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電力電子技術的發展史范文1

關鍵詞：電力電子技術；應用

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一、電力電子技術的基本概述

（一）電力電子技術的基本涵義

在當前的社會發展過程中，各領域都在進一步的創新科技，在電力電子技術領域的發展尤為顯著。電子電子技術也被稱為是功率電子技術，這一技術主要就是研究各種的電力電子器件，和與之所構成的能夠高效完成對電能轉換以及控制的電路以及裝置，這一技術不僅是電子學在高電壓以及大電流或者是電工領域的分支，同時也是電工學在弱電或者是電子領域當中的分支，總而言之是強弱電結合的新學科。

（二）電力電子技術的作用分析

首先它能夠對電能的使用進行優化，在電力電子技術的處理之下，電能的使用能夠達到合理以及高效和節約，從而有效的實現電能使用的最佳化。例如對于電力牽引以及工業窯爐等，應用電力電子技術能夠達到有效的節能效果。其次是對于我國的傳統產業以及發展機電一體化這些新興的產業有著改造的作用。再者是電力電子技術的高頻化和變頻技術的發展能夠使得機電設備對于工頻傳統能夠突破，從而向著高頻的方向進行發展。最后就是電力電子智能化的進展從很大程度上能夠把信息處理以及功率處理得到統一，從而使得微電子技術和電力電子技術得到有效的結合這能夠對電子技術的改革起到推動性作用。

二、電力電子技術的發展

（一）整流器時代

60 年代到 70 年代，大功率硅整流管和晶閘管占主導地位，這個時期被稱為電力電子技術的整流時代，大功率硅整流管和晶閘管也被稱為第一代電力電子器件，它們屬于半控型器件。利用大功率硅整流器高效地把工頻交流電變為直流電，大功率的工業用電由工頻交流發電機提供。

（二）逆變器時代

在 70 年代到 80 年代期間，電力電子技術實現了逆變，這個期間稱為逆變器時代。世界能源危機爆發，變頻調速裝置因為節能在工業領域大受歡迎。巨型功率晶體管（GTR）、門極可關斷晶閘管（GTO）、電力雙極型晶體管（BJT）、電力場效應管（Power-MOSFET）成為電力電子的主導器件，它們屬于全控型器件，通過對門極的控制可使其開通也可使其關斷。在開關速度性能上，全控型器件普遍高于晶閘管，可用于開關頻率較高的電路。它們屬于第二代電力電子器件。

（三）變頻器時代

80 年代，功率半導體復合型器件絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT）的橫空出世，推動了電力電子技術向高頻化發展。功率半導體復合型器件集合了驅動功率小、開關速度快、通態壓降小、載流能力大的優點，正在向高壓、高頻和大電流的大規模集成電路技術飛速發展，新型器件的性能也越來越完善，具有了以前難以實現的功能，它們屬于第三代電力電子器件，成為電力電子技術發展的里程碑，現代電力電子技術發展的墊基石。

（四）現代電力電子時代

隨著工業制造水平的逐步提高，也為了滿足人們更高的使用需求，智能功率模塊應運而生了。將功率開關器件和驅動電路集成在一起，形成一個整體體積小，重量輕，轉化效率高的狀態。克服了原來體積龐大的缺點，解決了轉化效率低適應負載能力差的難題，提高了供電的靈活性和可控性，而且內部還具有電壓、電流和溫度保護功能，即使發生負載事故或使用不當，也不會導致智能模塊自身受損壞。它們屬于第四代電力電子器件。

三、電力電子技術的應用

（一） 一般工業

工業生產中，一般都會使用到各種交流電動機，這些動力設備性能比較好，在，可以提供直流斬波電源，或者提供可控整流電源。但是提供的主體是電力電子裝備。眾所周知，交流電機變頻調速技術是整個電氣節能最關鍵的技術，相對于傳統的大型機器而言，使用的是電力電子交流節能技術，將其作為電力驅動電源，可以節能電能達到30%。近年來，隨著電力電子技術得以發展，使得交流電性能得以發揮出來，隨著社會不斷發展，交流調速技術得到廣泛應用，逐漸占據市場。

（二）在電力系統中的應用

當電力系統離開了電力電子技術之后，電力現代化建設將很難實現。電力系統建設發展中，得到了電力電子技術支撐，現代化建設目的得以實現。高壓輸電是基于發電廠借助變壓器，將發電機發出的電壓將其升壓之后再輸出的一種全新方式。高壓直流輸電端位置以及受電端位置，一般都是使用晶閘管變流裝置，這可以避免了大容量以及長距離輸送導致電力系統出現損耗問題出現，為輸電系統使用奠定技術基礎，從而為良好輸電提供保障。在配電網系統中，電力電子裝置還可以被使用于電能質量控制，例如，使用于閃變、瞬間停電以及電壓跌落等等電能質量控制中，更好的保障供電質量。

（三）交通運輸

電子電力技術交通中被廣泛使用，DC ／DC 變換技術被大量使用于地鐵、動車以及無軌電車中。在使用中，可以更好的控制無極變速，提升控制質量。在使用中，最常表現在于電氣機車中的直流機車選擇了整流裝置將其作為供電設備。但是，交流機車如果采用了變頻裝置進行供電，那么需要借助電力電子裝置做好電力驅動和和電力控制。例如：直流斬波器被廣泛使用于軌道車輛中，常見的磁懸浮列車中電力電子技術使用，這是一項技術要求較好，關鍵之技術使用案例。其中借助電動汽車將其作為蓄電池，提供能源，需要做好電力驅動控制工作。那么使用蓄電池進行充電，不能離開電源。因此，航海、航空也離不開電子技術。

四、電力電子技術未來的發展

觀看技術發展進程中看出，半導體器件使用推動了電子技術得以快速發展。當前晶閘管等電力半導體器件有著重要的角色，尤其是在電力電子技術使用過程中。進入的到79 年代之后，半控型晶閘管使用開始有新的改變。之前從低壓的小電流逐漸向高壓大電流方向發展，而且還研究出大量的電子產品。這些產品被成為電子器件，隨著電子技術不斷發展，這些產品被廣泛使用。因此，被稱為第一代電力電子器件，隨著電力電子技術不斷發展，該技術使用范圍不斷擴大，將其使用于電子技術理論研究和半導體制造使用，使得工藝水平逐漸提高。我國隨后研究出了GTR、GTO、功率MOSFE 等等電子器件，這些器件都是全控制型的電子器件，被成為第二代電力電子器件。近年來，隨著技術水平不斷發展，研究出了絕緣柵雙極晶體管(IGBT) 為代表的第三代電力電子器件，逐漸向響應快、高頻率方向發展，這是一個質的飛躍，在我國國民經濟發展中具有重要作用，它推動了我國經濟不斷發展，使得我國電子自動化進程邁進一部。進入90 年代之后，電子電力器件發展更快速，逐漸朝復雜化、模塊化、智能化、功率集成的方向發展，以此形成了電力電子技術的理論研究、器件開發研制、應用的高新技術領域等，在國際上形成了新的技術熱門。目前世界上許多大公司已開發出IPM 智能化功率模塊，日本三菱、東芝及美國的國際整流器公司已有成熟的產品推出。我國國產的電力半導體器件研究水平相對于西方國家，我國的電力電子技術水平相對較低，我國應該不斷創新技術，不斷進行研究，提升科研水平，更好的保障經濟建設。我國電力半導體器件如果沒有跟上社會發展步伐，將會影響我國經濟發展水平。因此，我國的電力半導體產業發展任務艱巨。在未來發展中，應該進一步研究使用新材料，提升器件功率以及溫度范圍，之間降低器件價格，使得器件被使用的范圍更廣。系統實現集成化，當獲得更好的集成化之后，才更好保障系統可靠性和安全性。

五、結語

電力電子技術作為經濟發展的重要基礎，在各個行業中被廣泛的應用，對經濟的發展有著不可忽視的作用。隨著科學技術的不斷進步相信電力電子技術會取得更大的突破，從而為國家的建設與發展提供有力的保障。

參考文獻：

[1]田瑾. 電力電子技術的發展趨勢及應用[J]. 電腦知識與技術,2013,05:1190-1191+1197.

電力電子技術的發展史范文2

關鍵詞：電力自動化；電力系統；自動化技術；發展趨勢

中圖分類號： TM7 文獻標識碼： A

引言

電能作為一種具有易控制、輸送便利、轉換速度快、環境污染小等諸多優點的能源，在上個世紀八十年代成功取代蒸汽動力，成為社會經濟發展的能源基礎。與此同時，為適應現代化生產的節奏，具有對電能生產、傳輸和管理實現自動控制、自動調度和自動化管理的電力自動化技術應運而生。電力系統是一個地域分布廣泛、網絡結構復雜的綜合性系統，主要由變電站、發電廠、輸配電系統網絡以及終端用戶群組成，實行統一調度和運行，電力自動化技術的出現，很好的解決了電能在輸送過程中的各種問題，極大的推動了電力工程的發展。

一、電力自動化技術的內容和工作原理

電力自動化技術的工作原理就是利用現代化的計算機、通信技術，借助發達的網絡系統，聯系發電廠和變電站，通過自動化的計算機系統進行信息數據的傳輸、共享、整理和管理，對整個電力系統的運行過程進行檢測和控制。電力的自動化主要體現在以下三個方面，即配電的自動化、變電站的自動化和電網調度的自動化。

1、配電的自動化

配電自動化是利用計算機技術，借助現代網絡進行數據傳輸，通過系統自動實現運行過程中的監視和控制，這樣工作人員僅僅通過計算機就可以實時的掌握電力系統運行的具體情況，了解運行參數，從理論到實際上實現人機合一，從而減少操作人員的工作量，節約運行的費用，提高生產的效率和電力運行的經濟效能；另一方面借助先進的計算機系統可以更明確、有針對性地找出故障發生的位置和產生的原因，并及時對事故進行控制，從而實現配電網的智能化監控管理，大力改進電力自動化系統的管理效率和經濟效益，使配電網始終處于更優、更安全、更經濟的運行狀態。

2、變電站的自動化

變電站自動化即利用先進的計算機技術、網絡技術和通信技術，并結合變電站的功能特點對這些技術進行進一步的開發和研究，經過技術創新和優勢整合，使之轉變成適合電力系統運行的技術，進而實現變電站原有功能的改進和優化，實現運行數據的無紙化、系統檢測的針對化、層次結構的明確化和人工使用的低耗化。通過變電站自動化系統使信息和數據的收集更全面和便捷，變電站內各設備的運營也更加可控和易于操作。目前，我國的變電站自動化技術已日臻成熟，在各規模層次的變電站中廣泛使用，使變電站的運行效率和可靠性得到了極大的提高，使電力系統的操作和運行具備了更好的可控性。變電站系統也慢慢由自動化向全數字化、集成化邁進，最終實現變電站無人值守的目標，做到真正的全自動化。

3、電網調度自動化

電網自動化是指通過計算機和網絡等現代化技術對電網進行自動的調控。即電網調度的工作人員可以通過計算機系統，利用先進的操作軟件，詳細的了解電網運行時的電壓、周波浮動頻率等情況，全面監控電網運行的狀態，實現數據信息的有效管理，避免意外事故的發生，同時做好事故發生時的應急準備，保證整個電網始終處于良好的運行狀態，盡快實現電網調度的數字化、集成化和智能化。

二、電力自動化技術的發展趨勢

如今電力系統自動化技術的發展趨勢主要表現在以下的幾個方面，開環監測為主轉化到是以閉環控制為主；技術功能單一向著多功能全方位的方向發展；由單個元件發展向全系統方向發展；由高電壓等級向著低電壓等級發展；讓裝置的性能更加的靈活，具有創新力和技術性。并且逐漸向著數字化的方向進行轉變。有效的確保高效的，經濟的，方便的供電；很好的結合電力系統的高效性和安全性。做到經濟和管理的自動化和高效化。保證在輸電過程中能夠順暢。

電力自動化技術能夠提高電力企業的工作效率，還可以減少很多方面的資金投入和減少勞動力的資金投入，更可以提升電力企業當中重要線路數值的檢測，保證系統穩定供電等，針對電力自動化技術發展趨勢做出簡要分析。

1、無線通訊技術

無線通訊技術的使用有效的避免了過去的現場布線環節，節約了時間和成本，通過計算機進行遠程鏈接就可以實現維修檢測人員與控制管理中心的信息共享，實現設備的可視化、遠程調控等功能，具有高度靈活性和實用性，是電力自動化技術發展的必然趨勢。

2、信息化技術

信息化技術是指電力生產的自動化和管理的信息化。其中電力生產的自動化實現了無人值班或少人值班，完全借助于自動化的監控系統來完成各項任務，不但節省了人力成本，而且推動了生產過程自動化水平的提高。另一方面我國電力調度的自動化已經達到了世界領先水平，建成了多項高效、可操作的自動化系統，為電力生產的自動化和管理的信息化提供了有力保證。通過管理的信息化更有力的促進了信息的及時獲取、傳遞和共享，有效提高了管理的效率，降低了管理的成本。信息化技術的發展是電力自動化技術不可或缺的重要部分。

3、安全技術

電力自動化運行的安全性是整個電力系統的重要前提和保障，僅依靠以前的以人工操作為主的系統運行存在很大的安全隱患，因此催生了眾多先進的計算機控制系統。如安全聯鎖系統，通過計算機進行設備的自動控制，操作人員只需要完成一個簡單的操作就可以完成一系列調整和調度，且萬無一失，大大提高了電力運行的安全性。安全技術是電力自動化技術發展中最基本也是最重要的要求。

4、傳動技術

主要是指變頻器和風電變流器在電力系統運行過程中的的使用。通過變頻器可以進行變頻調速，實現電力的節能減耗，具有安全、可靠、高效、節能的特點，廣泛應用于電力行業。風電變流器可以將風電產生的電能輸送到電網上，這種變流器具有安全性、可靠性、耐久性，并且在惡劣的環境中也同樣適合。傳動技術的發展對于提高電力自動化技術水平具有重要意義。

5、人機界面

人機界面簡稱為HMI，主要是人與計算機進行信息傳遞的媒介，所謂的人機界面就是人機結合，主要是人在與機器間互不沖突下進行人與機器的軟硬接觸，人機界面是自動化系統中的中心環節，機器對回收的數據進行分析后，轉換成人類可以接受的語言，進行反饋，人類接到機器的反饋采取相應的措施，通過人機界面把要傳達的命令進行輸入，機器接到指令后開始執行。

直流電源屏是電力行業非常重要的設備，承擔著為直流控制保護電器、高壓開關及斷路器提供操作電源的作用，它的可靠性直接關系到發電站的安全性。通過人機界面技術可以減少很多人工操作過程中的失誤，操作人員只需要打開計算機，通過鼠標、鍵盤、顯示器等操作工具就可以進行數據信息的反饋和系統運行的控制。人機界面技術的發展把我國的電力自動化技術推上了一個新的臺階。

三、結束語

隨著中國經濟的穩健發展，城市人口在不斷地增加，各個省市地區的企業如雨后春筍般迅速發展成長，所以居民用電量和工廠企業用電量大幅攀升，這就給我國的電力系統帶來了巨大的壓力和挑戰，國家電網不僅要滿足廣大民眾需求，而且要保持供電系統的穩定性以及整個系統的安全性，原有的電力系統已經不能滿足市場需求，在互聯網信息技術快速發展的今天，自動化技術已經進入了電力系統之中，并在其中起到了關鍵的作用。電力自動化技術的發展前進不僅僅只是為了方便和有效地進行電網線路的管理，而且還適用于整個電網大面積的排查、檢測和預警的作用，同時，對于抗外界因素對于自身電網的干擾還具有一定的作用，因此，電力自動化技術的發展和革新具備很高的價值，其發展趨勢和前景不用質疑。

參考文獻

［1］胡瑞華.淺析電力自動化技術發展現狀[J].科教導刊，2010（33）.

［2］薛帥斌.電力自動化技術在電力系統中的應用[J].城市建設理論研，2012.

［3］劉中飛.電力自動化發展現狀及展望[J].北京電力高等專科學校學報，2011.

電力電子技術的發展史范文3

【關鍵詞】電力系統自動化 發展 應用

【中圖分類號】TM76 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01―0295―01

在過去的20年里，隨著計算機技術的發展，通信技術，控制技術，現代電力系統已成為以計算機（Computer）、控制（Control）、通信（Communication）和電力設備和電力電子（Power System Equiqmentsand Power Electronics）為核心的自動控制系統，簡稱“CCCP”。電力信息系統自動化處理越來越大，考慮的因素較多，直接觀察和測量范圍更廣泛，可以控制對象越來越豐富。

一、電力系統自動化控制的發展趨勢：

1、現代電力系統自動控制技術具有以下的特性：

（1）在控制模式、區域、協調、智力和適應自動化技術的發展不斷優化。

（2）應對面臨的多機系統模型的設計和分析的問題。

（3）在基礎理論上實現更多的現代化控制理論。

（4）遠程通信的應用增加了電力電子器件和控制計算機的方法。

（5）研究人員在結構上需要的各種信息和儀器的聯合行動。

2、電力系統自動化的發展趨向于以下的幾個方向：

（1）系統監測向自動化控制系統的發展，如對AGC（自動發電控制）的總功率管理。

（2）從高電壓擴展到較低的電壓方向，例如EMS（能量管理系統）和DMS（配電管理系統）的電力管理。

（3）控制區域部分從各個組成部分向整個系統發展，如區域穩定控制系統和SCADA（監控和數據采集）的發展。

（4）從單一功能向多功能、一體化發展，例如變電站綜合自動化的發展。

（5）設備的性能向快速、靈活和數字化的方向發展，例如繼電保護技術的發展方向。

（6）自動化控制的目標逐漸智能化，尋求協調的發展和優化，例如勵磁控制的發展趨勢。

（7）通過提高系統運行的經濟性，在實現自動化管理和服務的基礎上保證效率和安全性，例如將MIS（管理信息系統）應用到電力系統自動化管理系統。

二、對于電力系統自動化產生重要影響的三項技術

1、動力系統的智能控制技術

在過去的電力系統控制中的應用發展研究大致可以分為以下幾個階段：單輸入單輸出，基于傳遞函數的控制，線性最優控制，非線性控制和多機系統的協調控制等階段。而面對智能控制階段的主要技術難點如下：

（1）電力系統的多目標優化動態特性和失效模式的轉換操作。

（2）電力系統是一個具有非線性、變參數（包括各種各樣的隨機性和不確定性因素并存，各種工作模式和故障模式）和動態變化等特點的系統。

（3）電力系統要求地方協調不同控制器，也需要不同的控制器的協調控制。

智能控制系統是控制理論發展的一個階段，主要用于解決復雜系統的控制問題，這些問題難以用傳統的方法解決；智能控制系統特別適合于具有模型不確定性的復雜控制系統，具有很強的非線性，需要高度的適應性。

智能控制系統在電力系統中的應用非常廣泛的應用前景，已適應人工網絡控制的快速汽門、人工控制網絡、ASVG電力制動快速綜合控制系統和基于多機系統（新型靜止無功發生器）的自主學習功能等。

2.FACTS和DFACTS

（1）FACTS概念的提出

這是在電力傳輸和分配的一種先進技術，為了提高電壓質量和系統穩定性的電力系統的發展迫切需要，改變傳統的傳輸容量而產生的新技術――柔流輸電系統（FACTS）。

所謂“柔流輸電系統”的技術也被稱為“柔流輸電系統”，是獨立或集成系統的重要組成部分，主要應用于傳輸系統功能的電力電子裝置，還可以對傳動系統的主要參數（如電壓、電抗和相位差等）進行調節控制，使傳輸更可靠和具有更高的效率和更大的可控性。這是一種將控制技術、計算機技術、電力電子技術等多方面技術應用于高壓輸電系統中，既提高系統性能的可控性、可靠性和電能質量，又能達到節能新技術的要求。

（2）柔流輸電系統（FACTS）的核心裝置ASVC的研究現狀

柔流輸電系統（FACTS）裝置的一個共同特點是：電力電子器件基于逆變器的快速切換。

ASVC由兩相逆變器和并聯電容器等組成。它不僅可以正確的穩態電壓，而且在穩定電壓的恢復期控制電壓的能力是很強的。與傳統設備和技術相比，ASVC控制的范圍大，反應速度快，降低機械損耗和旋轉噪聲，因為ASVC固態裝置，所以能穩定裝置響應的變化情況，因此其控制能力比同步調相機要好得多。

（3）DFACTS的研究趨勢

隨著高新技術產業和信息化的發展，電力用戶對供電質量和電氣設備的正常運行可靠性更加注重，甚至與生活產生越來越密的關系。可以說在信息時代對電能質量提出了更高的要求。

DFAcTS技術應用于柔流技術的配電系統，它的根據是Hingorani于1988提出配電網電能質量的新概念。其主要內容是：對電能質量的各種問題的全面解決方案，使用新的電力電子控制器的配電網和大型商業用戶端。

3、GPS時鐘統一生成和基于EMS動態安全監測系統

（1）基于GPS統一的新一代EMS

電力系統的監測和監控和記錄的電磁瞬態記錄儀和對系統穩態運行的重點關注各種故障數據采集的主要手段（SCADA）系統。前記錄的數據冗余，記錄時間較短，不同記錄儀缺乏溝通，使整個系統的動態特性分析是困難的；后者的數據刷新間隔時間較長，只能用于對系統的穩態特性分析。他們也有一個共同的缺點，在不同的地點之間的一個共同的準確的時間標記的記錄數據的缺乏，僅部分有效，這是很難分析整個系統的動力學行為。

（2）基于動態安全監測系統的新一代GPS

GPS是基于動態安全監測系統的新一代動態安全監測系統，結合原有的SCADA系統。電力系統動態安全監測系統的新一代，主要以同步定時系統，動態相量測量系統，通信系統和中央信號處理器是由四部分組成的。利用GPS實現同步相量測量技術和光纖通信技術，提供了相位控制的條件。GPS技術和相量測量技術的PMU（相量測量單元）設備相結合，逐步取代了RTU設備實現電壓，電流相量測量（相位和振幅）。對電力系統調度的穩定/準穩態監測動態監測發展是監測發展技術的必然趨勢。電力系統動態安全監測和實時控制技術的結合以GPS技術的應用和相量測量技術相結合為標志。

隨著控制技術的發展，電力系統自動化、計算機技術和信息技術面臨著前所未有的改革。智能控制系統和多媒體技術將很快進入電力自動化系統領域，信息技術的發展將促進電力監控系統的發展和促進電力自動化控制系統發展到一個完美的水平。

參考文獻

電力電子技術的發展史范文4

電力系統是我國國名經濟的基石。電力系統是由發電、變電、輸電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。現代社會需要的是安全可靠經濟的電能。電力系統主要由發電輸電變電配電及用電等5部分組成。電力系統是一個具有復雜的大系統由于用戶的不斷增加的需求,電網對于技術的要求水平也提出了越來越高的要求。

1 電力系統自動化的發展趨勢總的發展趨勢的特點研究

1.1 電力系統自動化的圖形化特點

因為電力系統聯網工程的正式啟動,電力系統的調度管理、數據計算分析呈現出傳輸路徑的交叉性,信息更新越來越高速這樣的幾種特點。在計算機技術和通信技術的快速發展下,電力系統技術整合也在蓬勃發展著。電力系統信息數據處理上已經不再使用傳統的處理方式,而是使用圖形化處理這樣的新技術,這樣看到圖形,電力系統管理者就能了解電力系統的變化發展趨勢,也就能對未來電力系統軟件開發帶來絲絲先機。

1.2 電力系統自動化的遠程化特點

過去電力系統的硬件平臺大部分是計算機,外加使用擴展測控法對接口電路工作開展監測。此類的設計有很多的優勢,這種類型的設計的周期很長,擴展性也很好。但是這樣的設計方式也具有著高成本、大體積、大功耗以及靈動性差的多種缺點。現在,正是有著網絡技術的不斷更新和電子技術的不斷進步,遠動終端設備已經變為越來越接近最優化、智能化和小型化、協調化。因此,建立在此基礎之上的電力系統也具備了遠程化的特點,使電力系統自動化在控制系統方面的發展更加貼近智能化。

1.3 電力系統自動化的分布化特點

發電率范圍在幾十兆瓦至幾千瓦之間并且模型較小的發電單元,它的地點處于用戶周圍還有有高效和可靠特點的稱為電力系統自動化技術分布化。分布式發電主要包括以液體或氣體為燃料的內燃機、太陽能發電、微型燃氣輪機和風力發電等等的其他一些發電方式。這種發電技術具有很好的靈活性,能夠給與用戶各不相同的感受。還能為邊遠商業區域提供可靠的電力資源,讓他們使用具有再生特點的資源進行多次發電,這樣的電能還具有穩定度高的特點,是具有分度化的特色。極端及技術、新材料技術和電力電子技術都要作為支柱技術被在其中使用。

2 電力系統與新技術的結合

2.1 與智能計算機的結合

計算機視覺技術就是與智能計算機的結合之一。使用計算機視覺技術能夠方便的獲得多種圖像信息。在電力系統中應用計算機視覺技術。目前,計算/！/機視覺技術使用在電力系統中的作用是修改遙控系統在此同時提高它的性能。這主要表現在使用在線監測和開展無人操作或者環境監視,紅外圖像監測是電力設備在線監測常用方法中效果最好的。它既有這使用方便,又有著精準度較高的特點。紅外圖像識別方面主要就是使用計算機視覺技術,這樣能取得較好的效果。計算機視覺技術的工作原理是在科學獲取電力設備實時紅外圖像和電力設備正常工作時圖像后,將兩者開展對比。如果出現不正常。也就因此能夠證明電力設備出現問題。第開展無人操作或者環境監視是使用微波雙鑒探測器進行協助,將差分圖像以及流光法一起使用對移動物體開展監測。如果出現不正常現象,那么系統就可以識別出來,并且警告我們。因為計算機視覺技術還處于起步階段,其存在一定的不足之處。雖然計算機視覺技術發展迅速,但計算機視覺技術發展的并不完善,因為圖像識別自身的復雜性的原因,所以現階段還不能實現完全的無人操作。正是因為有著這些原因,在大多數情況下,計算機視覺技術只能夠作為一種輔助技術。

2.2 與微機保護系統的結合

在電力系統自動化技術發展速度過快并且伴隨著相關微機設備應用范圍越來越普遍的情況下。人們越來越嚴格的要求微機保護系統。更簡單的說,也就是原有的電力系統自動化技術當中的微機保護系統已經無法滿足社會發展的需要。人們需要的微機保護系統應該具備更加牢靠與穩定的可以對通信進行保護的能力。這樣才能夠達到人們希望人機互動的效果。這樣的系統在對硬件提高出高要求的同時也對軟件業產生了更加具體的要求。例如,我國在上世紀末將第一套微機線路保護設備投入使用,并且該設備因為性能占據極大的優勢從而獲得世界各國用戶的普遍認可。

在繼電保護設備中,我們更加需要完善的問題就是設備的實時性。設備的實時性直接關乎電網的安全穩定,它直接受到其影響。假如設備實時性出現缺陷,會給電力系統帶來難以補救損失的可能性。現階段在我國電力系統中應用的嵌入式系統通常來說主要為C/C++語言。這是因為該系統不僅靈活性高并且可移植性也很強。同時該系統還使用了能夠隨時改變的模塊化,目的在于處理好各種存在可能性會產生的問題但是卻又不能夠進行更換的難題。在提供便利的同時也能夠盡最大的努力滿足用戶各種要求。

電力電子技術的發展史范文5

【關鍵詞】工業電氣自動化，現狀，趨勢

一、電能和電力輸配

配電力技術是通向可持續發展的橋梁”，這個論斷已經逐漸成為人們的共識。研究表明，為了實現可持續發展，應盡可能把一次能源轉換為電能使用，提高電力在終端能源中的比例。電能是一個國家國計民生的主要能源。如今，人均消耗的電能已成為衡量一個國家實力的重要指標。而電氣技術恰好涉足電能和電力輸配問題。一個完整的電能生產與消費網絡由發電、輸電、配電及用電幾部分組成。其中由發電廠、變電所和輸電線路組成的電力網絡稱為電力系統。

電力系統十分復雜，對于電力系統來說，不但要求它每一時刻發出的總電量等于系統消耗的總電量，而且要求所有的中間傳輸環節都能暢通無阻。中間傳輸環節的任期任何阻滯，都會在發電與用電兩端同時發生“過剩”與“不足”兩種截然相反的不正常狀態，嚴重時系統可能因此而崩潰，造成大面積惡性停電，使國民經濟遭受重大損失。對電能和電力輸配來說，除了設計好發電站，使其保證電力的充足供應發電質量（減少諧波、）提高功率因素等外，還要注意電能傳輸的調度和管理，從而保證電力系統可靠、安全地連續供電。將自動化技術應用于電能傳輸的調度和管理中構成了現代電力輸配系統。

二、功率器件和電力電子技術

自從50年代硅晶閘管問世以來，功率半導體器件取得了長足的發展。新型的功率器件如：GTO、高功率晶體管和功率MOSDFET、IGBT等的出現大大提高了功率器件的開關頻率和可關斷性能。由于工藝技術的成熟和成本的降低，電力電子學的應用正在推廣，例如，開關電源（SMPS），UPS電源、電化學作業、加熱和照明、靜態無功（VAR）補償；有源濾波、高壓直流系統、光電系統和變頻電機拖動。

目前，GTO的最高研究水平為6英尺、6000V/6000A以及9000V/10000A。現在硅材料功率器件已發展相當成熟。為了進一步實現人們對理想功率器件特性的追求，越來越多的功率器件中，最有希望有是碳化硅（SiC）功率器件。但是，SiC材料和功率器件的機理、制造工藝還存在大量的問題，要真正給電氣技術領域帶來又一次革命，還需要眾多有志之士的努力。一代新型電力電子器件的出現，總是帶來一場電力電子技術的革命。隨著各種功率器件的不斷研制和開發，電力電子技術也得到了飛速的發展。

在電力電子技術中，功率變換是最重要的，也是最基本的共性技術。功率變換技術研究的目標主要有：節約能源、提高效率，同時應減小變換器的體積和重量，降低諧波失真的成本，高精度、快響應、寬的輸出電壓、電流和頻率調節范圍等。功率變換器可實現AC-DC、DC-AC、AC-AC、DC-DC的轉換。功率變換技術的發展大致可分為：強近換流技術；PWM控制技術；以軟開關、功率因素校正、消除諧波，考慮電磁兼容為特征的技術三個階段。經過三十多年，特別是發展動向主要集中的軟開關、高壓、大功率和低電壓、大電流變換技術方面。

三、電機與電力拖動

電機是電氣技術所涉及的重要對象之一。電能的生產是由發電機完成的；電動機則可拖動生產機械和各種負載運轉，從而實現生產的自動化和家用電器及辦公設備的智能化。電動機分為直流電機和交流電機兩種。在電機的發展史上，直流電機發明較早，它的電源是電池。后來才出現了交流電機。直流電動機具有調速范圍廣、易于平滑調速；起動、制動和過載轉矩大；易于控制，可靠性較高等優點。但直流電機有一個突出的缺點――換流問題。它限制了直流電機的極限容量，又增加了維護的工作量。人們研究了交流電機的調速，并取得了良好的效果，使這在某些調速場合代替了直流電動機。除了普通的直流電機和交流電機外，還有各種微控電機。微控電機廣泛用于各種家電、辦公設備和伺服控制系統中。微控電機的發展和應用，也是電機發展和應用的一個重要方面。

電力拖動系統又稱為電力傳動系統或電機調速系統。電機調速傳動分為工藝調速傳動、節能調速傳動、牽引調速傳動和精密、特種調速傳動四大類。工藝調速傳動指生產工藝要求必須調速的傳動，主要用于軋機、造紙、化工等場合。節能調速傳動是指一般采用風機、泵、壓縮機等調節流量和壓力的場合。電力牽引調速傳動則指用地電氣鐵道、地鐵，各種電動車，工礦牽引、礦井卷揚及電梯等場合實現運輸、牽引的傳動。精密、特種調速傳動是指用于現代數控機床、機器人、雷達等場合對伺服、運動控制要求特別高的傳動。正是因為電力傳動系統具有如此廣泛的應用背景，再加上電力電子技術的飛速發民，近十年來全球工業應用的電機調速裝Z增長了25%，遠遠超過了前30年的增長率。隨著微電子技術和自動控制技術的發展，使全數字微機控制的電力拖動系統得以問世并迅速發展起來。微機控制技術在電力拖動系統中的應用給這一領域注入了新的活力，使之呈現現出蓬勃發展的新景象。

四、電氣測量與檢測技術

電氣測量又稱為電磁測量，電磁測量分為電測量和磁測量。電氣測量與檢測技術是研究各種電氣被測量的測量方法、相應測量儀器儀表的原理與結構、測量時的操作技術和如何根據測出數據進行數據處理以求得測量結果和測量誤差的技術。電氣測量與檢測技術對一個從事電氣技術工作的人員來說是十分必要的。因為，不論是電氣設備的安裝、調度、實驗、運行、維修；不是對電氣產品進行檢驗、測試、鑒定都會遇到電氣測量技術方面的問題。隨著控制理論和計算機技術的發展，電氣測量與檢測技術也向自動測試方向發展。各種計算機輔助測試技術、自動測試系統應運而生。自動測試技術是現代電氣測量與檢測技術的發展方向。

五、電器元件及電器控制

電器元件是一種能根據外界的信號和要求，手動或自動地接通或斷開電路，斷續或連續地改變電路參數，以實現電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調節的電氣設備。

電力電子技術的發展史范文6

關鍵詞 電氣自動化 發展現狀 趨勢

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A

Development Prospects of Electrical Automation

XIA Shiyu, SHEN Xi

(Jianshe Branch of Chongqing Electric Power Company, Chongqing 401120)

Abstract This paper describes the status of domestic electrical automation, and combined with the new developments abroad, prospect its development status.

Key words electrical automation; development status; trend

1 電氣自動化概述

電氣自動化運用電力電子技術、微機控制技術和計算機網絡技術來實現電氣自動控制，以計算機技術實現程序控制，并且通過系統集成實現自動控制電力系統和運行維護功能。其明顯特征是集成化、智能化和綜合化、故障反映迅速自動化。

電氣自動化范圍較廣，包括配電自動化、變電站自動化、饋線自動化。配電自動化包括配電系統所有硬件設施和控制流程，通過輸電、配電和用電實現配電自動化流程。變電站自動化通過饋電自動化實現系統監控和管理。而饋電自動化方面，則是高度集成化，除了常規的遙測、遙信和遙控，包括自動重合閘、饋線故障監測、電能質量等監測，還集成了斷路器監視功能，逐步發展成為智能化開關。

2 電氣自動化發展史

伴隨著電子技術和信息技術的飛速發展，電氣自動化已經走出了工廠，并且在辦公、交通等多個領域得到了廣泛的應用。

（1）全控型電力電子開關時期。在上個世紀五十年代晶閘管出現，標志了運動控制新紀元的開始。繼后出現了交流變頻技術和全控制式器件GTR等，即電力電子器件第二代。第三代器件包括IGBT和MGT這類復合型電力電子器件。而第四代器件則由功率集成電路PIC構成。

（2）電路低頻向高頻發展。隨著電力電子器件的更新，變換器電路也隨之改變。在普通晶閘管時期，整流控制主要由直流傳動變換器完成。交流變頻傳動由交-直-交變頻器完成。在第二代時期，PWM變換器得到廣泛的應用。PWM技術可以提高工作效率，并且減少高次諧波對電網的影響，可以改善電動機低頻轉矩脈動問題。

（3）交流調速理論發展。德國學者F?Blasche提出了交流電機磁場定向遠離市，并得到德國大學教授Depenbrock的繼承和發展。教授D繼F?Blasche提出了直接轉矩控制思想，并將它推廣到了弱磁調速范圍。這一控制思想具有結構簡單、思想新穎、信號處理物理概念明確的特點，屬于高靜動態性能的新型交流調速方法。

（4）通用變頻時期。通用變頻器是一種系列化、批量化和占市場量最大的中小功率變頻器，經歷了由普通功能型U/F控制型到高功能U/F型再到高動態性能適量控制型的發展過程。

（5）單片機發展。由于占主導地位的MCS-51單片機的8位機功能簡單，指令短小，后來就有了適合大批量生產的PIC系列單片機的推廣和使用，其可靠性和保密性都非常高。

3 國內電氣自動化現狀

3.1 平臺開放式發展

OPC技術的出現，Microsoft Windows平臺的廣泛應用和IEC61131的頒布，為電氣技術的發展奠定了良好基礎。基于PC技術的人機界面已經成為主流趨勢，而基于PC技術的控制系統具有靈活和易于集成特點也正在被廣泛的采納和應用。

3.2 現場總線和分布式控制技術

現場總線是一種串行的連接智能設備和自動化系統的數字式、雙向傳輸分支結構的通訊總線。包括位于中央控制室內的計算機、監視控制軟件和PLC的CPU以及位于現場的遠程的I/O站、智能儀表、低壓斷路器和變頻器等構成，中央控制室和現場通過一根串行電纜連接，并且將這些現場設備的大量信息采集傳輸到中央控制室。而信息化技術的發展必將導致基于網絡集成自動化系統的基礎信息系統的發展。

3.3 IT技術與電氣自動化

市場需求的發展促進了電氣自動化和IT技術平臺的融合，信息技術對工業的影響主要分兩個方面：一是縱向滲透管理層；二是橫向擴展到自動化的設備、機器和系統中。其中，信息技術縱向滲透能夠幫助企業對當前生產數據進行實時的存取，提高管理數據處理系統工作效率。橫向，信息技術已經滲透到了產品的所有層面，包含傳感器和執行器，也包含控制器和儀表。

4 國外電氣自動化發展新方向

法國ICC技術又稱用戶通信接口試驗，能夠實現實時讀表、停電控制和遠程管理功能，并且能夠幫助廣大用戶群眾實時了解電價，為用戶實現用電優化管理提供了條件。優化用電是指用戶根據實時電價制度，合理選著自己的用電設備和用電時間段，或者是在不同時間段用部分設備。

意大利開發了家庭用電智能助理，借助用戶的電視機實現供電信息實時顯示和控制，便于供電服務信息隨時查詢。這不僅便利了居民的生活，同時便于供、用雙方互動，供方可以記住此平臺向用戶各類通知，并且幫助用方進行節能降耗方案建議，用方不僅可以得到實時的電價信息和供電服務，還可以從中節約用電，減少經濟消耗。這種功能的實現還可以節能減耗，保護環境。

西班牙和法國共同研發的系統，可以幫助家庭優化電能應用和管理，它借助部分咨詢配置機和用電能量管理系統實現對用戶提供最優配置建議和削峰填谷功能。它可以根據不同用戶的生活習慣和要求，為不同用戶提供既優化經濟又舒適滿意的用電建議。

國外這些先進、人性化的設備代表了現代電氣自動化實時性、自動化和管理功能發展的方向，這可以改進供電可靠性和電能質量，還可以對用戶的供電服務質量，在未來高科技社會中將有優越的經濟性和良好的社會綜合效益。

5 電氣自動化發展趨勢

未來電氣自動化的發展趨勢具有分布式、開放式和信息化三大特點。分布式是指能夠確保網絡中每個智能的模塊都能夠獨立工作的網絡結構，能夠完成系統危險分散的功能；開放化是指系統具有與外界聯通的接口，能夠實現系統與外界網絡系統的連接功能；信息化則是指系統信息具有綜合處理能力，實現與網絡技術相結合的網絡自動化和管理控制一體化。

（1）系統監控綜合化。現代電氣設備逐步向通用化、模塊化及系列化發展，能夠實現組態靈活特點。由于計算機技術的所有功能都能夠通過屏幕軟件按鈕直接完成，系統監控的綜合化得到很大提高。采用綜合化監控，能夠完成雙重或者多重的冗余，可以為系統改善和可靠性提高做出貢獻。

（2）系統網絡化。為了提高系統的可靠性，控制網絡大多采用冗余結構，能夠完成數字化和高效自動化代替繁瑣復雜的人工操作，大大提高了工作效率，減輕了工作人員的工作量，改善了工作人員的工作環境。同時，高度自動化還能夠減少頻繁操作，減少誤操作率，進一步提高系統可靠性。

（3）系統人性化。伴隨交互式網絡發展，供用雙方信息互動更為方便。通過人性化、自動化的電氣自動裝置，供方能夠實時了解用方信息，為用方提供更加實用、經濟、安全的用電建議，也可以更多的掌握用戶用電信息，為系統的穩定可靠運行提供數據。用方可以借助高科技的技術，更加詳細的了解自己的用電情況，結合供方信息，改善個人生活舒適度，提高生活經濟性。

6 結語

電氣自動化技術雖然已經廣泛應用，并深入到國民經濟各個領域，但它仍然在不斷革新和發展。在市場競爭越來越激烈的形勢下，為了在經濟上取得利益，我們必須積極吸取先進的經驗和技術，為實現自主研發創造條件。

參考文獻

[1] 嚴世平.淺談電氣自動化的現狀及發展.科技風,2011(5).

[2] 畢克偉.工業電氣自動化的應用與發展.中小企業管理與科技,2010(36).