电力系统中的电子技术

电力系统中的电子技术（共12篇）

电力系统中的电子技术 篇1

随着工业自动化的发展, 电能在当今社会中的作用也越来越重要。电力电子技术对节能、减少环境污染、降低生产成本等方面都具有重要意义, 它在工业发展中的地位将会更加突出。

一、电力电子技术的发展综述

应用电力电子技术可以使水能、风能、太阳能等转换成电能, 在提高能量利用率的同时也使我国资源短缺的现状得到有效地改善, 将成为电力电子技术未来发展的趋势。电子计算机、人工智能等技术的发展为实现电力控制系统的智能化提供了良好的条件, 从而能够对电力系统工作过程中的一些问题作出准确的分析、判断和处理, 提高了电力行业的服务质量及管理水平, 它也成为电力电子技术中的一个重要研究方向。

二、电力电子技术在电力系统中的应用

电力电子技术在电力系统中主要应用于发电、输电、配电和节能四个方面, 其不但能够提高资源的利用率、降低经济成本, 还可以有效改进电力行业服务质量。

1. 电力电子技术在发电环节的应用

应用电力电子技术对发电过程中的多种设备进行科学控制和管理, 是电力电子技术在发电系统中的主要应用。主要包括以下几种技术: (1) 励磁技术。使用静止励磁技术可以省去发电过程中的励磁机, 这样不但可以提高调节速率, 而且可以达到对整体的全面控制。静止励磁技术具有可靠度高、成本低、使用方便等诸多优点; (2) 太阳能技术, 太阳能是一种很环保的资源, 发电过程中, 应用太阳能电池板将太阳能转化为电能, 从而可以节约大量能源; (3) 变频调速技术, 通过应用频率转换器, 实现风机水泵的变频功能, 从而降低能耗, 其具有良好的应用前景。

2. 电力电子技术在输电环节的应用

HDVC和HDVC Light技术分别是直流输电技术和轻型直流输电技术的简称, 这种技术具有容量大、可靠性高、便于调节等特点。FACTS技术是柔性交流输电技术的简称, 上世纪80年代以后问世, 目前已经成为发展速度比较快的新型技术, 作为电子技术和控制技术的良好融合, 这种技术不但可以有效改善电能的输送状况, 减少电能运输过程中的能量损耗, 而且还大大提高了电力系统运行的稳定度。

3. 电力电子技术在配电环节的应用

在电力系统中, 应用电力电子技术主要目的是提高供电可靠性和改善供电质量, 这需要在配电过程中对电压、谐波、功率参数的精确控制, 避免产生干扰或波动。电力电子技术在配电环节的应用, 可以提高配电质量。

4. 电力电子技术在节能方面的应用

无功损耗技术和变负荷调速技术是节能方面的主要技术。无功损耗技术从改善变压器和电机的动力入手, 使系统处于相对平衡的稳定的运行环境中, 减少了设备的有形损耗, 避免设备不合理运行导致操作系统崩溃。变频调速技术使节能效率可提高到30%。

三、电力电子技术的发展及应用前景

在现代信息, 控制和通信技术基础之上, 不断发展智能电网, 以满足社会可持续发展的需求, 正逐渐成为国际电网发展的选择。先进的电力电子技术智能化发展不但是建设智能电网是关键, 也是未来世界电力电子技术发展的方向。

多项新型技术在智能电网中得到广泛应用, 柔性直流技术在智能电网的应用也是其中之一。柔性直流输电技术具有灵活性与环保性等特点。随着我国电力需求的不断增长, 各区域电网之间互联的需求也逐步增强。柔性直流输电技术在解决大区域电网与非同步电网互联、周边弱电网互联等问题方面具有显著优势, 可以在一定程度上解决当今区域互联中存在的诸多问题, 适应智能化电网的发展。2008年8月, 国家电网公司开始开展柔性直流关键技术研究及示范工程实施, 工程容量为20 MVA, 电压等级为±30 kV, 于2010年在上海南汇风电场挂网运行, 完成我国首个柔性直流输电系统的工程示范。图1为该示范工程的电气主接线图, 表1为VSC-HVDC换流器主要技术参数。

四、结论

先进的电力电子技术可以使得电网优化, 保证电网的安全与稳定, 提高电力系统电能质量, 促进可再生资源的利用, 保障电力电子器件的可靠性, 是我国智能电网建设的重要依据和方法。推广先进的电力电子技术, 是保证我国电网长期发展的重要战略任务。

参考文献

[1]国家发展和改革委员会, 国家能源局, 环境保护部.2008年电力企业节能减排情况通报[R].北京:国家电监会, 2009.

[2]唐击, 智能电网背景下大功率电力电子技术的巨大市场机遇[J].电气工业, 2009.

电力系统中的电子技术 篇2

【摘 要】当前时期，信息管理技术的发展迅速，其在变电运行中也得到了有效的应用。从变电运行的角度来说，安全问题是必须要非常重视的，这里所说的安全除了人身、设备安全之外，还包括互联网所受到的各种侵犯。一旦电力系统网络被攻击，带来的后果是十分严重的，因此必须要通过有效途径来确保信息管理技术的应用更具实效性。

【关键词】信息管理；电力系统变电运行；安全性

一、信息管理与电力信息化概述

（一）信息管理概念

所谓信息管理，即是为了使得组织目标切实达成，组织要求得到满足，组织环境得到解决而对相关的信息资源予以有效的开发、利用以及控制等，确保信息得到充分利用的一种战略管理。

（二）电力信息化

1.从电力企业的角度来说，在信息化建设之时要将实用、安全、效益作为主要的目标，以此为出发点，构建起完整的应用系统，这样可使得管理的实效性得到提升，信息系统能够发挥出实际的效果。对电力生产以及使用进行分析可知，其呈现出连续、等量、同时的特征，若想使得电力生产更为安全，资源配置更具合理，确保电力系统的各个环节均能够在短时间内对调度指令做出反应，控制以及调度中心能够对相关的数据有切实的掌握，并对这些数据进行必要的分析、调度以及处理，生产运行能够得到合理的安排，对数量较多，内容繁杂的信息要能够进行有效的处理，而这就使得信息处理的难度是相对较大的。将信息管理技术予以充分的利用，则可使得信息处理的便捷性得到切实提升。此种技术中融入了GIS技术，可以将多源数据进行有效的整合，这样就可使得管理的信息化程度大幅提高，属性以及地理数据就能够得到有效的管理，这样一来，电力企业的经营管理就能够获得科学的决策支持，管理的现代化程度也会得到进一步提高。将网络技术也融入其中，可使得信息真正实现共享，这样一来，电力系统的信息管理就会显得更为透明，管理效果能够得到切实保证。

2.电力系统所覆盖的地理区域是较为广泛的，在对一个图层展开编辑之时，相关部门一定要通力合作。传统GIS图层数据并不能够支持多用并发操作，只能够为单一用户提供服务，通过文件服务器来实现共享，如果没有对其展开特殊处理，多用户以期更新就会引发冲突。将ORDBMS技术予以有效应用，可使得这个问题得到有效化解，其所采用的是面向对象的数据库技术，能够对地理属性以及信息空间的相关数据进行集中管理，并支持并发操作，这样就可使得大数据存储、多用户编辑等方面问题得到有效的解决。

二、电力系统变电运行中运用信息管理的优势

（一）开放性和先进性

将电力信息管理技术予以有效利用，可使得数据不再只是局限于一个客户，通过网络能够确保数据来源变得更为广泛，使其呈现出一定的开放性。从技术层面来看，信息管理技术也在持续更新之中，这就使其呈现出先进性特征。

（二）应用性强

在对信息管理技术予以应用之时，即是通过网络平台来使得数据得到共享，从而使得相关的数据得到有效把握。通过应用此种技术，相关的技术人员的工作压力会切实减轻，工作效率则是显著提升，这样一来，工作的实效性自然就能得到保证。从这个角度来说，信息管理技术的应用性是相对较强的。

（三）可以依赖，可靠性强

将信息管理技术予以有效应用，能够使得系统运行所需的数据全部到位，相关的数据也能够真正实现共享，用户间的依赖性也就切实降低，用户在进行操作之时，对另外一些用户不会产生影响，当有用户出现损坏的情况之时，也不会对另外的数据产生影响。当然，在对信息管理数据予以应用之时，问题也是无法全部避免的，在出现问题之后，系统也能够在最短时间内予以修复，从这可以看出，信息管理技术是具备较强的可靠性的。

三、电力系统变电运行中采用的安全策略

（一）从电力系统变电运行的角度来说，安全是必须要重点关注的问题，而要确保运行处于安全状态之中，就必须要对以下方面进行考虑：

1.要通过有效的措施来预防病毒的侵害。简单来说，就是要在电力系统之中构建起更具安全性的管理系统，如此方可使得计算机流程得到切实把握，数据分析更为全面，这样就能够发现病毒的存在，进而对其进行有效的处理；

2.要将防火墙技术予以有效应用，这样可使得网络安全得到行之有效的控制，网络访问的安全性得到保证；

3.从电力系统变电运行的实际过程来看，数据的丢失是较为常见的，为了使得数据的安全、完整得到切实保证，则要对数据予以备份，此时就要将备份技术切实利用起来。

（二）组织管理策略：

组织管理、技术管理的相关措施均要纳入到信息安全范畴之中。一般来说，计算机出现安全问题的主因就是管理出现的问题，因此说，一定要将以下的组织管理策略予以有效落实：

1.安全策略和制度。电气企业应该制定相关的政策方针来指导企业整体的信息安全工作，这样才能有效的衡量信息的安全，才能形成安全的防护体系以及遵循信息安全制度，只有制定有效的安全策略和制度，才能实现具体化、形式化的法律管理，才能将法规与管理联系在一起，确保信息的安全；

2.安全意识和安全技能。电气企业应该组织员工进行培训，普及他们的安全知识，强化职工的安全意识，使他们具备安全防范意识并具备基本的安全技能。

四、?Y论

信息管理系统是随着科技的进步而产生的一种管理技术，有着很大的优势，在当代社会中，更是符合了技术进步的需要，可以满足和解决很多原来都束手无策的问题，在信息管理方面具有很强的科学性、可行性和实用性。信息管理技术在电力变电运行中的应用，更是解决了电力系统中一直以来都很重视的安全问题。只有保证了安全问题，才能使得电力系统的正常运行，也可以保证人们的日常生活。信息管理的技术在不断的更新和升级中，在电力变电的系统中的应用也会更加的广泛，这让我们看到了信息管理技术拥有的广阔的发展前景。

参考文献：

电力系统中的电子技术 篇3

【关键词】电力电子技术；电力系统；发电机组

0.前言

目前，在我国社会经济发展的过程中，由于电力电子技术可以有效的提高机械设备的工作效率，实现其设备运行的自动化控制管理，因此受人们的青睐，并被人们广泛的应用到各个行业当中。而且随着科学技术的不断发展，人们也将许多先进的科学技术应用到其中，使其电力电子技术的使用功能更加的完善。下面我们就对电力电子技术在电力系统中的实际应用进行简要的介绍。

1.电力电子技术的概述

1.1电力电子技术的内容

在当前我国电力电子技术发展的过程中，人们也已经将电力电子技术作为一门新兴的科学技术广泛的应用在我国电力行业当中，它主要是通过电力电子器件来对电能进行有效的控制，从而使得电力系统功率增大，提高其运行效果。目前人们根据其功能的不同将电力电子技术分成电力电子器件制造技术和变流技术这两种，而且随着社会的不断发展，电力电子技术也已经成为了当代电气工程和自动化专业技术中的基础课程。

1.2电力电子技术技术的作用

1.2.1优化电能

在电能供应的过程中，电力电子技术可以通过对电力的优化处理，使得电力的利用率得到明显的提高，使其人们在对电能进行使用的过程中，使用性能达到最大化。其中在我国一些制造工业中，电力电子技术的应用，不仅可以有效的降低了我国制造工艺的生产水平，还有着良好的节能作用。

1.2.2有利于传统工业生产的改造

目前，在人类社会发展的过程中，人们对电能质量的要求越来越高，而电力电子技术的应用就大幅度的改善了工业以及民用用电设备的电能效果，使得电力资源的质量得到明显的提高。这不仅改造了传统工业的生产工艺，提高了工艺生产的工作效率，还有利于我国机电一体化技术的发展。而且在现阶段电力电子技术发展的过程中，人们也将网络信息技术应用到其中，使得电力电子技术的质量得到了明显的提升。

1.2.3电力电子技术的高频化

为了突破电力设备的工频传统，实现我国电力系统运行的高频化，这样不仅提高了电力系统的运行效率，还减少了机电设备的体积。

1.2.4智能化发展

随着我国电力电子技术的不断发展，人们也将许多先进的科学技术应用到了电力电子技术当中，这不仅有利于我国电力电子技术的改革，还使得电力电子技术向着多功能智能化的方向发展，使得电力电子技术得到了人们更加广泛的应用。

2.电力电子技术的应用

早在上个世纪80年代，人们就开始将柔性交流输电的应用理念融入到电力电子技术当中，这不仅有效的提高了电力设备的使用功能，还有利于电力资源质量的优化。下面我们就对电力电子技术在电力系统中应用的实际情况和现状进行介绍。

2.1在发电环节中的应用

电力电子技术的应用主要是针对电力系统发电环节和发电机组等电力设备，在对其运行特征进行相应的改善，从而使得发电质量得到明显的提高。

2.1.1大型发电机的静止励磁控制

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2.1.2水力、风力发电机的变速恒频励磁

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时（尤其是抽水蓄能机组），机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

2.1.3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，并不完整的系列产品，但具备高压大容量变频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。

2.2在输电环节中的应用

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。

2.2.1直流输电（HVDC）和轻型直流输电（HVDC Light）技术

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。

2.2.2 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。

20世纪90年代以来，国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小，设备结构简单，控制方便，成本较低，所以较早得到应用。

2.3在配电环节中的应用

配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即用户电力技术或称DFACTS技术，是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版，其原理、结构均相同，功能也相似。

2.4在节能环节的运用

2.4.1变负荷电动机调速运行

电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面，通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面，只有将二者结合起来，电动机节电方较完善。目前，交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速，我国正在推广应用中。

2.4.2减少无功损耗，提高功率因数

在电气设备中，变压器和交流异步电动机等都属于感性负载，这些设备在运行时不仅消耗有功功率，而且还消耗无功（下转第157页）（上接第102页）功率。因此，无功电源与有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低 ，设备破坏，功率因数下降，严惩时会引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故。所以，当电力网或电气设备无功容量不足时，应增装无功补偿设备，提高设备功率因数。

3.结束语

由此可见，目前在我国电力行业发展的过程中，电力电子技术已经得到了人们的广泛应用，这不仅有效的提高了电力资源的质量，还使得电力系统的工作效率大幅度的增加。不过由于电力电子技术在使用过程中，其应用技术并不成熟，因此导致其中存在着许多问题，为此电力电子技术还要在不断的实践过程中，来对其进行相应的改进和完善，从而促进我国电力行业的可持续发展。 [科]

【参考文献】

[1]林雪山.电力电子技术在电力系统中的应用[J].黑龙江科技信息，2011（17）.

[2]许昊.电力电子技术在电力系统中的应用[J].沿海企业与科技，2005（08）.

电力电子技术在电力系统中的应用 篇4

1.1 电力电子技术

电力电子技术在电力系统中的发电、输电及用户用电的过程中起到关键的作用, 在变电系统中, 它所能“变电”功率最大可达到MW甚至GW, 最低能低至1M以下, 由于这种特性, 使电力电子在变电及信息处理中占到相当大的比例。

1.2 电力电子器件

自20世纪初期所产生的玻璃贡弧整流器, 电力电子器件由单一的半导体器件向多元化、现代化迈进。电力电子器件是电力电子技术的核心所在, 每一次的器件的发展都带给电力电子技术一个新的飞越。新型硅二极管、微小集成电路等都是当下使用较为广泛的组件。同时, 由于现代社会对电力系统的更多要求, 电力电子器件也得到相关的改进与发展, 如大功率的焊接电源、电解电源、电镀直流电源等所使用的晶闸管组成的相关器件、各种频率的电源尤其是感应加热的中高频电源的使用等, 为生活、生产带来了更多的便利, 并且安全性、可靠性都有所提高, 这些都证实了电力电子器件在生活、生产中所起的重要作用。

2 电力电子技术在电力系统中的相关应用

2.1 电力电子技术在发电过程的应用

在我国发电厂中, 发电多是静止励磁系统。使用过程中, 励磁机繁重且耗能巨大, 电力电子技术的发展便可大大缓解这个问题, 可以代替励磁机中的励磁环节, 使发电过程变得更便捷且耗能少, 易操作, 方便控制。同时, 电力电子技术在变频控制上同样起到很大作用。发电厂中发出的电能频率多为波动的, 而民用的交流电频率要在220V为峰值进行使用, 传统的变压方式多为变电站的中转, 而电力电子技术可以简化这个环节, 使电流更适合民用电的使用。电力电子技术在发电过程中的优势对一些新能源发电同样适用, 如广泛使用的风力发电、水利发电等, 都离不开电力电子技术来正常运行。

2.2 电力电子技术在电力传输过程中的应用

电力电子技术在传输线路上的应用有很多, 其中主要以柔性交流电技术、高压直流电技术以及静止无功补偿器技术上, 以线路传输过程中的高压直流电技术为例, 说明在电力传输过程中电力电子技术的重要作用。在没有这种技术的时候, 对于高压直流电的传送, 在传送过程中需加有若干变压器来完成, 这不仅增加了传送电过程中的成本, 还使工作的程序变得复杂, 而电力电子技术的广泛使用, 尤其是晶管换流阀在高压直流电传送过程中的使用, 使电压变得可以自动化控制, 节约成本, 减少了传送过程中的工序, 而且准确性、安全性和可控性都比传统的传送方法高得多。

2.3 电力电子技术在电力使用过程中的应用

电力电子技术不仅能在电力产生、传送过程中有广泛的应用, 还能保证在使用过程中带给使用者的便捷。回想我们家中的电力配备, 保证安全的是一个全自动的电表, 其实在这其中便应用到电力电子技术, 它可以增强对电流、电压的可控性, 自动感应到电力的强度, 进行调控, 保证了家庭用电的安全性。同时, 在一些大型工厂、单位等, 用电量较大, 对电力的稳定性要求很高, 配有电力电子技术可以使在配电过程中, 电流变得更加稳定, 避免各种不稳定的波动带来的不良影响。

3 电力电子技术对于电力系统的其他应用

3.1 节约能源

通过电力电子技术的应用, 可以对电能进行综合处理, 使电能能够最大限度的发挥出来, 并且能够应用得更加合理、高效, 真正做到节约能源。例如, 在一些造纸厂、冶炼厂等, 可以根据工厂的性质和对电能的具体需求, 利用电力电子技术, 能够将电能自动化的进行合理的分配, 使耗电量大、功率大的场所能够达到要求, 而对于一些对电量要求不大的地方可以适当的进行节省。据调查显示, 2000年的大型工厂的节电量相当于1990年发电的15%, 截止到今年, 全国又将14个项目列入节电推广项目中, 可见, 电力电子技术在资源的节约中起到了很大的作用。

3.2 改善传统机械设备

电力电子技术的使用打破了传统的工作方式, 不仅可以实现最佳的工作状态, 还可以更准确的接受信号, 使其向高频化和变频化发展, 而且因其高效的性能及其广泛的工作性, 可以代替许多设备进行工作, 不仅可以减少工序、节约成本, 还可以改善许多机械的不足, 如可以降低噪音、缩小设备的体积, 提高工作效率, 在生产、生活中带来许多便利。

摘要：计算机技术的普及, 为电力系统带来了新的发展机遇。电力电子技术与其组件的不断发展升级, 为电力系统提供了更广阔的发展平台。通过对电力电子技术在发电过程的应用、电力电子技术在电力传输过程中的应用、电力电子技术在电力使用过程中的应用的介绍, 指出其在节约能源、改善传统机械设备方面的价值, 描述了电力电子技术正向智能化、高频化、集成化及自我修复的趋势发展。

关键词：电力电子技术,电力系统,发展趋势

参考文献

[1]张文亮, 汤广福, 查鲲鹏, 等.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报, 2010, (04) :86.

传输系统中的时钟同步技术 篇5

同步模块是每个系统的心脏，它为系统中的其他每个模块馈送正确的时钟信号。因此需要对同步模块的设计和实现给予特别关注。本文对影响系统设计的时钟特性进行了考察，并对信号恶化的原因进行了评估。本文还分析了同步恶化的影响，并对标准化组织为确保传输质量和各种传输设备的互操作性而制定的标准要求进行了探讨。

摘要：

网络同步和时钟产生是高速传输系统设计的重要方面。为了通过降低发射和接收错误来提高网络效率，必须使系统的各个阶段都要使用的时钟的质量保持特定的等级。网络标准定义同步网络的体系结构及其在标准接口上的预期性能，以保证传输质量和传输设备的无缝集成。有大量的同步问题，系统设计人员在建立系统体系结构时必须十分清楚。本文论述了时钟恶化的各种来源，如抖动和漂移。本文还讨论了传输系统中时钟恶化的原因和影响，并分析了标准要求，提出了各种实现技巧。

基本概念：抖动和漂移

抖动的一般定义可以是“一个事件对其理想出现的短暂偏离”。在数字传输系统中，抖动被定义为数字信号的重要时刻在时间上偏离其理想位置的短暂变动。重要时刻可以是一个周期为 T1 的位流的最佳采样时刻。虽然希望各个位在 T 的整数倍位置出现，但实际上会有所不同。这种脉冲位置调制被认为是一种抖动。这也被称为数字信号的相位噪声。在下图中，实际信号边沿在理想信号边沿附近作周期性移动，演示了周期性抖动的概念。

图 1.抖动示意

抖动，不同于相位噪声，它以单位间隔 (UI) 为单位来表示。一个单位间隔相当于一个信号周期 (T)，等于 360 度。假设事件为 E，第 n 次出现表示为 tE[n] 。则瞬时抖动可以表示为：

一组包括 N 个抖动测量的峰到峰抖动值使用最小和最大瞬时抖动测量计算如下：

漂移是低频抖动。两者之间的典型划分点为 10 Hz。抖动和漂移所导致的影响会显现在传输系统的不同但特定的区域。

抖动类型

根据产生原因，抖动可分成两种主要类型：随机抖动和确定性抖动。随机抖动，正如其名，是不可预测的，由随机的噪声影响如热噪声等引起。随机抖动通常发生在数字信号的边沿转换期间，造成随机的区间交叉。毫无疑问，随机抖动具有高斯概率密度函数 (PDF)，由其均值 (μ) 和均方根值 (rms) (σ) 决定。由于高斯函数的尾在均值的两侧无限延伸，瞬时抖动和峰到峰抖动可以是无限值。因此随机抖动通常采用其均方根值来表示和测量。

图 2.以高斯概率密度函数表示的随机抖动

对抖动余量来讲，峰到峰抖动比均方根抖动更为有用，因此需要把随机抖动的均方根值转换成峰到峰值。为将均方根抖动转换成峰到峰抖动，定义了随机抖动高斯函数的任意极限 (arbitrary limit)。误码率 (BER) 是这种转换中的一个有用参数，其假设高斯函数中的瞬时抖动一旦落在其强制极限之外即出现误码。通过下面两个公式，就可以得到均方根抖动到峰到峰抖动的换算。3

由公式可得到下表，表中峰到峰抖动对应不同的. BER 值。

确定性抖动是有界的，因此可以预测，且具有确定的幅度极限。考虑集成电路 (IC) 系统，有大量的工艺、器件和系统级因素将会影响确定性抖动。占空比失真 (DCD) 和脉冲宽度失真 (PWD) 会造成数字信号的失真，使过零区间偏离理想位置，向上或向下移动。这些失真通常是由信号的上升沿和下降沿之间时序不同而造成。如果非平衡系统中存在地电位漂移、差分输入之间存在电压偏移、信号的上升和下降时间出现变化等，也可能造成这种失真。

图 3，总抖动的双模表示

数据相关抖动 (DDJ) 和符号间干扰 (ISI) 致使信号具有不同的过零区间电平，导致每种唯一的位型出现不同的信号转换。这也称为模式相关抖动 (PDJ)。信号路径的低频截止点和高频带宽将影响 DDJ。当信号路径的带宽可与信号的带宽进行比较时，位就会延伸到相邻位时间内，造成符号间干扰 (ISI)。低频截止点会使低频器件的信号出现失真，而系统的高频带宽限制将使高频器件性能下降。7

正弦抖动以正弦模式调制信号边沿。这可能是由于供给整个系统的电源或者甚至系统中的其他振荡造成。接地反弹和其他电源变动也可能造成正弦抖动。正弦抖动广泛用于抖动环境的测试和仿真。不相关抖动可能由电源噪声或串扰和其他电磁干扰造成。

考虑抖动对数字信号的影响时，需要将整个确定性抖动和随机抖动考虑在内。确定性抖动和随机抖动的总计结果将产生另外一种概率分布4：双模响应，其中部表示确定性抖动，尾部为高斯响应，表示随机抖动分量。

抖动测量 ― TIE、MITE 和 TEDV

时间间隔误差 (TIE) 是通过对实际时钟间隔的测量和对理想参考时钟同一间隔的测量得到的。在给定时间 t，以一个称为观测间隔的时间间隔产生时间 T(t) 的时钟，其相对于时钟 Tref(t) 的TIE 可通过下面公式表示。(x(t) 称为误差函数。)

TIE 表示信号中的高频相位噪声，提供了实际时钟的每个周期偏离理想情况的直接信息。TIE 用于计算大量统计派生函数如 MTIE、TDEV 等。

最大时间间隔误差 (MTIE) 定义为，在一个观测时间 (t=nt0) 内，一个给定时钟信号相对于一个理想时钟信号的最大峰到峰延迟变化，其中该长度的所有观测时间均在测量周期 (T) 之内。使用下面公式进行估计：

MTIE是针对时间的缓变或漂移而定义的。当需要分析时钟的长期特性时，就需要对MTIE进行测量。MTIE 值是对一个时钟信号的长期稳定性的一种衡量。

图 4.TIE 的图形表示

TDEV 是另外一个统计参数，作为集成时间的函数对一个信号的预期时间变化的测量。DEV 也能提供有关信号相位(时间)噪声频谱分量的信息。TIE 图中每个点的标准偏差是对一个观测间隔计算的，该观测间隔滑过整个测量时间。该值在整个上述测量时间内进行平均以得到该特定间隔的 TDEV 值。增大观测间隔，重复测量过程。TDEV 是对短期稳定性的一种衡量，在评估时钟振荡器性能时有用。TDEV 属于时间单位。

高速传输系统中抖动和漂移的原因

最常用的一种时钟体系结构是，在备板上运行一个低频时钟，在每个传输卡上产生同步的高频时钟。低频时钟在集成电路内或通过分立 PLL 实现进行倍频以产生高频时钟。通过典型的 PLL 倍频，倍频后时钟上的相位噪声增大为原来时钟相位噪声的 20*log(N) 次方，其中 N 为倍频系数。此外，PLL 参考时钟输入上的抖动将延长锁定时间，且当输入抖动过大时高速 PLL 甚至无法实现锁定。在备板上采用一种更高速的差分时钟将比采用低速单端时钟具有更好的抖动性能。

由于 VCO 对输入电压变化较为敏感，因此电源噪声是增大时钟抖动的一个主要因素。输出时钟抖动幅度与电源噪声幅度、VCO 增益成正比，与噪声频率成反比。因导线电阻形成的电阻下降和因导线电感形成的电感噪声而造成的电源或接地反弹，会对上述输出时钟抖动产生相似的影响。在系统板上对电源进行充分过滤，靠近集成电路电源引脚提供去耦电容，可以确保 PLL 获得更高的抖动性能。

在系统板内，时钟和数据相互独立，发射和接收端在启动、保持和延迟时间方面的变化对高速率非常关键。因数据和时钟路径中存在不同有源元件而使数据和时钟路径之间出现传播延迟差异， 时钟路径之间的接线延迟差异，数据位之间的接线延迟差异，数据和时钟路径之间不同的负载情况，分组长度差异等等，均可能造成上述变化。在规划系统抖动余量时，必须将不同信号路径的变化考虑在内。

当在一段距离上进行传输时，在发射机和接收机中的很多点上存在抖动累积。在发射机物理层实现中，DAC 非线性或激光非线性等非线性特性会加重信号失真。在传输介质和接收机中，除了外部乱真源(大多在铜导线中)之外，因不同频率和调制效应而导致的光纤失真、因接收机实现(主要与带宽有关)和时钟提取电路实现而导致的信号相关相位偏离，会加重信号流的抖动。

图 5.来自 TIE 图的 MTIE 偏差

具体到 SDH(同步数字系列)传输，有大量的系统级事件会导致抖动。在将 PDH(准同步数字系列)支路映射为 SDH 帧并通过 SDH NE(网络组件)进行传输的典型传输系统中，在 PDH 支路于 SDH 的终端多路分配器解映射之前，将在每个中间节点处出现 VC(虚拟容器)的重新同步。有间隙的时钟用于将各个支路映射到 STM-N 帧和从 STM-N 帧解映射，发出与开销、固定填充和调整位相应的脉冲，因而造成映射抖动。采用调整机会位补偿 PDF 支路中频率偏移的方法会造成等待时间抖动。还有指针调整机制，用于对来自初始 NE 的输入 VC 与本地产生的输出 STM-N 帧之间的相位波动进行补偿。根据频率偏离，VC 在 STM-N 帧中前后移动。这将使 VC 提取点看到位流中的突然变化，导致称为指针抖动的类型抖动。所有上述系统级抖动都将加重总的确定性抖动。

尽管所有上述因素都会加重从源到目的地之间信号传播的抖动，标准要求仍

然规定在传输点需具有比理论值更低的抖动数值。这样，考虑到时钟倍频、电源变化、电-光-电转换、发射和接收影响以及其他致使实际信号恶化的失真信号的影响，在源处驱动信号的时钟将具有一个相对很低的抖动数值。

抖动对收发器的影响

理想情况下，数字信号是在两个相邻电平转换点的中点进行采样的。抖动之所以会造成误码，是由于相对于理想中点，它改变了信号的边沿转换点。误码可能由于信号流边沿变化太晚(在时间上比理想中点晚0.5UI(单位间隔相当于信号的一个周期))或太早(在时间上比理想中点早0.5UI)所致。当时钟采样边沿在信号流的任何一侧错过0.5UI 时，将出现 50% 的误码概率，假设平均转换密度为 0.5。7如果分别知道确定性抖动和随机抖动，可通过上述两个数字和将峰到峰抖动值与均方根抖动值联系在一起的表，来估计误码率。校准抖动，定义为数字信号的最佳采样时刻与从其提取出来的采样时钟之间的短期变化，可以造成上述误码。对于商业应用，源时钟和源发射接口抖动规范将远远低于 1UI。

发射接口抖动规范通常与接收端的输入抖动容限相匹配。对于抖动测量回路滤波器截止频率，尤其如此。例如，在 SDH 系统中，有两种抖动测量带宽，分别规定：一个用于宽带测量滤波器(f1 到 f4)，一个用于高频带测量滤波器(f3 到 f4)。数值 f1 指可在线路系统的 PLL 中使用的输出时钟信号的最窄时钟截止频率。低于此带宽的频率的抖动将通过系统，而较高频率的抖动则被部分吸收。数值 f3 表示输入时钟捕获电路的带宽。高于此频率的抖动将导致校准抖动。校准抖动造成光功率损失，需要额外光功率以防各种恶化。因此限制发射机端高频带频谱的抖动十分重要。

漂移对收发器的影响

市场上销售的大多数电信接收机都使用了一个缓冲器，以适应线路信号中存在的随机波动。下面框图6详细表示出这一概念。恢复时钟将数据送入富有弹性的缓冲器，而系统时钟则将数据送出到设备的核心部位。

在准同步传输系统中，发射机和接收机工作在相互独立而又极为接近的频率上，fL和 Fs分别表示发射机和接收机的频率。当两者之间存在相位或频率差异时，弹性存储会将其消除，否则缓冲器将出现欠载或溢出(取决于差异的幅度和弹性缓冲器的大小)，造成一次可控的帧滑动(基本速率传输)或一次位调整(高阶异步多路复用器)。

在准同步应用中，根据可接受的缓冲滑动对频率变化和缓冲器深度进行了标准化。最初的网络主要用于语音传输，在一定的频率门限之下不会造成语音质量下降。ITU-T 规范规定该变化为 +/-50ppm。但是随着网络开始传送压缩语音、传真格式的数据、视频以及其他种类的媒体应用，对于差错和重传以及刚刚兴起的同步网络，滑动使效率严重下降。

在同步传输系统中，系统时钟通常同步到用于接收更高时钟等级信号的接口的恢复时钟上。恢复时钟和系统时钟之间相位和频率的瞬时和累积差异将被弹性缓冲器吸收，否则将导致弹性存储器溢出/欠载(取决于缓冲器大小和变化的幅度)，造成指针调整而延迟或提前帧传输、帧滑动或系统中某处出现位调整。

在同步系统中，所有网络组件工作在同一平均频率，可以通过指针机制消除帧恶化。这些指针机制将提前或延迟有效载荷在传输帧中的位置，从而调整接收和系统时钟中存在的频率和相位变化。SDH 收发器中的缓冲器比 PDH 收发器中的要小，而且对于 SDH 系统中可能导致的指针移动等不规则性有限制。因此，与 PDH 系统相比，同步系统的要求更为严格。由于网络发展的历史和不同网络之间的互操作连接，在某些阶段或其他阶段，这些同步网络会通过准同步网络来连接。因此 PDH 网络的时钟体系结构也要考虑在内。

MTIE 提供了时钟相对于已知理想参考时钟的峰值时间变化。在同步传输和交换设备的弹性缓冲器的设计中将用到 MTIE 值。在弹性存储中，缓冲器填充水平与输入数字信号和本地系统时钟之间的 TIE 成正比。确保时钟符合有关 MTIE 的时钟规范，将保证不会超过一定的缓冲器门限。因此，在缓冲器设计中，其大小取决于 MTIE 的规定极限。

图6，典型传输系统的接收机接口

系统时钟输出相位扰动对收发器的影响

一个时钟的输出相位变化可以通过分析其 MTIE 信息获得。漂移产生(在自由振荡模式和同步模式中)主要指系统中所用时钟振荡器的长期稳定性，在自由振荡模式中系统的稳定性仅受振荡器的稳定性影响。除了漂移产生之外，输出时钟相位还受到大量系统不规则特性的影响。

特别是对一个系统同步器而言，将参考源从一个不良或恶化参考时钟转换到一个正常参考时钟可能会导致输出相位扰动。传输用高速 PLL 中使用的传统 VCO(压控振荡器)在改变参考时钟时采用了切换电容器组的方法。这种切换转换会对输出时钟造成暂时的相位偏移。采用超低抖动时钟倍频器电路可以解决这个问题。

高性能网络时钟在系统的所有参考时钟都失去时采用一种称为“保持”的机制。这是通过记忆存储技术产生系统最后一个已知良好参考时钟来实现的。进入和退出保持模式可能会对输出造成相位扰动。当处于保持模式中时，由于准确频率的再生不够精确，因此会继续产生输出相位误差。集成电路技术的进步已使保持精度达到了 0.01ppb。输入参考时钟恶化和对系统的维护测试(不会导致参考时钟切换)过少，也会造成输出相位扰动。

系统输出扰动是有限的，取决于系统在较低层次可以接受的输入容限。例如，符合 G.813 选项 1 的时钟，其相位扰动中所允许的相位斜率和最大相位误差被限制为 1μS，最大相位斜率为 7.5ppm，两个 120ns 相位误差段，其余部分的相位斜率为 0.05ppm。这些数字对应于 G.825 标准规定的输入抖动容限，该标准描述了在 SDH 网络内对抖动和漂移的控制。

当输出相位被扰动时，将相位误差的幅度和速率保持在标准组织所建议的极限之内，可确保在端到端系统中对信号恶化进行妥善处理，从而避免数据损坏或丢失。例如，当系统同步器进行参考时钟切换时，如果输出相位误差位于规范要求之内，同步器就可实现“无间断”参考时钟切换，指示存在缓冲器溢出或欠载，造成指针移动、位调整或滑动。

结论

网络同步和时钟产生是所有高速传输网络系统中最重要的部分。本文论述了时钟恶化的不同类型，主要是抖动和漂移。文章还详细论述了造成上述恶化的原因，以及它们如何影响传输系统。对时

智能技术在电力系统中的应用 篇6

关键词 智能技术 电力系统自动化 应用

当前，常见的几种智能技术，在电力系统自动化控制中的引入运用，解决了传统方法难以解决的复杂系统的控制问题，从而有效提高电力系统自动化控制的适应性，降低控制系统的造价成本。

一、电力系统自动化的简述

为确保电力系统安全、平稳、经济运行，对电力系统的各个元件、局部、全系統，采用具有自动检测、决策和控制功能的装置，通过信号和数据传输的系统，就地或远距离进行自动监视、调节和控制等，从而达到合格的电能质量。在一般的情况下，电力自动化系统主要构成有调度自动化、变电站自动化和配电网自动化。

二、电力系统自动化中的智能技术

智能技术是具备学习、适应及组织功能的行为，能够对于问题产生合适求解问题的响应，解决传统鲁棒性控制和自适应控制无法解决出令人满意结果的，非线性、时变性和不确定性的控制问题。目前，智能技术尚处于发展阶段，但它已受到人们的普遍重视，广泛应用到电力系统各个领域中，并取得了一定的实效。

（一）专家系统的控制技术

专家系统在电力系统中的应用范围很广，它是一种基于知识的系统，用于智能协调、组织和决策，激励相应的基本级控制器完成控制规律的实现。主要针对各种非结构化问题，处理定性的、启发式或不确定的知识信息。如：电力系统恢复控制、故障点的隔离、调度员培训、处于警告或紧急状态的辨识、配电系统自动化等。以智能的方式求得受控系统尽可能地优化和实用化，并经过各种推理过程达到系统的任务目标。虽然取得到广泛应用，但存在如难以模仿电力专家的创造性等局限性。一般而言，专家控制系统应用比较大的原因还因为这种方法可适用范围广，而且能够为电力系统处于各种状态提出辨识，根据这种具体情况来给出警告或是提示，在这样的情况还能够进行控制和恢复。虽然专家系统得到一定的应用，但是还是存在一定的局限，这种局限包括对于创造性的难以模仿，而只是对于浅层知识的应用，缺乏很有效的深层的模仿和方针，对于复杂的模拟就难以适应。因此，在开发专家系统方面应注意专家系统的代价/效益分析方法问题，专家系统软件的有效性和试验问题，知识获取问题，专家系统与其他常规计算工具相结合等问题。

（二）模糊逻辑的控制技术

模糊方法是一种对系统宏观的控制，十分简单且易于掌握，为随机、非线性和不确定性系统的控制，提供了良好的途径。将人的操作经验用模糊关系来表示，通过模糊推理和决策方法，来对复杂过程对象进行有效控制。通常用“如果…，则…”的方式来表达在实际控制中的专家知识和经验，不依赖被控对象模型、鲁棒性较强的。模糊控制技术的应用非常广泛，与常规控制相比，模糊控制技术在提高模糊控制的控制品质，如：稳态误差、超调等问题，自身的学习能力还不完善，要求系统具有完备的知识，这对工业智能系统的设计是困难的。如模糊变结构控制，自适应或自组织模糊控制，自适应神经网络控制，神经网络变结构控制等。另一方面包含了各种智能控制方法之间的交叉结合，对电力系统这样一个复杂的大系统来讲，综合智能控制更有巨大的应用潜力。现在，在电力系统中研究得较多的有神经网络与专家系统的结合，专家系统与模糊控制的结合，神经网络与模糊控制的结合，神经网络、模糊控制与自适应控制的结合等方面。这些模糊方法的运用因其可使用范围广，目前已经在自动化控制中被广泛应用。

（三）神经网络的控制技术

神经网络是一种介于符号推理与数值计算之间，适合用作智能控制的数学工具。神经网络从m维空间到n维空间，复杂的非线性映射、学习能力为解决复杂的非线性系统控制问题，提供了有效的途径。在神经网络中，知识是通过学习例子分布存储，当个别处理单元损坏时，不会影响整个系统的正常工作，是对非线性系统具有最好的控制性能。目前，主要集中在神经网络模型、结构、学习算法的研究，硬件的实现等。

（四）线性最优控制技术

线性最优控制技术是现代控制重要组成部分。目前，在大型机组方面，直接用最优励磁控制手段代替古典励磁方式，不但提高了远距离输电线路输电能力，而且同时改善动态的品质。另外，在发电机制动电阻的最优时间控制方面，最优控制技术也获得了成功的应用。它是诸多现代控制技术中应用最多、最为成熟的一个分支。

（五）综合智能控制技术

综合智能控制重要的技术发展方向是智能集成化。一方面，可将多项智能技术相互结合于一体，不在单独运用，各取优势。如模糊技术和神经网络的结合，神经网络与模糊控制的结合，神经网络与专家系统的结合等，这些都在电力系统自动化控制中研究的较多，如可用神经网络与模糊逻辑良好结合的技术基础，去处理同一系统内的问题，神经网络处理非结构化信息，模糊系统处理结构化的知识等。另一方面，自动化控制智能技术与传统的自适应控制的结合，如：神经网络、模糊控制与自适应控制的结合等。目前，国内已有控制专家已着手发展研究，既能有效处理模糊知识又能有效学习的模糊与神经网络集成技术，这必将为电力系统智能控制的发展提供新的途径。

三、结束语

当前，像电力系统这样一类复杂的不确定性工业过程，对其有效控制，关键在于自动化控制智能技术应具有较强的知识处理能力，包含知识学习和利用，推理和决策等方面。在未来电力系统的发展进程中，随着计算机的广泛应用，控制技术的深入研究，自动化控制智能技术将朝着全面智能化的方向发展。从而实现智能性工作环境，减少人员的值守，甚至于无人值班。同时，也有效的促进与提高电力系统平稳、安全和经济的运行。

参考文献：

[1]沈君奕.电气自动化控制中人工智能的探讨分析[J].科技资讯，2009

电力电子技术在电力系统中的应用 篇7

电力系统是电力电子技术应用的一个重要领域。近年来电力电子元器件和计算机技术的快速发展, 使已有研究成果的技术和经济可行性不断得到改善。电力电子设备和系统逐步投入运行, 大幅度提高了电力系统的稳定水平, 产生巨大效益。本文概要介绍电力电子技术在电力系统各个环节中的应用。

2 在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备, 电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

2.1 大型发电机的静止励磁控制

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式, 具有结构简单、可靠性高及造价低等优点, 被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节, 因而具有其特有的快速性调节, 给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量, 当水头的变化幅度较大时 (尤其是抽水蓄能机组) , 机组的最佳转速亦随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比, 风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率, 可使机组变速运行, 通过调整转子励磁电流的频率, 使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

2.3 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频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。

2.4 太阳能发电控制系统

开发利用无穷尽的洁净新能源———太阳能, 是调整未来能源结构的一项重要战略措施。大功率太阳能发电, 无论是独立系统还是并网系统, 通常需要将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电, 所以具有最大功率跟踪功能的逆变器成为系统的核心。

2.5 在配电环节中的应用

配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求, 还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用, 即用户电力技术或称DFACTS技术, 是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版, 其原理、结构均相同, 功能也相似。

3 我国在相关产品开发中面临的问题

3.1 尚未形成良好的研发体系

一个良好的研发体系应该合理整合和有效利用多种社会资源。发达国家也提倡官、产、学、研相结合, 但是在不同的研发阶段应由不同的部门发挥主要作用。国外的企业在实际工程中担任主角。这是因为发达国家的大型企业不仅拥有雄厚的资金实力、丰富的生产经验和广阔的市场脉络, 而且注重自身研发队伍的建设、具备很强的产品开发综合实力。而国内的研发体系有较大的缺陷:

3.1.1 企业的研发能力相对薄弱。

由于历史的原因, 在计划经济时代形成的定位概念, 企业重生产轻研发。进入市场经济时代后, 尽管在某种行业、某些企业中有所改善, 但是总体上仍令人担忧, 具体表现在:

a.在新技术、新产品开发上的投入不足, 倾向于走跟随、模仿的捷径, 不仅影响了企业的开发能力, 也无法培育创新精神。

b.缺乏长期、系统的培养计划, 技术人员的能力得不到相应的提高, 影响了企业的整体实力。

c.管理不到位和不正常的竞争氛围, 造成工作中取得的成果和经验仅成为个人的收获, 没有成为企业内共有的技术积累。

d.企业缺乏凝聚力以及对创业的片面理解, 研发队伍不稳定。

3.1.2 过于依靠高校的研发力量。

由于企业自身研发能力的不足, 在许多企业与高等院校的合作项目中, 高校承担了所有的研发任务, 而企业只是提供资金、试验条件上的配合。这样的合作在偏重理论研究、技术咨询类的项目中是可行的, 但在产品开发类的项目中成功率高, 这是由高等院校科研队伍的特点所决定的。

3.2 产品的开发过程管理制度不健全

产品质量是国家振兴和社会经济可持续发展的战略因素, 是企业赖以生存和发展的保证。设计决定了产品质量的先天性, 是质量管理的重要环节。规范的产品开发过程需要经过以下七个阶段:决策、设计、样机试制、设计改进、小批量试制、批量生产、使用。每一个阶段都设有管理控制点, 根据用户需求、产品规范、工艺规定三大类项目对产品的设计进行评审, 其目的在于:

3.2.1 保证产品的适用性要求, 及时纠正缺陷和无谓增加成本的做法。

3.2.2 补充设计、开发人员知识和经验的不足, 集中工艺、生产、

检验、营销、采购、设备管理等部门的人员充分论证, 使设计和开发更加合理。

3.2.3 防止设计和开发质量的片面性。

令人遗憾的是国内许多企业开发过程管理制度不健全, 形成质量管理上的漏洞;或者有些企业形式上订有制度, 但由于受市场压力等因素的影响, 制度得不到严格的执行。企业要做强做大, 必须建立并严格执行一套管理制度, 保证产品质量。企业的决策层首先应该提高认识, 从制订企业内部产品开发标准书、会议记录和试验报告格式化、图纸管理规范化着手, 下决心抓制度落实。技术人员应该根据标准书的要求, 以明确的目标、合理的计划、科学的方法开展研发工作。

4 结论

电力电子技术正在不断发展, 新材料、新结构器件的陆续诞生, 计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持, 在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。

4.1 投运的直流输电工程不断增加, 产生了巨大效益;柔性交流输电技术尚未大范围使用, 但效果显著, 前景美好。

4.2 市场规模大, 关键在于开发和生产能够满足电力系统需要的优质设备。

但国内的研发体系不尽合理, 需要加强企业的研发能力, 同时完善和执行开发过程管理制度。

4.3 变频器企业应根据企业的实际情况, 首先选择以PWM逆变技术为核心的设备进入电力系统领域。

摘要：主要概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的应用, 探讨国内在此领域的研发体系和过程管理中存在的问题。

关键词：直流输电柔性交流输电,用户电力,设计,应用

参考文献

[1]张桂斌等.直流输电技术的新发展[J].中国电力, 2000, 33 (3) :32-35.

[2]杨勇.高压直流输电技术的发展与应用前景[J].电力自动化设备, 2001, 21 (9) :58-60.

电力电子技术在电力系统中的应用 篇8

1 电力电子技术的发展

1.1 电力电子技术的产生

电力电子技术起源于20世纪50年代晶闸管的发明是其发展的一座里程碑。可控硅整流装置是电力系统其中一项重要技术, 同时它也标志着电力系统传动技术的一次巨大进步。在这之后, 电能的变换和控制开始跨入了由一些电子器件组成的变流器时代。因此, 我们说可控硅整流装置是电力电子技术产生的标志。

1.2 电力电子器件的发展

电力系统之所有有着快速的发展, 归功与电力电子技术的产生。在第一代的电子器件中人们主要的材料是电力二极管, 它有着体积小、耗能低的特点。原有的老式汞弧整流器在电力电子技术产生后备其快速取代, 这为后者以后的发展奠定了十分良好的基础。与此同时, 由于新发明的电力二极管能够十分有效的改善电路系统的性能, 其在降低电炉损耗提高能源的使用率中的工作中颇有成效。

在1979年第二代电力电子器件问世, 它有着自动关断能力的特点, 可以全自动控制。与第一代的晶闸管相比较, 第二代电子器件开关速度明显提高, 比较使用于一些开关比较频繁的电路。

19世纪90年代, 由于电力系统的高速发展, 电力电子的器件的到了更进一步的发展和改良, 第三代建立电子器件顺势而生。因为体积更小, 结构紧凑, 使理想中的把几块建立器件组合在一起的构想得以实现, 这为以后的电力器件发展方向奠定了基础。在此之后, 由于集成电路的应用扩大, 预示着电力电子技术达到了高频率化的时代。

从20世纪到今天, 电力电子技术经理了三个阶段的变革。当代, 以高频技术处理问题正是电力电子技术发展的方面, 不但实现和高频技术, 而且在各个方面都更加人性化。不断的技术发展让电力电子技术越来越符合电力系统的发展

2 电力电子技术在电力系统中的应用

2.1 电力电子技术在发电环节中的应用

励磁控制和变频调速是电力电子技术在发电环节所体现出来的具体应用。在世界各地的大型发电机组中, 静止励磁系统是使用的最为广泛和普遍的。而电子技术对其的代替, 达到了构造的控制和成本的降低。同时在取代环节中由于静止励磁对自身的调整, 能够大大体改电力系统的工作效率。

同时, 在风机水泵以及太阳能发电机控制组的系统中电子技术也得到了广泛充足的应用。有与在电力的生产过程中发动机能耗较大, 要节能就要求在高压电转变成低压电或者低压电转变成高压电的过程中, 使用最新的水泵变频器, 以达到节约能耗的目的。

电子技术的作用最为突出的反应在太阳能发电的种植系统中, 最为最新型的能源, 我国把发展太阳能作为一项战略目标。但是, 太阳能本身在发电时候存在一些缺陷, 列如功率过大。如何降低转换功率, 这就需要大功率的电流转化器。而现在的电子技术就可以非常好的解决掉这一难题。

2.2 电力电子技术在输电线路中的应用

柔性电、高压电、静止无功补偿器等是电力电子技术在输电线路中应用的主要体现。

2.2.1 柔性交流输电技术

20世纪80年代, 柔性的交流输出点技术得到广泛应用。由于柔性交流输电技术相较于畅通的电力功率控制方法更为精细, 能够在输电过程中实时实现对于电能的调整, 使输送过程成本和损耗大大降低, 这样输送过程的电能分配更加合理, 同时电力系统的稳定性也大大得到提高。

2.2.2 高压直流输电技术

高压支点流输电技术的代表是晶闸管。作为电力电子技术的一项重要发明, 晶闸管被数度尝试应用在直流电的输电系统中, 在直流电的输送过程中晶闸管换流阀就一直在被普遍的应用。在此之后, GTO、IGBT等具备可操作的电力输送控制器纷纷出现, 减少了交直转化变压器的使用。帮助电厂减少了能耗成本, 加强了电流交换设备的竞争力。

2.3 电力电子技术在配电过程中的应用

要使配电系统能够配送出高质量的电力资源, 需要在配电过程中满足配电频率、电压以及在谐波上满足相应的条件, 同时, 在配电过程中需要阻止电能的各种不稳定的波动和影响。这个过程中, 电力电子技术作为配电环节的质量控制部分, 以用户电力技术和FACTS技术为实现形式。FACTS技术在前文已经提及, 它是通过在配电线路中增设电力电子装置, 加强对与电压, 电流和功率的可控性, 调控电力传输能力的技术。

用户电力技术解决的是配电系统中即时发生的需要马上解决的重要问题, 主要负责配电系统在配电过程中的安全性和稳定性, 用于保证配电输电过程中电力能源的质量。而FACTS技术则更为倾向于配电系统中对于电能的输送能力和有效控制力。FACTS技术和用户电力技术都是针对配电系统开发出的新型电力电子技术, 两者的构造和工作原理大致上相同, 随着电子技术的不断发展, 在近些年, FACTS技术和用户电力技术在一定程度上已经逐步同步并合用, 其中比较具有代表性的就是定制电力 (DFACTS) 技术。

结束语

中国电力电子技术的飞速发展, 必将带动中国电力系统的快速崛起。随着中国现阶段对电力需求的大大增加, 传统能源的枯竭, 如何寻求最佳发电输电效率, 达到节能降耗, 如何去探讨更好的应用方式、更先进的输电模式, 这都需要我们电力工作者在工作中不断摸索, 探求。

参考文献

[1]张文亮, 汤广福, 查鲲鹏, 贺之渊.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报, 2010 (4) .

[2]高红, 陈继军.灵活交流输电技术在智能电网中的应用[J].广东电力, 2010 (9) .

电力系统中的电子技术 篇9

关键词：电子技术,电力系统,发电,输电,配电,节能

电力电子技术综合了电子技术和电力技术, 近几年, 该项新技术被成功应用于电力行业, 并促进了新能源发电技术的快速稳健发展。目前, 随着新型材料的不断创新和发展, 很多新型的电气元件和材料被广泛应用在电力电子技术中, 促进了电子电力技术的飞速发展。通过分析电力电子技术在电力行业中的发展现状, 目前该技术主要应用于我国电力系统中的发电、输电、配电和节能等环节, 对我国电力系统的发展起到举足轻重的作用。

1 电力电子技术应用的意义

1.1 加快电气行业的智能化发展

目前电力电子技术发展速度快, 电力电子技术通过技术创新, 目前市场上的电子设备的智能化水平越来越高, 因此, 通过电力电子技术在电气行业的应用, 促进电气行业智能化已成为现实。电力电子技术的应用能将各种自动化和智能化的理论转化为现实, 从而加快电气行业的智能化发展。

1.2 提高电气行业的效率

电力电子技术能够加快电气设备自动化进程, 提高设备的工作效率, 降低生产加工成本, 最大限度的提高资源的利用率, 同时电力电子技术能够不断完善电力设备及系统, 最终实现电力行业的自动化、低能化、高效化。

1.3 调整电气行业产业结构

电力电子技术作为一种被成功应用于电力行业的新技术, 促进了电气行业的快速发展。随着电气行业的自动化和智能化发展, 机电一体化的发展速度加快, 不断提升电力电子技术在电器行业中的地位和作用, 最终达到调整电气行业产业结构和提高发展水平目的。

2 电力电子技术在发电环节的应用

2.1 实现风机水泵变频调速

在电力系统中, 风机水泵存在负荷大、耗能高、效率低等缺点, 对电力产业降本增效和提高效率造成严重的困扰。通过电力电子技术在风机水泵中的应用, 实现了风机水泵变频调速, 从而降低了风机水泵的耗能, 提高了工作效率。

2.2 实现太阳能发电的成功应用

技术的创新推动了太阳能的快速发展, 目前太阳能已经被广泛的应用。基于电力电子技术, 太阳能被成功应用于电力系统中, 并且实现了太阳能发电的目的。电力电子技术中的逆变器是太阳能发电系统的核心, 能够实现直流电和交流电的转化。太阳能发电具有环保、无公害、安全等特点, 因此, 太阳能发电是电力行业发展的方向, 对电力产业的发展意义重大。

2.3 提高水力发电和风力发电效率

水力压力和水头流量直接影响发电效率, 水力发电机组转速控制水力压力和水头流量, 因此, 水力发电机组转速的控制是水力发电的核心。风力发电的效率跟风速成正比关系, 提高风速, 风车的机组转速也会增加。综上所述, 对于风力发电和水力发电, 机组转速的控制是提高发电效率的关键因素。通过变频电源的应用, 能够有效的调整机组转速, 最终提高发电效率。

2.4 控制发电机的静止励磁

静止励磁具有可靠性高、成本低、构造简单等特点, 主要采用晶闸管整流自并励方式, 从而在电力系统中被广泛应用。电力电子技术能有效省去励磁机的应用, 实现发电系统的快速调节。简化了控制系统的操作, 提高了发电机的效果。

3 电力电子技术在输电环节的应用

3.1 直流输电中的应用

直流输电具有灵活、稳定的优势, 控制调节的灵活以及输电稳定是直流输电优势的集中体现。我国的直流输电分为高压直流输电和轻型直流输电, 随着电力电子技术在电力系统中的成功应用, 轻型直流输电中存在的众多问题也被逐一解决, 从而实现了直流电与无交流电源点的输电。因此, 电力电子技术在直流输电中的应用, 推动了我国直流电输电技术创新和发展。

3.2 柔性交流输电中的应用

柔性交流输电在电力系统中能够控制交流输电的功率, 同时能保障电力系统的安全和稳定性。随着电力电子技术在电力系统中的成功应用, 柔性交流输电技术得到了进一步的完善, 并且其性能更加稳定, 对保障电力系统的稳定具有重要的作用。

4 电力电子技术在配电环节的应用

配电环节能够提高电力系统的供电质量, 保障供电的可靠性。在供电质量控制中必须能够抑制外界干扰, 同时还需保证频率、电压的稳定。电力电子技术在供电系统配电环节的应用, 能有效控制供电质量, 保证供电的可靠性和安全性, 提高供电效率, 对电力系统的发展具有重要的保障作用。

5 电力电子技术在节能环节的应用

5.1 对电动机进行调速

交流调速在电力系统中的应用效果非常好, 交流调速精度高、效率高、调速范围广, 能够有效降低成本, 提高发电效率。目前, 在我国的电力系统中, 交流变速应用范围较小。随着电力电子技术在电力系统中的成功应用, 可实现电动机的交流调速, 最终实现电力系统节能的目的。

5.2 降低无功损耗

变电器存在无功功率损耗, 因此变电器运行中, 会导致电力浪费。在电力系统中必须保证无功平衡, 否则会造成设备的损耗, 威胁电力稳定。随着电力电子技术在电力系统中的成功应用, 能降低无功损耗, 保证无功平衡, 维持电力安全。

综上所述, 随着人们对电力系统的依赖性和需求的不断增加, 保证电力系统稳定高效发展是电力产业发展的趋势。将电力电子技术应用于电力系统, 方可保证电力系统的安全、稳定、高效发展。因此, 深入研究电力电子技术在电力系统中的应用, 完善和提升电力系统, 开拓电力电子技术在电力系统中的应用空间是电力部门的重要课题, 只有这样, 才能保证电力系统的快速发展。

参考文献

[1]姜建国, 乔树通, 郜登科.电力电子装置在电力系统中的应用[J].电力系统自动化, 2014, 3:2-6+18.

[2]万鑫.电力电子技术在电力系统中的应用及发展[J].电子世界, 2012, 3:69-71.

电力系统中的电子技术 篇10

电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程, 它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电 (HVDC) 。自20世纪80年代, 柔性交流输电 (FACTS) 概念被提出后, 电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注, 多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。

2 电力电子技术的应用

自20世纪80年代, 柔性交流输电 (FACTS) 概念被提出后, 电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注, 多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节, 列举电力电子技术的应用研究和现状。

2.1 在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备, 电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

2.1.1 大型发电机的静止励磁控制

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式, 具有结构简单、可靠性高及造价低等优点, 被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节, 因而具有其特有的快速性调节, 给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2.1.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁

水力发电的有效功率取决于水头压力和流量, 当水头的变化幅度较大时 (尤其是抽水蓄能机组) , 机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比, 风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率, 可使机组变速运行, 通过调整转子励磁电流的频率, 使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

2.1.3 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, 并不完整的系列产品, 但具备高压大容量变频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。

2.2 在输电环节中的应用

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。

2.2.1 直流输电 (HVDC) 和轻型直流输电 (HVDC Light) 技术

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。

2.2.2 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。

20世纪90年代以来, 国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小, 设备结构简单, 控制方便, 成本较低, 所以较早得到应用。

2.3 在配电环节中的应用

配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求, 还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用, 即用户电力 (Custom Power) 技术或称DFACTS技术, 是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版, 其原理、结构均相同, 功能也相似。由于潜在需求巨大, 市场介入相对容易, 开发投入和生产成本相对较低, 随着电力电子器件价格的不断降低, 可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。

2.4 在节能环节的运用

2.4.1 变负荷电动机调速运行

电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面, 通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面, 只有将二者结合起来, 电动机节电方较完善。目前, 交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速, 我国正在推广应用中。

变频调速的优点是调速范围广, 精度高, 效率高, 能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小, 定子、转子的铜耗也不大, 节电率一般可达30%左右。其缺点主要为:成本高, 产生高次谐波污染电网。

2.4.2 减少无功损耗, 提高功率因数

在电气设备中, 变压器和交流异步电动机等都属于感性负载, 这些设备在运行时不仅消耗有功功率, 而且还消耗无功功率。因此, 无功电源与有功电源一样, 是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡, 否则, 将会使系统电压降低, 设备破坏, 功率因数下降, 严惩时会引起电压崩溃, 系统解裂, 造成大面积停电事故。所以, 当电力网或电气设备无功容量不足时, 应增装无功补偿设备, 提高设备功率因数。

3 结束语

文中概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用, 重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。

摘要：电力电子技术正在不断发展, 新材料、新结构器件的陆续诞生, 计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持, 在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。

电力系统中的电子技术 篇11

关键词：现代技术 电力系统 调度运用 分析

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0008-01

现代信息科学技术随着时代的发展得到高速的发展，电力系统对于我国经济的发展影响重大，所以对于在电力系统调度运行中通过应用新技术，加强对电力系统的管理与调度控制，就当前我国的经济发展状况而言，先进的现代科技正逐步成为电力系统经济、安全与可靠运行的动力源泉，并且对于电力调度过程中起着主要的控制作用。

1 计算机技术在电力系统调度运行中的应用

计算机控制技术对于许多自动化的设备，既是其控制核心又是自动化设备的基础，计算机以其自身精准的计算能力，能够扫描与监控等设备优秀的操作基础，同时加上所开发并使用新设备的强力支持，使得其能够精准的控制好设备的每一个功能环节，在电力系统的调度和运行里使用计算机技术，对于加强电力系统调度运行控制起到了重要的作用，以下便是计算机技术在电力系统中应用情况分析。

1.1 数据库技术在电力系统调度运行分析

计算机数据库技术在电气自动化设备这方面的应用主要是针对在电力系统中的应用的，由调度员由来进行编制和操作的，通过数据库技术，调度员可以对现有的功能、数据等进行分析、修改、整合，之后再形成电力系统所需的操作票，并且通过计算机打印出来，可见通过利用数据库技术，在一定程度上有效地防止手工操作误差的出现，大大提高操作票的质量与拟写效率，这项技术的应用给调度员的查询统计工作带来了方便，同时保证了工作人员对电力系统的各个分站的监控能够顺利进行起着重要的作用，有效的实现了维护电力系统调度运行的安全性和可靠性。

1.2 在電力系统调度运行中应用数据技术的注意事项

数据库技术在电力系统调度运行中应用给电力系统带来了重要的作用，但是在实际的过程中需要注意以下几个问题：（1）由于计算机技术的实时性要保持其在电力系统中的应用实时性，以满足实际的生产需求；（2）通过使用IP的同步切换与汽艇来完成同步储备数据库；（3）重视计算机的实时计算阶段性数据清零问题，防止造成控制数据紊乱；（4）需要对计算机的数据计算公式、数据标准以及记录周期进行综合考虑。

2 雷电定位技术在电力系统调度运行中的应用

计算机在电力系统实施调度与运行的过程中主要起到对电力系统的调控作用，此外在电力系统调度运行中还应用到了其他先进的技术，例如雷电定位技术，其在电力调度系统中所起到的作用也是重大的。电力系统的稳定、安全运行容易受到的各种人为因素与自然因素的影响，而且容易导致电力系统运行稳定失常，造成非常严重的后果，例如雷电天气能给电力系统带来了严重的影响，在雷雨天气中，电力系统容易受到雷击而出现跳闸、大面积断电现象，严重时将会引发大面积的火灾或爆炸世故，其中主要的原因便是电力系统的某一部分受到了雷击，这种电力系统事故对各个行业的生产经营造成非常严重的负面影响，但是如果在电力系统的调度与运行过程中使用雷电定位技术，便能够在一定程度上有效地解决因雷电问题对电力系统造成的影响。

雷电定位技术在电力系统调度运行过程中的运用原理为：通过计算机网络与软件技术，对自然中的雷电情况进行数据统计以及分析，并且建立一个属于当地天气的雷电的网络系统，实现对雷电现象的监控与信息资源共享，电力系统调度者可以通过雷电定位系统迅速了解当地的各种雷电信息，并对其进行统计分析，最终探讨出及时、快捷地处理雷中电故障防范措施以及解决技术，具体的步骤如下：第一，首先对电力系统的调动与运行中应用雷电定位技术，将雷电定位技术的作用发挥至最大，但是在设备安装过程中需要重视设备的安装顺序以及使用规则；第二，在雷电定位系统的安装之前，相关的工作人员需要了解系统相关的硬件设备性能、原理，并且做好对雷电到达的方向、时间以及波峰进行测量工作，确保雷电定位系统能够正常运行；第三，安装正确的步骤。安装设备之后，运行系统，安装相应的应用软件以及驱动程序，保证对雷电的各种信息进行数据分析的相关软件设备的安装，通过上述步骤正确安装好雷电定位系统，使得在电力系统调度运行过程中应用雷电定位技术，确保电力线路在受到雷击时能及时的跳闸，为调度人员提供各种准确的信息，进而实现缩短对电力设备维修的时间，减轻工作人员的工作量，保证电力的及时供应。

3 变电站自动化技术在电力系统调度运行中的应用

变电站的自动化技术是近几年来刚刚研发的新技术，其主要是针对电力网络发展而产生的，对电力系统的调度运行中起着非常重要的促进作用，变电站自动化技术的应用以计算机技术作为基础，以数据通讯为具体实现手段，而其最终目标就是信息的共享，这种技术在电力系统的运行和调度中，主要是实现故障录波、电镀采集、五防以及四遥等多种功能，并且通过专家实现更进一步的功能，当前变电站自动化技术主要用于分层、分布式的综合性自动化系统，而且其设计主要是针对当电力系统而设计了新型的隔间设计，通过数据的采集设备设置在距离开关装置近的部位，利用特殊的通讯系统与联接，实现数据共享，而电力系统的调度者则是通过相应的监控装置实现对电力系统的控制，这种系统设计有利于减少二次系统和控制信号屏，加强系统的灵活性、实时性与安全性，提升电力系统的管理与自动化水平。

4 结语

综合上述，电力系统对于人们的生产、生活、社会的发展所能起到的作用已经越来越大了，如果电力系统出现故障，将会直接导致众多行业的全面瘫痪，严重时将会引发社会治安动荡，所以通过在电力系统调度运行中应用先进科学技术对于维持电力系统的稳定性以及安全性都是起着重要的作用，上文中通过讲解计算机技术、雷电定位技术以及变电站自动化技术在电力系统中的应用情况分析，可见先进技术的应用对于电力系统的调度运行有着重要的现实意义，所以我们要重视推动各种现代技术同电力系统的结合。

参考文献

[1]戴雪治.分析现代技术在电力系统调度运行中应用[J].大科技，2012（16）：27.

[2]李贤.探究现代技术在电力系统调度运行中的应用[J].大科技，2012（16）：98.

[3]董翼.现代技术在电力系统调度运行中应用的探讨[J].科技创新导报，2010（22）：50.

电力系统中的电子技术 篇12

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据统计, 发达国家在用户最终使用的电能中, 有60%以上的电能经过一次以上电力电子变流装置的处理。离开电力电子技术, 电力系统的现代化是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大优势, 其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。柔性交流输电亦依靠电力电子装置才得以实现。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要意义, 晶闸管控制电抗器 (TCR) 、晶闸管投切电容器 (TSC) 都是重要的无功补偿装置。静止同步补偿器 (STATCOM) 、有源电力滤波器 (APF) 等新型电力电子装置具有更为优越的无功补偿和谐波补偿的性能。直流电源和不间断电源 (UPS) 还用作发电厂和变电所的保护电源、事故电源和备用电源。电力电子装置在电力系统中随处可见。

1、电力电子技术的发展

电力电子技术分为器件的制造技术和电力电子电路的应用电路 (变流技术) 。电力电子器件经历了半控型 (第一代电力电子器件) 、全控型 (第二代电力电子器件) 和复合型 (第三代电力电子器件) 的发展过程, 把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起, 构成功率集成电路 (PIC) , 目前其功率较小, 但其代表了电力电子技术发展的一个重要方向。

整流电路在电力电子电路中应用最广, 20世纪80年代后逆变电路的应用日益广泛, 但整流电路仍占重要地位。随着自关断器件的普遍应用, 电力电子电路向高频化反向发展, 一些新的电路拓扑形式比如谐振型逆变电路、矩阵式逆变电路等不断涌现。PWM控制对推动电力电子技术的发展起了历史性作用, 其它控制方式比如应用静止/旋转坐标变换的矢量控制、瞬时无功功率控制、自适应控制、采用状态观测器的控制、模糊控制、神经元控制等, 这使得电力电子系统的控制技术发展到一个崭新的阶段。目前应用越来越广的基于微处理器的数字控制技术在很多方面取代了模拟控制, 是控制技术的一个新的发展方向。

2、静止无功补偿装置

静止型动态无功补偿装置广泛应用于提高输电系统的稳定性、改善电能质量、对冲击性负荷的无功补偿和闪变抑制等领域。FACTS技术 (灵活交流输电系统) 从根本上改变了交流电网过去基本上只依靠缓慢、间接以及不精确设备进行机械控制的局面, 对提高输电系统的输送功率和潮流控制能力以及改善电力系统稳定性、控制系统振荡等具有明显作用。常见的FACTS装置包括静止无功补偿器 (SVC) 、静止同步补偿器 (STATCOM) 、可控串联补偿器 (TCSC) 、晶闸管控制移相器 (TCPST) 、统一潮流控制器 (UPFC) 、动态电压调节器 (DV R) 、超导储能系统 (S ME S) 、不间断电源 (UPS) 、统一电能质量控制器 (UPQC) 等。

无功功率补偿可提高供用电系统及负载的功率因数, 降低设备容量, 减少功率损耗, 稳定受电端和电网的电压, 提高供电质量, 在电气化铁道中平衡三相的有功及无功负载。静止无功补偿装置包括晶闸管控制电抗器 (TCR) 、晶闸管投切电容器 (TSC) 、可控串联补偿装置 (TCSC) 等。SVC可作为系统补偿和负荷补偿, 还广泛应用于高压直流输电换流站的无功补偿和抑制电弧炉等大型冲击负荷造成的电压闪变和电压波动。

TCR的单相基本结构是两个反并联的晶闸管与一个电抗器相串联, 通过改变晶闸管的触发延迟角, 可以改变电抗器电流的大小, 即可以达到连续调整电抗器的基波无功功率的目的。TCR通常采用支路控制三角形联结三相交流调压电路的形式, 如图1.所示

TSC具有无机磨损、响应速度快、平滑投切以及良好的综合补偿效果等优点。图2.为其单相结构简图, 其中的小电感用来抑制电容器投入电网时可能造成的冲击电流。

静止同步补偿器专指由自换相的电力半导体桥式变流器进行动态无功补偿的装置, 与SVC相比, 其调节速度更快, 运行范围宽, 而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。其基本原理是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上, 适当的调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值, 使该电路吸收或发出满足要求的无功电流, 实现动态无功补偿。图3.是其电路基本结构。

可控串联补偿装置 (TCSC) 由电容器与晶闸管控制的电抗器并联组成。调节晶闸管的导通角可以改变通过电抗器的电流, 使补偿装置的基频等效电抗在一定范围内联系变化。其不仅可以进行参数补偿, 控制系统还引入附加阻尼控制环节, 改善系统的阻尼状况, 有利于抑制低频振荡, 提高系统的静态稳定性和暂态稳定性。

3、高压直流输电技术

高压直流输电是将发电厂发出的交流电通过换流器整流为直流电, 通过输电线路把直流电送入受电端, 再把直流电逆变为交流电供用户使用。高压直流输电具有传输功率大、线路造价低、控制性能好等优点, 是目前解决高电压大容量、长距离输电和异步联网的重要手段。直流输电架空线路的造价低、损耗小, 不存在交流输电的稳定性问题, 可以实现额定频率不同的电网的互联, 易于实现地下或海底电缆输电, 易于进行潮流控制, 便于分级分期建设和增容扩建。

直流输电工程按照直流联络线可分为单级联络线、双极联络线、同极联络线和背靠背直流输电系统。双极HVDC系统图如图4所示。

换流器完成交—直或直—交转换, 由阀桥和带载抽头切换器的整流变压器构成, 阀桥为高压阀构成的6脉波或12脉波的整流器或逆变器。滤波器用于滤除换流器产生的谐波。平波电抗器可以降低直流线路中的谐波电压和电流, 限制直流线路短路期间的峰值电流, 防止逆变器换相失败和负荷电流不连续。换流阀是换流器的基本单元设备, 目前绝大多数直流输电采用晶闸管阀, 此外还有GTO阀、IGBT阀等。换流器有6脉动和12脉动两种。

4、在电机中的应用

水力发电机所能发出的电量取决于水力压力和流量, 所以机组的发电量将会发生很大变化;风力发电机所能发出的电量与风速的三次方成正比。因此机组是变速运行的, 如果调整转子励磁电流的频率, 使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定, 就能够获得最大有效功率。电力电子装置在水力、风力发电机的变速恒频励磁中起到了非常重要的作用。

采用半导体晶闸管整流和并励性能构成的静止励磁系统, 具有技术结构简易、稳定性高及材料价格低廉的优势, 在电力系统中已广泛应用。其省略了励磁机的中间惯性环节, 可达到快速调节。

5、有源电力滤波器

有源电力滤波器的基本思想是从补偿对象中检测出谐波电流等分量, 由补偿装置产生一个与该分量大小相等而极性相反的补偿电流分量, 抵消谐波电流分量从而是流入电网的电流只含基波分量, 其理论基础是瞬时无功功率理论。具有动态响应速度快、补偿功能多样化、补偿特性不受电网阻抗影响等特点, 是抑制谐波的一个重要发展方向。图5.为其构成原理。

有源电力滤波器包含指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个部分, 前者用来检测出补偿对象中的谐波和无功电流等分量, 后者根据检测电路所得出的补偿电流指令信号, 产生实际的补偿电流。

其电路形式主要采用PWM变流器, 图6为三相电压型PWM变流器。

6、结语

电力电子技术可用来调节输配电网的潮流分配, 保证可再生能源发电的大规模、分布式接入和远距离送出, 治理电网电能质量等, 是建设智能电网的重要基础和手段。随着电网的发展, 电力电子技术也将获得长足的发展, 从而为电网长远发展打下基础。

摘要：电力电子技术是实现智能电网的重要手段。介绍了电子电子技术的发展, 从静止无功补偿装置、高压直流输电技术、电机及有源电力滤波等几个方面阐述了电力电子技术的作用。电力电子技术在电力系统中必将获得长远的发展。

关键词：电力电子技术,智能电网,电力系统,静止无功补偿装置,高压直流输电,有源电力滤波,电能质量

参考文献

[1]石新春, 杨京燕, 王毅.电力电子技术.北京:中国电力出版社, 2010年7月:128-191.

[2]张文亮, 汤广福, 查鲲鹏, 贺之渊.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报, 2010, 30 (4) :1-7.

[3]王兆安, 杨君, 刘进军.谐波抑制和无功功率补偿.北京:机械工业出版社, 2004.

[4]贾正春, 马志源.电力电子学.北京:中国电力出版社, 2001.

[5]刘志刚.电力电子学.北京:清华大学出版社;北京交通大学出版社, 2004.

[6]周洪亮.有源电力滤波控制技术的研究及应用.浙江大学博士学位论文, 2002.

[7]赵贺.电力电子学在电力系统中的应用——灵活交流输电系统.北京:中国电力出版社, 2001.

[8]高颂九.静止无功补偿发生器在变电站的运行分析[J].浙江电力, 2012, 6:17-20.