時(shí)間:2023-01-06 10:31:15
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的1篇電力電子技術(shù)課程研究3篇,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
石油是工業(yè)的血液,電力則是現(xiàn)代各類產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),國民經(jīng)濟(jì)的命脈,關(guān)系著社會(huì)的穩(wěn)定和人民的安居樂業(yè)。隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,國家電網(wǎng)的城市建設(shè)也日益加快。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展讓人類步入嶄新的時(shí)代———信息時(shí)代,電子智能化是信息時(shí)代的標(biāo)志之一。電子智能化就是賦予電子技術(shù)具有類似人的智能,滿足人性化的需求。讓電子技術(shù)在方方面面滿足人們對(duì)生活的需要,作為人民生產(chǎn)生活保障的重要支柱產(chǎn)業(yè)———電力企業(yè)更應(yīng)積極應(yīng)用電工電子技術(shù),為人民的生產(chǎn)生活提供安全、平穩(wěn)的保障。
一、電工電子技術(shù)內(nèi)涵簡(jiǎn)述
電工電子技術(shù)是傳統(tǒng)電工技術(shù)融合現(xiàn)代電子信息技術(shù),以傳統(tǒng)的電工技術(shù)為基礎(chǔ),進(jìn)行一定開發(fā)創(chuàng)新形成的新型應(yīng)用技術(shù),是電工技術(shù)從全方位、多角度融合的電子技術(shù),是時(shí)代進(jìn)步發(fā)展的需求。通過電子信息化和機(jī)械智能化的結(jié)合,讓電工電子可以代替人工在復(fù)雜危險(xiǎn)的環(huán)境中進(jìn)行運(yùn)用,可以使電力系統(tǒng)延伸至復(fù)雜危險(xiǎn)的環(huán)境中,讓電力資源更好為社會(huì)服務(wù),電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)展的過程中,具有越來越重要的作用,讓我國電力系統(tǒng)更加完善,效率更高,技術(shù)手段更加多樣化,給電力系統(tǒng)的發(fā)展帶來更加廣闊的發(fā)展前景。
二、電工電子技術(shù)的基本特征
電工電子技術(shù)越來越得到眾多電力行業(yè)的青睞,必然有其獨(dú)有的特征和優(yōu)勢(shì)。
(一)電工電子技術(shù)的集成化特點(diǎn)集成化電工電子技術(shù)在電子技術(shù)領(lǐng)域取得的成就改變整個(gè)世界、改變著人們的生產(chǎn)和生活。智能機(jī)的出現(xiàn),有人形容是第四次工業(yè)革命,從側(cè)面顯示了智能化、集成化的重要性。說到集成化,人們想到的便是芯片技術(shù),高度集成的芯片,相當(dāng)于電子設(shè)備的大腦,對(duì)電力領(lǐng)域帶來巨大影響和改變,各種單元器件通過相應(yīng)地串并聯(lián),集中在一個(gè)很小封裝中,可以實(shí)現(xiàn)很多人性化的功能。電力行業(yè)引入電工電子技術(shù)的智能化主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)主電路是高壓電路,通過電工電子技術(shù)用低壓電路控制高壓電路,方便快捷,對(duì)電工人員身體有較大安全保護(hù)。(2)主電路溫度較高,通過電工電子技術(shù)用低溫電路控制高溫電路,一是減少能耗,二是保證電工人員的人身安全。(3)主電路會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流,產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾。運(yùn)用集成電子元件,減少強(qiáng)流或強(qiáng)磁干擾與影響,根據(jù)實(shí)際需要,電子集成化又促進(jìn)相應(yīng)控制技術(shù)、材料技術(shù)、封裝技術(shù)的發(fā)展以及電路的設(shè)計(jì)與拓?fù)洹?
(二)全自動(dòng)或半自動(dòng)控制的特點(diǎn)利用電工電子技術(shù)進(jìn)行全自動(dòng)或半自動(dòng)控制電力系統(tǒng),一方面是簡(jiǎn)單、易用、安全;另一方面是方便、高效。如有些單位設(shè)置了兩套供電設(shè)備,當(dāng)其中一路供電線路出現(xiàn)問題或故障時(shí),在0.2~0.3秒之內(nèi),配電設(shè)備自動(dòng)將供電線路切換到另一路,在不知不覺中完成了電路的轉(zhuǎn)換,保證了工作的持續(xù)性和安全性,不會(huì)因突然斷電,數(shù)據(jù)因沒有來得及存儲(chǔ)而丟失的情況。
(三)電工電子技術(shù)的高頻化特點(diǎn)電子芯片的高度集成化,決定電子設(shè)備的高頻化特點(diǎn)。電器元件的集成化,提高電子元器件的工作速度??梢赃_(dá)到幾百千赫以上,電工電子根據(jù)工作需要變換不同技術(shù)和器件,設(shè)計(jì)提升到相應(yīng)的頻率,減少電能損耗率。還需要電子軟件技術(shù)開發(fā),運(yùn)用軟件進(jìn)行操作,減少機(jī)械磨損,提高電器元件的使用壽命。(四)電工電子技術(shù)的可持續(xù)化的特點(diǎn)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)多采用火力發(fā)電,需要消耗大量煤炭資源,對(duì)環(huán)境污染較嚴(yán)重,不符合綠色可持續(xù)發(fā)展的理念,應(yīng)用電工電子技術(shù)后,可以減少火力發(fā)電,提升水力、風(fēng)力和太陽能發(fā)電的穩(wěn)定性,通過電工電子技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)電力進(jìn)行改造,提高人們的環(huán)保意識(shí),讓自然生態(tài)環(huán)境得以恢復(fù),人類得以可持續(xù)發(fā)展。電工電子遠(yuǎn)程操控,讓用戶在安全用電方面進(jìn)一步得到保障,減少生命財(cái)產(chǎn)的損失。
三、電工電子技術(shù)的意義
電力行業(yè)不僅關(guān)系到人們生活,而且也是企業(yè)生產(chǎn)提供平穩(wěn)的動(dòng)力資源的重要保障。持續(xù)不斷地發(fā)展現(xiàn)代電工電子技術(shù),將電力系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò),做到智能化管理,如將某一區(qū)域過剩的電能智能化地自動(dòng)輸入電能消耗較多的區(qū)域,更好地保障了社會(huì)的生產(chǎn)與生活水平,提高電力系統(tǒng)聲望,進(jìn)而提升電力系統(tǒng)的收益保障電力系統(tǒng)智能化不斷得到提升與改進(jìn),促進(jìn)智能化所占比重越來越大。減輕電力職工的工作量,創(chuàng)造安全的工作環(huán)境。電子智能化必然會(huì)受到越來越多的重視與關(guān)注,在相關(guān)資金和政策支持下,進(jìn)一步推動(dòng)電力系統(tǒng)更加完善,也是成為現(xiàn)階段電力系統(tǒng)進(jìn)入現(xiàn)代化電工電子技術(shù)管理的關(guān)鍵。電工電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”的融合,推動(dòng)電力系統(tǒng)的進(jìn)步,為電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造了技術(shù)條件。四、電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的作用與重要性將電工電子技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)中,具有積極的時(shí)代意義,主要體現(xiàn)為:提升了安全用電的保障和使用效率。在發(fā)電機(jī)組和輸送線路的維護(hù)上以及安全用電方面節(jié)省了大量人力和物力,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段的效益最大化。有利于國家資源最合理的分配和機(jī)電一體化的快速發(fā)展,為我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供應(yīng)有的助力。提升電工人員職業(yè)素質(zhì)水平和技術(shù)水平,進(jìn)一步提升電力企業(yè)對(duì)人才培訓(xùn)的質(zhì)量,更好地保證電力企業(yè)健康穩(wěn)定的運(yùn)行,為社會(huì)生產(chǎn)、生活提供最好的保障。通過智能化,電力企業(yè)的實(shí)踐又得到完善與提高,促進(jìn)了信息技術(shù)和電工技術(shù)共同進(jìn)步、共同發(fā)展,進(jìn)一步保證電力企業(yè)運(yùn)行效率。
(一)有利于合理優(yōu)化分配電能電力系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),如果電力系統(tǒng)的運(yùn)行受到影響,那么企業(yè)的生產(chǎn)、人民的生活也會(huì)不正常。為了確保電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)穩(wěn)定,需要將當(dāng)前所有有利于電力系統(tǒng)發(fā)展的各種資源進(jìn)行整合和優(yōu)化,既保證資源的合理分配,又不會(huì)造成相關(guān)資源的浪費(fèi)。運(yùn)用電工電子的智能化,既能實(shí)現(xiàn)電力的有效合理分配,又能節(jié)省大量的人工和時(shí)間。通過計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)的處理,可以有效地了解各個(gè)季節(jié)、時(shí)期各地用電量,配電情況是否合理,然后通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行模擬,設(shè)計(jì)出最優(yōu)化的電路,再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行電能的分配和相關(guān)資源的使用。確保電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)可以順利地落實(shí),能夠保持一個(gè)良好的關(guān)系,讓各類電力資源發(fā)揮出各自的最大優(yōu)勢(shì),避免因?yàn)闆]有正確分配存在的各種資源,造成一邊電量過剩,一邊電量不足的情況,最重要的是給電力系統(tǒng)提供更加可靠的工作保障和工作依據(jù)。
(二)有利于機(jī)電一體化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化可以顯著提升機(jī)械效率,這是有目共睹的,雖然增加了一些生產(chǎn)成本,但電力設(shè)備越來越小巧化、功能卻越來越集成化。一塊簡(jiǎn)單的萬用表,不僅可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的功能,更增加電筆功能、斷線蜂鳴功能,還可以測(cè)量二極管、三極管、hFE測(cè)試功能,從這個(gè)意義上來說,減少了購置數(shù)量和購置成本。機(jī)電智能一體化是人類進(jìn)入信息時(shí)代和電子技術(shù)的日新月異帶來的機(jī)電行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì),它隨著電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代水漲船高,滿足人性化的需求,在電力系統(tǒng)中發(fā)揮出越來越多的作用。如北方冬天利用無人機(jī)為電線除冰,如果距離近,無人機(jī)自動(dòng)智能除冰;如果距離遠(yuǎn),由人工操控?zé)o人機(jī)除冰,便是機(jī)電一體化應(yīng)用最好的證明。
(三)有利于電子技術(shù)智能化普及與使用隨著我國改革的不斷深入,社會(huì)企業(yè)的改革也在如火如荼的進(jìn)行,國家電力企業(yè)也順應(yīng)時(shí)事不斷深入改革和應(yīng)用日益涌現(xiàn)的新技術(shù),讓機(jī)電設(shè)備變得越來越小巧,既能減少機(jī)電設(shè)備對(duì)電能資源的消耗,又能保證環(huán)境的綠色發(fā)展。機(jī)電設(shè)備走的是小巧化路線,但機(jī)電設(shè)備的功能卻是越來越齊全化、人性化。電力設(shè)備不斷引用新設(shè)備,第一可以提升電力企業(yè)的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力,第二可以提升企業(yè)的社會(huì)效率與經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)可以保證電力企業(yè)的自身站在時(shí)代的前列,成為時(shí)代的楷模。不斷加大投資研發(fā),提升電工電子技術(shù)的分析與應(yīng)用,進(jìn)一步確保電力系統(tǒng)保持在良好的運(yùn)行狀態(tài),滿足國民生產(chǎn)、生活的需要。
五、電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用
電力企業(yè)核心技術(shù)主要應(yīng)用于發(fā)電機(jī)組、輸電線路以及配電設(shè)備幾個(gè)方面。電工電子技術(shù)提升了電力企業(yè)的穩(wěn)定、降損及綠色環(huán)保,保證下游用戶的電能使用質(zhì)量。
(一)電工電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用電力企業(yè)的發(fā)電機(jī)組采用新的電工電子技術(shù),有利于隨時(shí)監(jiān)控發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況,減少故障發(fā)生率,提升發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率,如運(yùn)用新電子技術(shù)設(shè)備來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的靜止勵(lì)磁,減少功率的流失,提升發(fā)電效率,運(yùn)用大自然的太陽能、水能和風(fēng)能進(jìn)行綠色發(fā)電。利用水力發(fā)電,通過應(yīng)用功能齊全小巧的電子設(shè)備進(jìn)行變速恒頻勵(lì)磁來改變水流量、水壓以及水位等對(duì)發(fā)電機(jī)組帶來的影響。利用風(fēng)力發(fā)電時(shí),運(yùn)用新型機(jī)電設(shè)備保證發(fā)電機(jī)組的自傳速和電流頻率一致性,提升風(fēng)力發(fā)電效率與平穩(wěn)性,讓變頻電源得到最優(yōu)效果,給用電企業(yè)提供穩(wěn)定的電力能量。既可以保證企業(yè)生產(chǎn)的平穩(wěn)性,又可以提高設(shè)備的使用壽命。太陽能取之不盡,運(yùn)用大功率機(jī)電設(shè)備進(jìn)行電流轉(zhuǎn)換,可以讓太陽能資源最大限度的轉(zhuǎn)化為電能,為人類的生產(chǎn)、生活提供能源力量。
(二)電工電子技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用電工電子技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的輸送環(huán)節(jié),可以實(shí)現(xiàn)高壓傳送,減少電能的自然損耗。利用最新電子設(shè)備可以將發(fā)電機(jī)組發(fā)出的中高壓交流電轉(zhuǎn)化為高壓交流電或高壓直流電,利用最新電子設(shè)備將高壓直流或交流電向下游輸電,可以減少下游用戶使用變壓器的數(shù)量,增強(qiáng)了下游用戶電器的移動(dòng)能力,降低用戶的用電成本,增加了下游用戶的資金流轉(zhuǎn),成為其他社會(huì)企業(yè)的表率。電工電子融合機(jī)械控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)柔性交流輸電力量,并且最大限度地減少電能的損失,讓電流的輸送變得更加安全和穩(wěn)定。運(yùn)用電工電子技術(shù)的晶體管功效可以補(bǔ)償靜止無功補(bǔ)償器,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的機(jī)械電器開關(guān)在運(yùn)行過程中有損耗,這樣可以減少輸電成本和保證電力系統(tǒng)的安全,使用電工電子技術(shù)可以精準(zhǔn)、智能地控制電器,減少功率的損耗,讓電力輸送變得更加簡(jiǎn)單和有效。
(三)電工電子技術(shù)在配電環(huán)節(jié)的應(yīng)用電工電子技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的配電環(huán)節(jié),可以改善傳統(tǒng)設(shè)備因自身功能的缺陷而造成的用電影響。如傳統(tǒng)的變壓器因體型較大使用不便,易產(chǎn)生污染。電工電子技術(shù)的應(yīng)用,不僅克服了傳統(tǒng)工頻配電系統(tǒng)變壓器的缺點(diǎn),同時(shí)讓電能的轉(zhuǎn)化和利用得到最大化發(fā)揮,優(yōu)勢(shì)非常明顯,在改善電能的質(zhì)量方面有極大的作用,使得電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行得到有效保證。此外,配電環(huán)節(jié)中電工電子技術(shù)的應(yīng)用,還能夠?qū)χC波進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,全面提升配電水平。借助電工電子技術(shù)的使用,優(yōu)化整個(gè)電力系統(tǒng),有效保障電力系統(tǒng)的科學(xué)性、穩(wěn)定性和安全性,確保電力系統(tǒng)的良好運(yùn)作。
(四)靜止勵(lì)磁技術(shù)的應(yīng)用在電力系統(tǒng)中有著至關(guān)重要作用的靜止勵(lì)磁技術(shù),是一種全新的非線性電工電子技術(shù)。大型的電力企業(yè)應(yīng)用的最新靜止勵(lì)磁技術(shù),對(duì)電力企業(yè)的發(fā)電機(jī)組影響尤為重要,特別是在可靠性、安全性方面,傳統(tǒng)的靜止勵(lì)磁技術(shù)與之相比,有著無法比擬的優(yōu)越性,也是電力企業(yè)未來保證健康長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的保證。運(yùn)用先進(jìn)的電工電子技術(shù)替換陳舊電器設(shè)備,不斷優(yōu)化和提升電力企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的更新?lián)Q代,在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)中,通過放大器、整流器以及濾波電路,設(shè)計(jì)主電路和調(diào)節(jié)電路兩個(gè)部分。運(yùn)用電子電工的可靠性、穩(wěn)定性的強(qiáng)大功能,運(yùn)用主電路和調(diào)節(jié)電路輔助、保證在電力企業(yè)正常運(yùn)營。大型電力企業(yè)應(yīng)用靜止勵(lì)磁技術(shù)既可以降低傳統(tǒng)的電力企業(yè)的運(yùn)營成本,又可以提升電力企業(yè)的發(fā)展速度,這是值得肯定和推廣的。
(五)電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)節(jié)能環(huán)節(jié)的應(yīng)用節(jié)能減排是國家提出的保證社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)治久安戰(zhàn)略,完成“綠水青山才是金山銀山”的綠色生態(tài)理念,讓電力企業(yè)助力綠色低碳生活。電力是社會(huì)生產(chǎn)力的重要載體,是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展增長(zhǎng)的因素與命脈,同樣是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),也是關(guān)系到千家萬戶,關(guān)系著交通網(wǎng)絡(luò)順利通暢運(yùn)行,與整個(gè)社會(huì)和每一個(gè)人都息息相關(guān)。提升發(fā)電機(jī)組的性能和電能節(jié)約的能力,減少能源的消耗。各個(gè)電廠要根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行必要的可行性研究,然后有的放矢地進(jìn)行配置,適應(yīng)當(dāng)?shù)匦蝿?shì)發(fā)展的需要,減少功率和能源的損耗,迎接新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,發(fā)揮自我最大的潛能,讓電力企業(yè)發(fā)電效率得到最大化,不斷促進(jìn)電力企業(yè)增加更多的財(cái)力和物力,改進(jìn)電力企業(yè)的薄弱環(huán)節(jié),減少工作失誤,發(fā)揮電力企業(yè)承上啟下的功能。促進(jìn)電力企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營與建設(shè),提升電力企業(yè)隊(duì)伍的整體素質(zhì)和職業(yè)的戰(zhàn)斗力。電力設(shè)施是電力出產(chǎn)的承載體,是社會(huì)經(jīng)濟(jì)的命根子,運(yùn)用新的電工技術(shù),精準(zhǔn)研究、計(jì)算,控制線損,降低污染危害,保證國民財(cái)產(chǎn)安全。電力對(duì)社會(huì)穩(wěn)定、國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有特定的現(xiàn)實(shí)意義,電力企業(yè)要從經(jīng)濟(jì)大局出發(fā),以對(duì)人民群眾安全高度負(fù)責(zé)的精神,運(yùn)用最新電工電子技術(shù)確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,為社會(huì)企業(yè)提供最可靠的電力保障。
結(jié)語
如今,在國家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的萬物互聯(lián)時(shí)代,離不開電力的強(qiáng)大支持。沒有電力,互聯(lián)網(wǎng)和所有的電子設(shè)備都會(huì)失去所有的功能。我們的生活狀態(tài),就會(huì)是手機(jī)、電腦都將成為擺設(shè);火車、飛機(jī)等許多交通工具將不能運(yùn)行;家用電器、生活用水都會(huì)受到影響。新型電工電子技術(shù)的應(yīng)用讓電力企業(yè)有了強(qiáng)有力的發(fā)展支持基礎(chǔ),電工電子技術(shù)應(yīng)用于電力企業(yè)系統(tǒng)中,有利于機(jī)電一體化的發(fā)展,提升電能使用水平,還有利于電工電子智能的運(yùn)用發(fā)展。有效地解決了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中遇到的難以解決的問題,讓電力企業(yè)系統(tǒng)從各個(gè)階段、各個(gè)環(huán)節(jié)上都能做到綠色環(huán)保、節(jié)能止損,保證了電力企業(yè)安全平穩(wěn)生產(chǎn),促進(jìn)了電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
作者:陳芳 單位:銀川能源學(xué)院電力學(xué)院
電力電子技術(shù)課程研究2
0引言
我國電網(wǎng)容量不斷增大,遠(yuǎn)距離的輸電工程不斷增加,傳統(tǒng)的輸電網(wǎng)就遇到了很大的調(diào)整。隨著超高輸電網(wǎng)的出現(xiàn)和發(fā)展,有望得到解決。
1高壓輸電網(wǎng)中的問題
電網(wǎng)輸電能力的提升。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快,社會(huì)生產(chǎn)和人們的日常生活對(duì)電力需求越來越大,并且對(duì)電力輸送穩(wěn)定的要求也越來越高。所以現(xiàn)階段我國電網(wǎng)容量不斷增大,遠(yuǎn)距離的輸電網(wǎng)線不斷增加。但是電網(wǎng)輸送的穩(wěn)定性還存在很大的問題,電網(wǎng)實(shí)際的輸電量還是無法達(dá)到預(yù)期效果。電網(wǎng)輸電電壓的穩(wěn)定?,F(xiàn)階段電網(wǎng)的輸電壓力比較大,需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電,并且還要滿足大容量的遠(yuǎn)距離輸電需求。雖然我國電網(wǎng)建設(shè)一直在向前進(jìn)步與發(fā)展,智能電網(wǎng)的格局也初步形成。但是電網(wǎng)在實(shí)際輸送的過程中依然會(huì)受到環(huán)境、天氣等各種因素的影響。所以電網(wǎng)輸電電壓不穩(wěn)定問題一直存在,所以想要保證超高輸電網(wǎng)的順利安全運(yùn)行,就需要重視這一問題積極應(yīng)用電力電子技術(shù)。
2超高壓輸電網(wǎng)中的對(duì)換流閥技術(shù)
閥控制與換流閥的技術(shù)。閥控制就是一個(gè)觸發(fā)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng),其觸發(fā)與監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)是依靠微處理器與冗余的免維護(hù)晶閘管實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)閥控制也是閥與其他控制、保護(hù)系統(tǒng)的接口。閥控制的存在非常重要,具有很多基礎(chǔ)功能,首先閥控制能夠產(chǎn)生晶閘管的觸發(fā)脈沖,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管狀態(tài)以及晶閘管周圍設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控。這樣在反向恢復(fù)期就能夠?yàn)榫чl管提供有效的保護(hù)。另外閥控制還能夠產(chǎn)生閥電流過零關(guān)斷信號(hào),此外還可以執(zhí)行自檢操作。在超高壓輸電系統(tǒng)之中換流閥也非常重要,換流閥是換流器的基本單元設(shè)備之一,能夠?qū)崿F(xiàn)換流所需要的三相橋式換流器相關(guān)橋臂。換流閥最重要的作用就是能夠完成換流工作,在實(shí)際的輸電工作中,換流閥可以有效開展整流。除此之外,換流閥還具有開關(guān)的功能,所以在實(shí)際應(yīng)用的過程中能夠有效開展輸電的啟動(dòng)與輸電的停運(yùn)操作。超高壓輸電網(wǎng)對(duì)換流閥的要求。在超高壓輸電網(wǎng)之中換流站最核心的設(shè)備就是晶閘管換流閥,這一部分的內(nèi)容直接占據(jù)整個(gè)電網(wǎng)設(shè)備投資的四分之一。所以對(duì)晶閘管換流閥的設(shè)計(jì)與安裝要求非常高,需要保證晶閘管換流閥能夠在預(yù)定的環(huán)境下順利運(yùn)行,并且要保證運(yùn)行的安全性與可靠性。除此之外,還要保證安裝方便維護(hù)方便,在最大程度上降低輸電損耗。系統(tǒng)對(duì)于換流閥定值有統(tǒng)一的要求,具體來說,會(huì)要對(duì)輸電網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行的額定值要求,也會(huì)對(duì)其過負(fù)荷能力進(jìn)行要求。連續(xù)運(yùn)行定值要求的制定需要考慮系統(tǒng)的整體要求,同時(shí)還要充分考慮高壓直流系統(tǒng)主回路參數(shù),綜合各方面要求與數(shù)據(jù)科學(xué)合理地確定換流閥的連續(xù)運(yùn)行額定值。除以上重要數(shù)據(jù)外,還要考慮環(huán)境溫度問題,考慮最高溫度與最低溫度環(huán)境下的系統(tǒng)運(yùn)行。過負(fù)荷定值的確定也需要對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況以及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分析。但是過負(fù)荷定值的比較復(fù)雜,分為三種,其中連續(xù)過負(fù)荷額定值與短時(shí)過負(fù)荷額定值的設(shè)置目的都是統(tǒng)一的,就是減少電力故障造成的經(jīng)濟(jì)損失。而暫態(tài)過負(fù)荷額定值設(shè)置的目的是提供電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。超高壓輸電網(wǎng)不僅對(duì)晶閘管換流閥本身有一定的要求,對(duì)于其相關(guān)運(yùn)行觸發(fā)工作角的工作范圍也有一定的要求。具體來說,其工作范圍的優(yōu)化選擇要充分考慮換流閥的負(fù)荷問題和直流降壓運(yùn)行方式的相關(guān)要求。除此之外,還需要考慮是否能夠滿足正常情況下的起停要求和事故發(fā)生狀態(tài)下的起停要求。另外,針對(duì)當(dāng)前的換流閥觸發(fā)角要充分考慮其無功損耗的減少情況。最后從安全性的角度出發(fā),還需要根據(jù)實(shí)際情況限制其最小角度。應(yīng)用換流閥的高壓輸電網(wǎng)設(shè)計(jì)。(1)換流閥的電氣設(shè)計(jì)。對(duì)于閥來說,它最重要的一個(gè)特性就能夠?qū)崿F(xiàn)只在一個(gè)方向?qū)娏?,這個(gè)方面為正方向。那么不導(dǎo)通的閥就必須要具備正向及反向阻斷電壓的耐受能力,并且根據(jù)避雷器的實(shí)際保護(hù)水平確定閥電壓的最大值。另外,當(dāng)閥上的電壓時(shí)正的時(shí)候就可以實(shí)現(xiàn)閉鎖狀態(tài)向?qū)顟B(tài)的跳轉(zhuǎn)。所以在換流閥電氣設(shè)計(jì)中要在對(duì)應(yīng)閥內(nèi)器件參數(shù)計(jì)算分析的基礎(chǔ)上開展。還要充分考慮電網(wǎng)不同運(yùn)行狀態(tài)下?lián)Q流閥的電壓應(yīng)力。這就要保證每個(gè)晶閘管的兩端都均勻配備閥電壓,保證閥的應(yīng)力。(2)換流閥參數(shù)的選擇。在換流閥電氣設(shè)計(jì)過程中很重要的一點(diǎn)就是要關(guān)注換流閥參數(shù)的選擇,這就需要詳細(xì)計(jì)算單閥晶閘管的數(shù)量。在實(shí)際計(jì)算過程中要了解晶閘管串聯(lián)級(jí)數(shù),同時(shí)還要對(duì)避雷器的保護(hù)水平進(jìn)行確定。這樣才能夠充分計(jì)算出換流閥的參數(shù),保證換流閥在超高壓電網(wǎng)輸送中穩(wěn)定運(yùn)行。
3高壓大功率靜止無功發(fā)生器SVG技術(shù)
其他電子電力技術(shù)。除了利用換流閥之外,在超高壓電網(wǎng)輸送中還可以積極利用高壓大功率靜止無功發(fā)生器SVG技術(shù)和定制電力技術(shù)。SVG是一種補(bǔ)償技術(shù)產(chǎn)品,在無功補(bǔ)償領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。該技術(shù)并聯(lián)于電網(wǎng)之中就相當(dāng)于一個(gè)可以變化的無功電流源,并且這個(gè)電流能夠隨著負(fù)荷無功電流的改變快速的響應(yīng)變化。改技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中不再依賴于大容量的電感器件,在電壓源型變流器補(bǔ)償裝置的支持下能夠使得無功補(bǔ)償方式發(fā)生巨大的創(chuàng)新改變,取得質(zhì)的飛躍。所以SVG技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分顯著,其中最明顯的就是響應(yīng)非常迅速,響應(yīng)時(shí)間在5ms之內(nèi)。其次SVG技術(shù)擁有更強(qiáng)的電壓閃變抑制能力,并且這種能力會(huì)隨著補(bǔ)償容量的不斷增加而增強(qiáng)。此外,SVG技術(shù)的運(yùn)行范圍也得到了進(jìn)一步擴(kuò)展,只要在額定感性到額定容性范圍內(nèi),SVG都能夠真長(zhǎng)的工作。并且當(dāng)輸電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓變低時(shí),SVG依然能夠持續(xù)輸出與額定工況相近的無功電流。最后,SVG還具有占地面積小的優(yōu)勢(shì),因?yàn)镾VG技術(shù)的應(yīng)用不再需要需高壓大容量的電容器的支持,所以在安裝配置時(shí)比較簡(jiǎn)單。定制電力技術(shù)。定制電力是一種靜態(tài)控制器,在實(shí)際工作的過程中應(yīng)用1~35kV的配電系統(tǒng)就能夠提供可靠的電能質(zhì)量水平,滿足輸電網(wǎng)的需求,保證電力穩(wěn)定運(yùn)行。目前,定制電力技術(shù)在超高壓輸電網(wǎng)中應(yīng)用最有效的就是能夠解決“電壓跌落”的問題。根據(jù)相關(guān)電能質(zhì)量調(diào)查結(jié)果顯示,在配電系統(tǒng)事故中,電壓跌落是最主要的問題,而在輸電系統(tǒng)之中電壓跌落占據(jù)系統(tǒng)故障的90%以上。定制電力技術(shù)的應(yīng)用就是針對(duì)電壓跌落問題,保證電能質(zhì)量,減少輸電系統(tǒng)故障所造成的經(jīng)濟(jì)損失??傊ㄖ齐娏夹g(shù)的應(yīng)該能夠十分有效的解決超高壓輸電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定的問題,這對(duì)于換流閥的工作來說也是一種輔助,能夠共同為超高壓輸電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。
4結(jié)語
我國高壓輸電網(wǎng)對(duì)電力電子技術(shù)的要求也在不斷提高。為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用電需求,必須要采取有效措施實(shí)現(xiàn)電力電子技術(shù)在高壓輸電網(wǎng)之中的積極應(yīng)用。本文對(duì)這一問題進(jìn)行了研究分析,首先分了現(xiàn)階段高壓輸電網(wǎng)面臨的問題,再從設(shè)備對(duì)應(yīng)閥控制的角度出發(fā)開展了換流閥的詳細(xì)研究。在現(xiàn)階段的直流輸電工程之中換流閥是非常重要的核心設(shè)備,能夠?yàn)槌咻旊娋W(wǎng)的輸電穩(wěn)定性提供一定的保障。
作者:唐昕杰 徐思遠(yuǎn) 單位:國網(wǎng)江蘇省電力有限公司 東臺(tái)市供電分公司
電力電子技術(shù)課程研究3
0引言
信息技術(shù)正在推動(dòng)教育教學(xué)各環(huán)節(jié)發(fā)生改變。本文以電氣類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課“電力電子技術(shù)”為例,從課程教學(xué)現(xiàn)狀、混合式教學(xué)整體設(shè)計(jì)、課程考核方式和效果分析四個(gè)維度探討課程信息化建設(shè)的發(fā)展。
1電力電子技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀
電力電子技術(shù)課程是我校電氣類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。目前我校電力電子技術(shù)的授課方式還是以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主,通過面對(duì)面交流,教師可較好地掌控課程的教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)互動(dòng)。同時(shí),教師可即時(shí)獲知學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握情況,及時(shí)調(diào)整進(jìn)度和授課方式。缺點(diǎn)是教學(xué)資源較為局限;時(shí)間與空間相對(duì)固定,靈活性不足[1];忽視了學(xué)生在課堂中的主體地位;課堂教學(xué)內(nèi)容比較抽象,電路分析過程主要以波形分析為主,枯燥無聊,很難提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;教材知識(shí)體系比較局限,無法充分滿足國家對(duì)于培養(yǎng)實(shí)用型、前沿型和創(chuàng)新型人才的要求。為解決近年收集的關(guān)于學(xué)生、授課教師反映的各類問題,對(duì)電力電子技術(shù)教學(xué)開展了基于“SPOC+雨課堂”混合式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐,通過總結(jié)反思,以期提高本課程的教學(xué)水平,為今后更好開展電氣類專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)工作提供一定參考。
2電力電子技術(shù)混合式教學(xué)的設(shè)計(jì)
小規(guī)模限制性在線課程(SmallPrivateOnlineCourse,SPOC)[2]是一種將教學(xué)資源應(yīng)用到小規(guī)模教學(xué)環(huán)境的混合式教學(xué)模式[3]。本次改革采用“SPOC+雨課堂”混合式教學(xué)模式,并以Matlab作為輔助教學(xué)軟件,對(duì)課程的課前、課中、課后環(huán)節(jié)進(jìn)行了線上、線下的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)。同時(shí)根據(jù)電力電子技術(shù)課程的教學(xué)大綱要求,經(jīng)過仔細(xì)分析,將教材內(nèi)容優(yōu)化整合,分為5個(gè)項(xiàng)目,項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容如表1所示。以解決實(shí)際項(xiàng)目為教學(xué)主線,貫穿多個(gè)知識(shí)點(diǎn),通過完成項(xiàng)目來學(xué)習(xí)知識(shí)與技能?,F(xiàn)以“升壓斬波電路”一小節(jié)的內(nèi)容為例來說明混合式教學(xué)設(shè)計(jì)過程。課前。授課教師在雨課堂平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)課件并設(shè)置一些小測(cè)驗(yàn),同時(shí)發(fā)布“光伏發(fā)電系統(tǒng)”內(nèi)容相關(guān)的文獻(xiàn)或微視頻,引發(fā)學(xué)生思考在該系統(tǒng)中升壓斬波電路的重要性。古人曰:“學(xué)起于思,思源于疑。小疑則小進(jìn),大疑則大進(jìn)?!睂W(xué)習(xí)、思維和進(jìn)步都是從發(fā)問開始,引入這些應(yīng)用性較強(qiáng)的教學(xué)資源延展有助于擴(kuò)展學(xué)生思維,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本部分理論知識(shí)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在線上發(fā)布主題討論,加強(qiáng)師生互動(dòng)。課中。教師根據(jù)教學(xué)重難點(diǎn)提出問題,并結(jié)合學(xué)生課前平臺(tái)學(xué)習(xí)PPT、觀看視頻以及小測(cè)驗(yàn)遇到的疑問,確定一些課堂探究問題。學(xué)生經(jīng)過獨(dú)立思考或者小組討論后,指派小組學(xué)生代表匯報(bào)討論成果,小組成員進(jìn)行評(píng)論、分享收獲心得,教師最后進(jìn)行總結(jié)。課堂上主要是對(duì)知識(shí)的內(nèi)化,該環(huán)節(jié)鍛煉了學(xué)生分析問題、解決問題、團(tuán)隊(duì)合作以及口頭表達(dá)能力,做到了課堂以學(xué)生為中心,發(fā)揮了學(xué)生主觀能動(dòng)性,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)在課堂中引入Matlab仿真軟件,學(xué)生可以直觀地觀察到電路的一些波形變化以及不同參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)工作性能的影響。升壓斬波電路的原理圖如圖1。它是由絕緣柵雙極晶體管IGBT及電力二極管VD構(gòu)成的直流升壓電路,通過對(duì)IGBT的通斷控制來改變電路的占空比,從而改變輸出電壓,使輸出電壓高于輸入電壓。仿真波形如圖3、圖4所示。由圖3可知,當(dāng)占空比為0.5時(shí),輸出電壓為輸入電壓的2倍為200V,與理論計(jì)算結(jié)果一致;由圖4可知,占空比為0.7時(shí),輸出電壓大概為333V,與理論計(jì)算結(jié)果一致。由此可知,通過簡(jiǎn)單的調(diào)整系統(tǒng)參數(shù),學(xué)生可以直觀地得到不同參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)參數(shù)及其工作性能的影響。學(xué)生以小組為單位計(jì)算分析升壓斬波電路中使用的IGBT、VD的額定電壓和額定電流,從而對(duì)器件進(jìn)行選型。最后教師對(duì)本次課程的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)。課后。課后實(shí)踐主要有兩種類型:(1)第一類是傳統(tǒng)的習(xí)題作業(yè);(2)第二類是需要同學(xué)之間配合才能完成的設(shè)計(jì)仿真、實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)閱讀等,要求學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式準(zhǔn)備PPT,在課堂上匯報(bào)。第二類實(shí)踐形式有利于學(xué)生進(jìn)一步消化吸收課堂內(nèi)容,達(dá)到綜合研究的程度,還可以培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和專業(yè)表達(dá)能力。例如在本次課程內(nèi)容的課后實(shí)踐環(huán)節(jié),布置了“功率因數(shù)校正電路的仿真設(shè)計(jì)”。典型的有源功率因數(shù)校正電路實(shí)際上就是整流電路與升壓斬波電路的結(jié)合,其主電路結(jié)構(gòu)如圖5所示。經(jīng)過前期簡(jiǎn)單電路模型的仿真,學(xué)生對(duì)軟件的使用已掌握,可進(jìn)一步完成不同電路的組合建模與仿真。功率因數(shù)校正電路是電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要應(yīng)用,可以減少電網(wǎng)的諧波分量,提高功率因數(shù),從而提高電能質(zhì)量[4]。為了提高電路的精確度,對(duì)電路的控制還要用到控制理論的相關(guān)知識(shí)。學(xué)生通過完成本次實(shí)踐任務(wù),第一加深了理論知識(shí)認(rèn)識(shí);第二將控制理論與電力電子技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科的綜合應(yīng)用;第三實(shí)現(xiàn)了理論聯(lián)系實(shí)際,提高了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)踐問題的能力。最終小組以報(bào)告形式,從電路的總體設(shè)計(jì)、控制方法、電路的工作過程、仿真模型及參數(shù)設(shè)計(jì)、輸出電壓電流的諧波分析和仿真結(jié)果對(duì)比分析等幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。學(xué)生在學(xué)生實(shí)踐過程中,教師應(yīng)實(shí)時(shí)加以指導(dǎo),設(shè)置線上答疑、線上交流討論環(huán)節(jié),幫助學(xué)生完成高質(zhì)量的實(shí)踐報(bào)告。
3課程考核方式
按照學(xué)校堅(jiān)持過程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的要求,課程實(shí)施“N+1+1”過程考核制度。具體考核方案如表2所示,線上學(xué)習(xí)及線下實(shí)踐在課程考核中也有體現(xiàn)。
4教學(xué)效果評(píng)估
經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的教學(xué)模式實(shí)踐,教師和學(xué)生都經(jīng)歷了較大的轉(zhuǎn)變。對(duì)于學(xué)生來說,整個(gè)學(xué)習(xí)過程都發(fā)生了顯著變化。首先,課前預(yù)習(xí)發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變。預(yù)習(xí)資源不再局限于紙質(zhì)教材,而是內(nèi)容更加豐富、形式更加多樣化的線上資源。學(xué)習(xí)方式更加注重學(xué)生的主動(dòng)性、互動(dòng)性。課堂上學(xué)生不再只是“聽教師講”,課堂上會(huì)有更多的活動(dòng)設(shè)計(jì),在這種新模式下課堂上學(xué)生有更多的時(shí)間由被動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與學(xué)習(xí),一切活動(dòng)圍繞促進(jìn)有效學(xué)習(xí)的發(fā)生進(jìn)行。課后學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變也很顯著,課堂教學(xué)通過項(xiàng)目實(shí)踐使學(xué)習(xí)有效拓展到了課后,學(xué)生可以運(yùn)用所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于分析實(shí)際工程問題、獲取信息、討論設(shè)計(jì)方案、實(shí)施方案、調(diào)整方案、解決問題。對(duì)于教師來說,教師不僅傳授基礎(chǔ)的知識(shí),同時(shí)還需要為學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行設(shè)計(jì)、引導(dǎo)、管理。教師需要研發(fā)更加優(yōu)質(zhì)的課堂教學(xué)資源,在線學(xué)習(xí)教師除了設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)外還應(yīng)該積極參與進(jìn)去,維護(hù)和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí);課堂上教師不再僅僅是“表演者”,同時(shí)還需設(shè)計(jì)課堂活動(dòng)、參與活動(dòng)、指導(dǎo)學(xué)生并對(duì)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)。隨著新型教學(xué)模式理論的不斷完善與實(shí)踐,教師的角色還將發(fā)生更多元化的轉(zhuǎn)變,將朝著更加有效促進(jìn)學(xué)習(xí)的發(fā)生的方向繼續(xù)轉(zhuǎn)變。
5結(jié)語
電力電子技術(shù)課程采用“SPOC+雨課堂”混合式教學(xué)模式可以不斷提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、促進(jìn)對(duì)教師現(xiàn)代化信息技術(shù)、新型教學(xué)模式的統(tǒng)籌組織能力。這也正是傳統(tǒng)教學(xué)模式中學(xué)生和老師存在的主要問題,需不斷完善和發(fā)展,即挑戰(zhàn)帶來新的發(fā)展契機(jī)。因此,融合現(xiàn)代信息技術(shù)的電力電子技術(shù)課堂教學(xué)模式探索是一項(xiàng)與時(shí)俱進(jìn)、具有廣闊的發(fā)展前景和空間[5]。
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作者:王婷 單位:銀川能源學(xué)院