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電力電子技術研究:配電網中電力電子技術的應用
摘要:
為了能夠滿足社會用電需求,提升供電質量和安全,應用電力電子技術是必然選擇。通過在配電網中大力推廣和應用電力電子技術,可以有效提升電網運行穩定性,提升輸電能力和輸電質量,為國民經濟持續增長提供更為堅實的支持和保障。文章就電力電子技術在配電網中的應用進行分析,從多種角度把握技術要點,提出合理的應對措施。
關鍵詞:
電力電子技術;配電網;應用;輸電能力;靈活交流輸電技術
在電力市場競爭愈加激烈的背景下,電力企業提升輸電質量和穩定性顯得十分關鍵,直接關乎企業的長遠生存和發展。尤其是在當前信息時代背景下,越來越多先進信息技術、網絡技術、通信技術和自動化技術應用其中,在此基礎上,電力電子技術以其獨特的優勢被廣泛應用在配電網中,在提升電網輸電能力和系統穩定性的同時,可以為用戶提供更加品質的供電服務,創造更大的經濟效益和社會效益。由此看來,加強電力電子技術在配電網中的應用研究十分關鍵,有助于推動我國電網朝著智能化、自動化和信息化方向發展,為國民經濟持續增長打下堅實的基礎和保障。
1電力電子技術的發展分析
在社會進步和發展下,城市現代化建設進程逐漸加快,對于新時期的電網建設提出了更高的要求。電能作為社會生產生活有序開展的基礎保障,電力電子技術以其獨特的優勢被廣泛應用在配電網中,可以有效提升電網運行穩定性和輸電性能。尤其是在當前市場發展中,6kV/6kA的門級可關斷元件進入到人們視野,元件在具體施工中,功率可以高達10MW,在一定程度上促進了電力電子技術在配電網中的廣泛應用和推廣,意義十分深遠[1]。電力電子技術在電子芯片中的應用,可以有效提升電力集成技術水平,同時還可以有效減少配電網功率開關,提升電力信號信息檢測度和效率,促使系統具備自我診斷和保護功能,更為充分地發揮電力電子技術優勢,提升配電網輸電能力。現階段,電力電子技術在實際運行中,具有性、穩定性的特點,在滿足電網建設和發展需要的同時,為社會生產生活提供更為堅實的保障和支持。電力電子技術在電力系統中應用。現實性較強,電力電子的開關元件自身具有觸電點性能和高速開端特點,可以有效延長設備使用壽命,為人們帶來更加便捷和品質的服務[2]。同時,可以代替傳統機電保護裝置,有效提升系統的性和穩定性,改善電力系統運行中存在的問題。更為關鍵的是,電力電子技術在實際應用中,可以在不影響現代網絡的基礎上,進一步和配電網整合在一起,加強對現代信息技術的控制,根據實際情況動態調整電力系統線路、功率和電壓,在提升配電網輸電能力的同時,盡可能降低電能的損耗,促使電力系統可以安全、穩定運行,為國民經濟持續增長做出更大的貢獻,意義十分深遠。
2電力電子技術在配電網系統中應用
電力電子技術在配電網中應用,主要是為了應對用戶不斷增長的電能需求,在用電過程中可以實現連續供電,降低電壓波動,促使用戶在用電過程中可以有效避免干擾,如果電壓不穩定,可能會對用戶生活帶來十分深遠的影響。
2.1補償器
2.1.1串聯補償器
串聯裝置在實際應用中,可以有效降低系統運行負荷,是一種面向負荷的補償方式,可以有效改善電壓波動和不平衡高次諧波等問題對系統帶來的運行負荷。串聯裝置更多的是應用在特定負荷方面提供補償,負荷容量直接決定串聯裝置容量。配電系統中串聯同步補償器在實際應用中,最為典型的就是動態電壓恢復器。核心裝置為同步電壓源逆變器,通過對逆變器的控制可以產生同電網同步的三相交流電壓[3]。如果線路測電壓出現異常變化,逆變器輸出電壓可能出現不同程度上的變化,用于補償電壓差異,確保電壓敏感設備的電壓變化在可接受范圍內,設備可以安全穩定運行。與此同時,如果供電中斷,儲能裝置可以為補償器提供能量支持,持續為負荷輸送電力。Siemens公司將此種產品投入到實踐運作中,可以有效消除電壓突降對于工廠生產帶來的影響,短期內即可回收投資成本。所以說,DVR技術在實際應用中效果較為可觀,值得廣泛推廣和應用。
2.1.2并聯補償器
在并聯補償器中,作為一種面向系統的補償方式,并聯裝置容量除了由系統運行負荷決定以外,系統的容量同樣對其產生影響。在實踐中,更多的是用于降低負荷。其中最為典型的即是DSVC裝置,具體可以分為TCR和TSC兩種,其中TCR通過控制晶閘管開通可以有效改善流過電抗器電流性能,改變無功功率大小。TSC則是通過晶閘管開通和關斷來動態控制系統無功功率大小。DSVC反應能力和自適應能力較為突出,配電網中應用DSVC可以有效降低用戶沖擊性負荷,實現無功快速補償,盡可能降低電網電壓突降影響到設備的安全穩定運行。與此同時,在電氣化鐵路中運用,主要是為了解決不對稱負載帶來的問題,降低負序電流對系統正常運行帶來的影響,還可以控制電壓波動問題,切實提升配電網輸電能力和輸電質量[4]。
2.1.3串并聯補償器
為了能夠充分發揮串聯補償器和并聯補償器的優勢,可以將兩種補償器混合使用,充分發揮各自優勢,在面向系統的同時,面向負荷,確保系統的穩定運行。
2.2有源濾波器
在配電網系統中,一般情況下,電力系統的電壓總諧波畸變率大概在2%~3%,在特殊情況下方會達到16%。有源濾波器則是借助電力電子技術抑制諧波的設備,經過不斷完善和創新,為APF在工業生產證廣泛應用提供了良好的條件。通過對電路將非線性負載電流進一步劃分為兩個部分,即諧波分量和基波分量兩種。輸入和負載諧波分量大小一致的補償電流,以此來有效改善非線性負載對于配電網正常運行帶來的影響[5]。較之無源濾波器而言,APF技術優勢十分突出,但是由于成本較高,所以尚未能在實踐中推廣和應用。當前較為常見的方法就是將有源濾波器與低次諧波的無源濾波器混合搭配使用,這樣不僅可以滿足降低非線性負載對于配電網穩定運行帶來的影響,還可以獲得更加可觀的性價比。伴隨著電力電子技術的不斷創新和發展,器件價格逐漸降低,相信在未來電力系統中必然可以廣泛應用APF,為電網建設和發展做出更大的貢獻。
2.3固態開關技術
固態開關技術主要是借助晶閘管自身切換速度快和無觸點優勢,實現快速開關切換的無電弧投切。同時還可以降低器件發熱和操作過電壓,避免系統出現故障。
3結語
綜上所述,在配電網建設和發展中,應用電力電子技術,可以有效提升電力系統運行效率和輸電能力,降低系統故障概率,推動電網信息化、自動化和智能化發展。
作者:孫邦伍 單位:南京吉陽新能源有限公司
電力電子技術研究:電力電子技術在電力系統中的重要性
摘要:
在如今社會,計算機技術正在飛速發展,我國的電力電子技術在電力系統中的應用已有很大的進步,電力電子行業在計算機技術方面給予了支持。電力電子技術的應用非常廣泛,電力系統是其中一個重要的領域。在電力系統運行的過程中,電力電子技術為其提供安全保護,提高其運行質量。因此,我們應該重點看待電力電子技術,要根據其特點和實際工作中的問題進行研究,保障電力電子技術在電力系統中更加積極的發展。
關鍵詞:
電力電子技術;電力系統;應用研究
隨著社會的發展,電力電子技術在不斷地進步,電力電子技術在電力系統中的運行效果也在提高,在提高的過程中,形成了各種裝置,用來保障電力系統的運行效果能夠達到要求。我們根據電力電子技術在電子系統中的應用,對其在電力系統中形成的幾種類型的技術裝置進行分析和研究,分析這些裝置的性能和特點,加強對這些裝置的了解程度和電力電子技術的了解程度,加強電力電子技術在電力系統中的影響,使其得到更廣泛地應用。電力電子技術對電力系統提供了技術上的支持,使電力電子技術在電力系統應用中獲得更好的效果。
一、有源濾波器應用分析
有源電力濾波器不僅是一個新型的電力電子裝置,還是一種在補償無功和動態抑制諧波的基礎上形成的一種新型化電力電子設備,這種新型設備可以進行一些相關的無功補償,而無功補償是按照諧波的頻率和強弱進行的。有源電力濾波器在運行過程中所需的動力是電源裝備為其提供的,有源電力濾波器沒有傳統濾波器中所存在的缺點,提升了電力系統的工作速度,使動態跟蹤補償可以實現。從有源電力濾波器的組成可以看出,有源電力濾波器可以對電力系統進行無功補償,有源電力濾波器對電力系統中的諧波進行補償的方式,就是電源供電的方式。這種方式的優勢在于可以進行動態補償,和傳統固定的補償方式相比較,這種方式的優勢是非常明顯的。因此可以看出,在無功補償這方面,有源電力濾波器的應用是非常重要的。有源電力濾波器可以保障電力系統在運行的過程中處于穩定狀態,因為有源電力濾波器可以對一直處于變化狀態的電力系統中諧波頻率和強弱進行無功補償,所以有源電力濾波器可以有效地保障電力系統中的諧波一直是一個穩定的狀態。根據這個優點,在電力系統中的有源電力濾波器的應用是非常重要的,有源電力濾波器使電力系統能夠在長時間的運行過程中處于穩定狀態,提高電力系統穩定性。
二、靜止同步補償器裝置分析
從靜止同步補償器的功能和它的組成結構可以看出,靜止同步補償器可以當作無功電流源進行使用,在無功電流源的所有類型之中靜止同步補償器是其中重要的一種類型,靜止同步補償器電流的變化形式就是跟著負荷電流進行變化的。這種變化不僅對補償電力系統在運行中的電流損失有重要的作用,對提高電力系統的穩定性有重要的作用。因為靜止同步補償器是無功電流源的一種,所以無功電流源在對電力系統進行補償時,它的效果非常明顯。不僅如此,如果補償電流處于一直變化的狀態,那么在電力系統中無功電流源進行補償時,補償效果更加明顯。因此,在電力系統中靜止同步補償器對其的補償作用非常重要。從靜止同步補償器的實際應用過程中可以看出,靜止同步補償器可以隨時對無功電流進行控制,無功電流根據電力系統在運用中的所需進行變化。靜止同步補償器和其他補償器的區別就在于前者具有可控性,所以我們更應該對靜止同步補償器加強認識。
三、動態電壓恢復器分析
經過對電力電子技術在電力系統中的應用進行分析和研究可以知道,在電力電子技術基礎上的重要裝置是動態電壓恢復器,其在電力系統中的應用效果是非常好的,不僅滿足了電力系統在運行中的需要,還對電力系統運行過程中質量的提高有著推進的作用。與動態電壓恢復器的實際應用相結合,可以看出其具有下面這幾個方面的特點。及時,可以把動態電壓恢復器看成在整個配電系統中動態受控的電壓源動態電壓恢復器起著電壓源的作用。我們不僅可以運用一些相關的手段和方法減少它的能量消耗,還可以減少它對電壓產生的不利影響,可以對電壓不平衡及諧波、電壓跌落的產生進行預防。第二,在電力系統運行過程中,動態電壓恢復器的功能就是消除負荷電壓對電壓系統產生的影響,負荷電壓會對電壓系統產生很多不利的影響。在應用動態電壓恢復器以后,電壓的穩定性就會提高,可以滿足電力系統運行的需要,保障電力系統在運行過程中的電壓是平穩的。第三,補償電壓跌落是動態電壓恢復器的一個作用,通過系統整流可以獲得直流側能量,即使系統發生了單向故障,剩下的仍然可以提供電能維持DVR的正常運行,能為長期的電壓跌落進行補償。動態電壓恢復器的作用是可以預防電壓跌落對系統造成的故障,增加設備的使用壽命。根據動態電壓恢復器的特點可以看出,動態電壓恢復器解決了電壓跌落產生的問題,還在電壓跌落時進行補償,以保障電力系統可以穩定運行。因此,動態電壓恢復器在電壓跌落時的補償效果非常明顯。
四、結論
經過分析研究可以看出,電力電子技術的應用是電力系統穩定運行的保障,電力電子技術由有源濾波器和靜止同步補償器裝置以及動態電壓恢復器組成。因此我們要正確認識電力電子技術的優點,促進電力電子技術在電力系統中的整體應用。
作者:閆瑤瑤 單位:青島科技大學
電力電子技術研究:電力電子技術應用及發展探討
摘要:
現代電力電子技術自上世紀六十年代開始出現,其發展勢頭迅猛。這是一項能夠對電能進行控制和轉換的技術,在多個行業都起到非常重要的作用,應用領域十分廣泛。文中分析了現代電力電子技術的發展趨勢,并進一步對現代電力電子技術的應用進行了具體的闡述。
關鍵詞:
電力電子技術 發展趨勢 應用
前言
現代電力電子技術的發展經歷了幾個不同的階段,整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,現代電力電子技術屬于變頻器時代,同時又與微電子技術有效地進行了結合,這不僅使其應用范圍十分廣泛,而且在國民經濟中的地位也變得越來越重要。
1現代電力電子技術的發展趨勢
在當前科學技術快速發展的新形勢下,隨著電力電子技術的不斷革新,其發展達到了一個較高的水平。現代電力電子技術主要是對電源技術進行開發和應用,可以說電源技術的發展是當前電力電子技術發展的主要方向。
1.1現代電力電子技術向模塊化和集成化轉變
電源單元和功率器件作為現代電力電子技術的重要組成部分,是電子器件智能化的核心所在,其組成器件具有微小性,因此電力電子器件結構也更為緊湊,體積較小,但其能夠與其他不同器件的優點進行有效綜合,所以其具有顯著的優勢。也加快了現代電力電子技術向模塊化和集成化轉變的進程,為電力系統使用性能的提升奠定了良好的基礎。
1.2現代電力電子技術從低頻向高頻化轉變
變壓器供電頻率與變壓器的電容體積、電感呈現反比的關系,在電力電子器件體積不斷縮小的情況下,現代電力電子技術必然會加快向高頻化方向轉化。可控制關斷型電力電子器件的出現即是現代電力電子技術向高頻轉化的重要標志。而且隨著科學技術發展速度的加快,電力電子技術也必然會向著更高頻的方向發展。
1.3現代電力電子技術向全控化和數字化轉變
傳統的電力電子器件在使用過程中存在著一些限制,而且關斷電器時還會產生一些危險,自關斷的全控型器件在市場上出現后,有效地彌補了這些限制和避免了危險的發生,這也是現代電力電子技術變革的重要體現,表明現代電力電子技術加快了數字化發展的進程。
1.4現代電力電子技術向綠色化轉變
現代電力電子技術向綠色化轉變主要表現在節能和電子產品兩個方面。相比于傳統的電力電子技術來講,現代電力電子技術的節能性更好,這也實現了發電容量的有效節約,對環境保護帶來了較好的效果。一直以來一些電子設備會將嚴重的高次諧波電流入到電網中,給電網帶來較大的污染,導致電網總功率質量下降,電網電壓出現不同程序的畸變。到了上世紀末期,各種有源濾波器和補償器的面世,實現了對功率參數的修正,從而為現代電力電子技術的綠色化發展奠定了良好的基礎。
2現代電力電子技術的應用
現代電力電子技術的功能具有多樣性的特點,其在多個領域都有著廣泛的應用,這也決定了現代電力電子技術在國民經濟發展中占據非常重要的地位,有著不可替代的作用。
2.1電源方面
(1)一般電源。現代電力電子技術在開關電源和供電電源方面都取得了較大的進展,交流電直接由整流器轉變為直流電,這部分直流電一部分由逆變器轉換為交流,然后經由轉換開關到達負載,而另一部分則直接對蓄電池組進行充電。一旦逆變器發生故障,蓄電池組則作為備用電源開始直接向負載提供能量。在現在的電力電子器件中普遍采用MOSFET和IGBT作為電源,不僅具有較好的降噪性,而且電源的效率和性也能夠得到有效的保障。(2)專用電源。高頻逆變式焊機電源和大功率開關型高壓直流電源是比較典型的兩種應用現代電力電子技術的專用電源。高頻逆變式焊機電源是一種高性能的電源,由于大容量模塊IGBT的普遍使用,使得這種電源有著更加廣闊的應用前景,逆變式焊機電源基本采用的都是交流-直流-交流-直流的轉換方法,由于焊機工作的環境條件惡劣,所以燃弧、短路等就成為了司空見慣的問題,而采用IGBT組成的PWM相關控制器,能夠提取和分析參數和信息,進而預先對系統做出處理和調整。大功率開關型高壓直流電源主要應用CT機、靜電除塵等比較大型的設備上,因為這類設備電壓比較高,甚至達到了50-159kV,將市電經過整流器整流變為直流,然后與諧振逆變電路串聯,逆變為高頻電壓,再升壓,整流成為直流高壓。
2.2傳動控制及牽引
這主要應用在無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制等等方面,通過將一個固定的直流電壓轉換為一個可以變化的直流電壓,這樣就能夠使控制更加的平穩和快速,而且還可以節能。
2.3在電力系統中的應用
在發電系統中現代電力電子技術的應用更是廣泛,比如說水力風力發電、用電系統、配電、輸電等等都和現代電力電子技術有著密切的聯系。目前的風力電力機組已經結合了機械制造、空氣動力學、計算機控制技術、電力電子技術等等,而現代電力電子技術就是發電系統中不可或缺的重要技術,它對于電能的轉換、機組的控制和改善電能質量等都很重要。
2.4在節能和改造傳統行業中的應用
現代工作的發展離不開電能的支持,電能是現代工業的重要動力和能量源頭。隨著我國工業用電量不斷增加,用電的不合理及浪費現象也日益顯現出來。這就需要有效的降低能源的消耗,提高電能的利用效率,以便于能夠對當前能源緊缺的局面起到一定的緩解作用。因此需要充分的發揮現代電力電子技術的性能優勢,有效的提高現代電力電子技術的效率,應用現代電力電子技術,通過工業控制有效的將電能轉換為勞動力,建成現代化的智能車庫,從而降低工人的勞動強度,實現人力資源的節約,確保勞動生產力的提高,以便于推動傳統行業的改造進程。
2.5在家用電器方面的應用
現代電力電子技術在我們日常生活中應用也較為廣泛,當前家用電器普遍應用現代電力電子技術,給我們的日常生活帶來了較大的便利。許多電器都只需要按下按鈕就能進行工作,而不需要人們新自動手。
3應用展望
在今后現代電力電子技術應用過程中,需要重視以下幾個方面的問題:首先,需要對節能和環保給予充分的重視,通過完善控制設備和設計專用的電機來有效的提高電機系統的使用性能和效率;其次,為了實現節能和環保,則需要使用中高壓直流轉電系統,使其實現低能耗及低污染;,需要加快解決電力系統中儲電裝置的設置問題,需要電力系統設計者從控制技術等方面來制定切實可行的解決方案,從而對電能儲備中存在問題進行有效解決,更好的推動電力系統的持續、穩定發展。
4結束語
現代電力電子技術在多個領域都得到了廣泛的應用,特別是對電網的控制和轉換上發揮著非常重要的作用。通過現代電力電子技術的應用,使大功率電能成為其他高新技術的重要基礎,這也決定了現代電力電子技術在國民經濟發展中的重要地位具有不可替代性,對推動經濟和社會的發展發揮著非常重要的作用。
作者:蔣天予 單位:哈爾濱理工大學榮成校區電氣工程系
電力電子技術研究:現代電力電子技術應用及發展論文
摘要:
現代電力電子技術自上世紀六十年代開始出現,其發展勢頭迅猛。這是一項能夠對電能進行控制和轉換的技術,在多個行業都起到非常重要的作用,應用領域十分廣泛。文中分析了現代電力電子技術的發展趨勢,并進一步對現代電力電子技術的應用進行了具體的闡述。
關鍵詞:
電力電子技術 發展趨勢 應用
前言
現代電力電子技術的發展經歷了幾個不同的階段,整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,現代電力電子技術屬于變頻器時代,同時又與微電子技術有效地進行了結合,這不僅使其應用范圍十分廣泛,而且在國民經濟中的地位也變得越來越重要。
1現代電力電子技術的發展趨勢
在當前科學技術快速發展的新形勢下,隨著電力電子技術的不斷革新,其發展達到了一個較高的水平。現代電力電子技術主要是對電源技術進行開發和應用,可以說電源技術的發展是當前電力電子技術發展的主要方向。
1.1現代電力電子技術向模塊化和集成化轉變
電源單元和功率器件作為現代電力電子技術的重要組成部分,是電子器件智能化的核心所在,其組成器件具有微小性,因此電力電子器件結構也更為緊湊,體積較小,但其能夠與其他不同器件的優點進行有效綜合,所以其具有顯著的優勢。也加快了現代電力電子技術向模塊化和集成化轉變的進程,為電力系統使用性能的提升奠定了良好的基礎。
1.2現代電力電子技術從低頻向高頻化轉變
變壓器供電頻率與變壓器的電容體積、電感呈現反比的關系,在電力電子器件體積不斷縮小的情況下,現代電力電子技術必然會加快向高頻化方向轉化。可控制關斷型電力電子器件的出現即是現代電力電子技術向高頻轉化的重要標志。而且隨著科學技術發展速度的加快,電力電子技術也必然會向著更高頻的方向發展。
1.3現代電力電子技術向全控化和數字化轉變
傳統的電力電子器件在使用過程中存在著一些限制,而且關斷電器時還會產生一些危險,自關斷的全控型器件在市場上出現后,有效地彌補了這些限制和避免了危險的發生,這也是現代電力電子技術變革的重要體現,表明現代電力電子技術加快了數字化發展的進程。
1.4現代電力電子技術向綠色化轉變
現代電力電子技術向綠色化轉變主要表現在節能和電子產品兩個方面。相比于傳統的電力電子技術來講,現代電力電子技術的節能性更好,這也實現了發電容量的有效節約,對環境保護帶來了較好的效果。一直以來一些電子設備會將嚴重的高次諧波電流入到電網中,給電網帶來較大的污染,導致電網總功率質量下降,電網電壓出現不同程序的畸變。到了上世紀末期,各種有源濾波器和補償器的面世,實現了對功率參數的修正,從而為現代電力電子技術的綠色化發展奠定了良好的基礎。
2現代電力電子技術的應用
現代電力電子技術的功能具有多樣性的特點,其在多個領域都有著廣泛的應用,這也決定了現代電力電子技術在國民經濟發展中占據非常重要的地位,有著不可替代的作用。
2.1電源方面
(1)一般電源。
現代電力電子技術在開關電源和供電電源方面都取得了較大的進展,交流電直接由整流器轉變為直流電,這部分直流電一部分由逆變器轉換為交流,然后經由轉換開關到達負載,而另一部分則直接對蓄電池組進行充電。一旦逆變器發生故障,蓄電池組則作為備用電源開始直接向負載提供能量。在現在的電力電子器件中普遍采用MOSFET和IGBT作為電源,不僅具有較好的降噪性,而且電源的效率和性也能夠得到有效的保障。
(2)專用電源。
高頻逆變式焊機電源和大功率開關型高壓直流電源是比較典型的兩種應用現代電力電子技術的專用電源。高頻逆變式焊機電源是一種高性能的電源,由于大容量模塊IGBT的普遍使用,使得這種電源有著更加廣闊的應用前景,逆變式焊機電源基本采用的都是交流-直流-交流-直流的轉換方法,由于焊機工作的環境條件惡劣,所以燃弧、短路等就成為了司空見慣的問題,而采用IGBT組成的PWM相關控制器,能夠提取和分析參數和信息,進而預先對系統做出處理和調整。大功率開關型高壓直流電源主要應用CT機、靜電除塵等比較大型的設備上,因為這類設備電壓比較高,甚至達到了50-159kV,將市電經過整流器整流變為直流,然后與諧振逆變電路串聯,逆變為高頻電壓,再升壓,整流成為直流高壓。
2.2傳動控制及牽引
這主要應用在無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制等等方面,通過將一個固定的直流電壓轉換為一個可以變化的直流電壓,這樣就能夠使控制更加的平穩和快速,而且還可以節能。
2.3在電力系統中的應用
在發電系統中現代電力電子技術的應用更是廣泛,比如說水力風力發電、用電系統、配電、輸電等等都和現代電力電子技術有著密切的聯系。目前的風力電力機組已經結合了機械制造、空氣動力學、計算機控制技術、電力電子技術等等,而現代電力電子技術就是發電系統中不可或缺的重要技術,它對于電能的轉換、機組的控制和改善電能質量等都很重要。
2.4在節能和改造傳統行業中的應用
現代工作的發展離不開電能的支持,電能是現代工業的重要動力和能量源頭。隨著我國工業用電量不斷增加,用電的不合理及浪費現象也日益顯現出來。這就需要有效的降低能源的消耗,提高電能的利用效率,以便于能夠對當前能源緊缺的局面起到一定的緩解作用。因此需要充分的發揮現代電力電子技術的性能優勢,有效的提高現代電力電子技術的效率,應用現代電力電子技術,通過工業控制有效的將電能轉換為勞動力,建成現代化的智能車庫,從而降低工人的勞動強度,實現人力資源的節約,確保勞動生產力的提高,以便于推動傳統行業的改造進程。
2.5在家用電器方面的應用
現代電力電子技術在我們日常生活中應用也較為廣泛,當前家用電器普遍應用現代電力電子技術,給我們的日常生活帶來了較大的便利。許多電器都只需要按下按鈕就能進行工作,而不需要人們新自動手。
3應用展望
在今后現代電力電子技術應用過程中,需要重視以下幾個方面的問題:首先,需要對節能和環保給予充分的重視,通過完善控制設備和設計專用的電機來有效的提高電機系統的使用性能和效率;其次,為了實現節能和環保,則需要使用中高壓直流轉電系統,使其實現低能耗及低污染;,需要加快解決電力系統中儲電裝置的設置問題,需要電力系統設計者從控制技術等方面來制定切實可行的解決方案,從而對電能儲備中存在問題進行有效解決,更好的推動電力系統的持續、穩定發展。
4結束語
現代電力電子技術在多個領域都得到了廣泛的應用,特別是對電網的控制和轉換上發揮著非常重要的作用。通過現代電力電子技術的應用,使大功率電能成為其他高新技術的重要基礎,這也決定了現代電力電子技術在國民經濟發展中的重要地位具有不可替代性,對推動經濟和社會的發展發揮著非常重要的作用。
作者:蔣天予 單位:哈爾濱理工大學榮成校區電氣工程系
電力電子技術研究:電力電子技術改革實踐
摘要:
本文針對應用型本科人才培養的定位特點,探討了電力電子技術課程教學方法的改革,包括理論教學改革和實踐教學改革,通過優化教學內容、創新教學方法等對電力電子教學進行改革。依托先進的實驗設備、大學生電子設計賽事并結合高校教學研究項目,對電力電子技術課程教學進行改革。通過教學改革,提高學生實踐能力,實現應用型本科人才培養的目標。
關鍵詞:
電力電子技術;教學改革;應用型本科
一、序言
近年來,實現綠色用電、尋求新型清潔能源已成為各國關注焦點。電力電子技術不僅可實現提高用電效率、改善用電品質,同時也是光伏發電、風力發電等新能源利用所必須的技術基礎。由于本課程橫跨強、弱電與控制技術,因而是門難學的課程。與普通本科相比,在辦學思路上,民辦高校更加注重應用型人才的培養,因而對于應用型本科院校,電力電子技術的教學不能沿襲其著重理論推導和講解的教學模式。如何開展電力電子技術課程教學、改革教學內容、課程體系和教學方法都是值得我們探討的問題。
二、電力電子技術教學的現狀分析
當前,應用技術型院校電力電子技術課程的教學主要面臨以下幾個方面的問題:
1.教學內容不新。
隨著電力電子技術的快速發展,新型的電力電子器件不斷出現,但是將理論知識和先進技術相融合的適合與應用技術型院校學生的電力電子技能掌握的教材很少,應用型本科院校應更加注重理論和實踐的結合,更強調學以致用。因此,需要從講授的理論內容、教學方法、教學模式、實踐應用等方面進行有針對性的改革。
2.學生基礎較薄弱。
應用型本科院校的學生入學時學習基礎相比較之下要弱一些,自身的文化基礎普遍偏低,學習主動性不高,只求領會膚淺內容。電力電子技術的前修課程為電路、模擬電子技術和數字電子技術。應用型本科院校的學生很多對于這幾門課的掌握都不深入,一些分析方法都不熟練甚至無法掌握,這給電力電子技術課程的教學帶來很大難度。
3.傳統的教學模式過于枯燥、抽象。
電力電子技術課程的較大特點是包含了大量的電路和波形圖,特別是三相整流的部分,圖形更為復雜。要對各種變流電路的工作過程給予形象的表示,使學生能感性地理解課堂教學內容,這就要求我們在教學方法和手段上突破創新。教師如何在有限的學時里,確定好合適的教學內容,教學方案,采取恰當的教學方法和教學手段,提高學生學習的興趣,獲得理想的教學效果,都是一個值得不斷深入探討和實踐的問題。
三、改革探索
作為一所培養應用型人才的高校,在課程改革中須明確人才培養層次,緊扣“應用”二字,才能理清改革思路,樹立正確的改革目標。為在電力電子技術課程改革中突出“應用型”特點,應用了實例教學等教學手段,幫助學生打好扎實理論基礎,設計貼合實際應用的實驗、實訓等實踐教學環節,提升學生的應用能力,培養學生自主學習能力,保障學生的知識、能力和素質獲得應有的提高。改革目標主要是以下幾點:
1.圍繞應用型人才培養目標改變教學思路。
針對學生能力和需求的差異,將教學內容分為基礎知識掌握、應用能力培養兩個方面,其中基礎知識掌握方面的教學滿足就業需要,應用能力培養方面的教學則以滿足職業技能需要和培養創新能力。通過課堂教學內容的改革,體現課程綜合化趨勢,重新組織教學內容,突出課程實用性和趣味性,改變傳統教學中對四大變流電路孤立、單一的學習模式,基礎知識掌握以基本變流電路的分析為主,講授基本的電路工作原理。應用能力培養方面,引入生活中常見電路以及電子設計實例,如調光臺燈、電動自行車等實例進行教學,詳細講解實例的電路設計,并鼓勵學生大膽實踐,通過自己組裝或設計簡單的電子技術產品來提高動手實踐能力;有效的推進電力電子技術教學,提高了學生的理解能力,并對電力電子技術的應用建立起直觀的認識,對學生電力電子技術應用技能的培養起到了大大的推進作用。結合系統供電、控制等模塊電路結構、原理的介紹,通過一系列具體電路分析,將《模擬電路》、《電機與電氣》等前期專業課程的知識與《電力電子技術》所學理論知識相聯系。并且,在保障理論基礎扎實前提下,增加日常電路分析和設計實踐環節在整個教學過程中所占比重,以實例激發學生自主學習興趣,以興趣帶動能力培養,在這一過程中培養學生的讀圖、分析、畫圖、簡單電源電路設計等能力,實現理論與應用相輔相成、有機結合,最終提升學生實際應用方面的綜合素質。
2.圍繞能力培養,深化教學方法改革。
根據學生畢業后從事職業所必需的能力,在教學過程中,弱化對教材中過于復雜電路的理論分析和公式推導,突出對實際電路應用和設計的分析。采用引導型教學方式,注重教學過程中的學生分析解決問題能力的培養,在教師“教”與學生“學”的過程中不斷發現問題和新的突破點,將學生被動接受知識的過程轉化為其不斷解決問題的過程,使學生主動學習、開放思維,并在此過程中加深相關理論的理解,訓練其分析和解決問題的能力,增加理論教學趣味性。加強實踐性教學環節,通過實驗、大學生電子設計賽事等實踐性教學內容鍛煉學生的實際動手和電路分析能力,發揮學生潛力。學生參加全國大學生電子設計大賽,通過電源類題目的賽事,使學生掌握電力電子技術方面的技術、技能。目前取已得獎項共28項
3.側重發揚教學理念,發揮實踐的導向作用。
應用型本科院校的教學理念是培養應用型的人才,實踐變得尤為重要。加強電力電子技術實踐教學對培養學生的應用技能是十分必要的,傳統的以課堂講授為主、實驗為輔的教學模式對這門課不太適合,因為這門課的實踐性很強,學院本著從實際出發,根據本學院開設實踐培訓的能力與學生電力電子專業技能培養的需求,明確了電力電子技能培養形式,即對學生開展了開關電源的設計制作培訓,理論教學中所設計方案付諸于實踐,在這一實踐環節中學生首先要根據基本的理論知識設計不同類型、不同設計指標的開關電源,用protel軟件畫出電路原理圖,畫出PCB板圖,其次所有的元器件,要學生自己跑市場按照電路圖備齊。完成實際電路的焊接調試等工作,這個過程和實際工作中的動手過程差別不大。在實驗室開放的時候,學生可以自行到實驗室完成電路焊接。在這一過程中學生學到了課堂上學不到的實踐知識,如基本器件部分的電力二極管、功率MOS管和IGBT等器件的使用,學生自己在網上按型號找資料,找出資料中的應用典型電路,以及器件的重要參數值,如導通電阻耐壓、耐電流。學會元器件的識別與檢測,掌握穿孔元件安裝和焊接技能,學會萬用表、電子毫伏表和示波器使用方法,并摘取說明器件典型特性的實驗波形和學到的知識相對照,形成完整的測試報告。通過由元件到電路的過程,同學們不僅強化了課堂內容的理解,而且親身實踐了實際產品設計的全過程。
4.教學要注重產學研結合,加強實踐能力培養。
實現應用型人才培養目標的一個重要的途徑即落實產學研結合教育。學院鼓勵學生關注本專業的研究課題,在學校的大力支持下,學生積極申請了相關的創新創新項目多項,并付出行動參與課題研究,能夠利用寒暑假及課余時間進行實踐,自覺主動提高個人實踐能力。為了提高學生的實踐應用技能,學校鼓勵學生積極創新及參加各種技能賽事,通過學生自制實驗設備、參加國際國內的各種賽事,培養學生的各種能力。教學中通過實訓設計自制電路板,再對電路板進行測試,通過實際電路制作調試大大的提高了學生的理論理解與實踐應用能力。
總之,從培養適應社會經濟發展需要的工科應用型人才角度出發,有針對性地開展對電力電子技術這門學科的教學改革,才能使該課程做到理論實踐緊密相連,保持課程的實用性、先進性,體現其既具有理論深度,又與實際操作緊密結合的綜合性特點。同時,通過在校期間對學生實踐技能上的提前訓練,使他們具備應用型人才的特點,幫助其建立必要的專業素養,能為學生就業及今后在工程領域的發展奠定良好的基礎。
作者:李喜平 叢昕 魏昭輝 蘇洪雨 單位:哈爾濱劍橋學院