(wǎng)構建現(xiàn)狀分析
智能電網(wǎng)集中了信息技術、通訊技術、計算機技術，融合了既有的國家電網(wǎng)基礎設施，減少了對環(huán)境的污染程度，提高了電網(wǎng)輸電效率和損耗。而我國的智能電網(wǎng)起步較晚，相較于其他國家的研究來說，較為落后，因此開展了大規(guī)模的涉及智能電網(wǎng)方面的相關實踐研究，努力培育出了一批具有國際先進水平、引領電網(wǎng)發(fā)展的科技成果。這些科技成果都為我國推動智能化電網(wǎng)建設提供了基礎的技術支撐。
2電力電子技術推動智能電網(wǎng)發(fā)展
2.1保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定，提高可靠性
作為電力領域先進的電子技術之一的電力電子技術，其主要原理就是應用GTO、IGBT等電力電子器件對電能進行轉變和調控，從而順應電網(wǎng)發(fā)展趨勢，提高電網(wǎng)輸送能力、降低輸送損失率、改善輸電質量。隨著國家和居民用戶用電量激增，國家電網(wǎng)承擔了越來越重的輸電任務，并且現(xiàn)階段我國的輸電線路、電網(wǎng)結構日益復雜，加大了國家電網(wǎng)的輸電和控制難度。因此，必須運用新的技術保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定，提高電網(wǎng)的可靠性，而先進的電力電子技術的應用可以在很大程度上提高我國國家電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性水平，以滿足國家和人民的用電需要。
2.2穩(wěn)定輸電質量，促進行業(yè)發(fā)展
在國家電網(wǎng)的發(fā)展過程中，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對電能的質量不斷提出新的要求，因此不能一味的注重電網(wǎng)輸電量指標的提高，同時還要兼顧輸電質量的提升，如何提高國家電網(wǎng)輸電質量是一個值得探討和研究的問題。保證國家電網(wǎng)輸電質量的穩(wěn)步提高對于維系社會穩(wěn)定、促進經(jīng)濟發(fā)展、提高人們生活水平都有一定的影響。而通過采用先進的電力電子技術來優(yōu)化電力系統(tǒng)資源配置，能切實提高國家電網(wǎng)智能化水平，有效改善國家電網(wǎng)的輸電質量，促進國家經(jīng)濟和人民生活水平的長足發(fā)展。
2.3資源優(yōu)化配置，促進可持續(xù)發(fā)展
日常生活中使用的電能，主要來自其他形式能量的轉換，包括水能(水力發(fā)電)、熱能(火力發(fā)電)、原子能(核電)、風能(風力發(fā)電)、化學能(電池)及光能(光電池、太陽能電池等)等，電能產(chǎn)生的地區(qū)也不盡相同，主要分布在西南、西北及沿海地區(qū)，因此需要建立完善的、穩(wěn)定的國家電網(wǎng)，提高國家電網(wǎng)的智能化水平以優(yōu)化電網(wǎng)資源配置。
3電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用
3.1高壓直流輸電技術
由于遠距離的交流電傳輸損耗的能源過多，不優(yōu)于用直流電的傳輸過程，因此我國現(xiàn)階段所采用的遠距離輸電流程主要是：在供電段，通過變壓設備和整流設備的作用，將本地的交流電轉變?yōu)橹绷麟?，然后傳輸?shù)捷旊娋W(wǎng)中，當電流到達目的端變電站后，再次通過變壓設備和整流設備的轉化，將直流電、轉變?yōu)榻涣麟?，然后將電能輸送給本地用電場所，此為高壓直流輸電技術，是長距離輸電的最佳手段。高壓直流輸電技術是一種先進的輸電技術，其具有輸送距離遠、能源損耗度低、輸電能力大、輸電穩(wěn)定性高等優(yōu)點。
3.2智能開關技術
伴隨著科技水平的提高，電網(wǎng)的也是朝著智能化的方向不斷發(fā)展,一些性能好、質量優(yōu)的智能開關設備也取得一定的階段性研發(fā)成果，逐漸應用于智能電網(wǎng)的構建中。智能開關設備起到了斷開或者閉合電路的作用，屬于一種電力系統(tǒng)的保護設備。一般來說,智能開關包括了三個組成部分，分別是總電源開關、分開關以及殼體。其中，總電源開關防止了輸電網(wǎng)絡的過壓和總過流;分開關則主要是防止過流或漏電等現(xiàn)象，保障用戶端用電安全的設備。
3.3柔性交流技術
在我我國的智能電網(wǎng)建設中，為了解決有效介入和分開新能源與清潔能源這兩種不同形式的能源，應當積極的、主動的推動柔性交流輸電技術在智能電網(wǎng)中的應用范圍。柔性交流技術與現(xiàn)代控制技術作為有效的、先進的輸電技術，將其合理的融合并進行推廣使用，能夠降低國家電網(wǎng)輸電過程中的能源損耗，提高了國家電網(wǎng)的輸電能力。
3.4高壓變頻技術
高壓變頻技術以其高達30%的節(jié)能優(yōu)勢，滿足了節(jié)點的目的。但我們應該注意到，其很容易造成高次諧波污染而使其應用的成本大為提高。雖然高壓變頻技術的成本較高，但是若將其運用與智能電網(wǎng),節(jié)能效果極為明顯，正是由于該技術優(yōu)秀的節(jié)能效果，因此吸引了了眾多企業(yè)的青睞，紛紛采用以大幅度降低企業(yè)的用電成本。未來的高壓變頻技術將會朝著結構緊湊、工藝集中、控制靈活的方面逐步發(fā)展。
4結束語
本文從我國智能電網(wǎng)構建現(xiàn)狀入手，分析我國現(xiàn)階段智能電網(wǎng)的構建水平和未來發(fā)展方向，隨即介紹了電力電子技術為推動智能電網(wǎng)發(fā)展所起到的作用，最后詳述了電力電子技術在智能電網(wǎng)中的應用范圍，為解決國家電網(wǎng)輸電能力和輸電質量起到了一定的借鑒作用，為推動電力電子技術在智能電網(wǎng)中發(fā)揮更大作用做出了貢獻。
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