電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用


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課題：電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
The electric power electronics technique is in the electric power system of application

一、課題意義
電力半導(dǎo)體器件是構(gòu)成各種電力電子電路的核心元件之一，器件性能的優(yōu)劣可在很大程度上決定電力電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)?，F(xiàn)在涌出了大量的性能好的電力電子器件。
例如，電力電子器件在結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝上都有了長足的進(jìn)展，工作頻率大為提高，如工業(yè)應(yīng)用級(jí)絕緣柵雙極型晶體管IGBT和MOS柵控晶體管MCT的工作頻率都超過了20KHZ。高頻技術(shù)的應(yīng)用不僅可以節(jié)約電能、降低損耗，而卻控制虧率易于實(shí)現(xiàn)，可以有效地提高電力電子裝置的性能。
還有，現(xiàn)代電力電子器件多采用P-N-P-N4層結(jié)構(gòu)，器件耐力水平大為提高，從而拓寬了器件的電力應(yīng)用范圍。采用多元集成結(jié)構(gòu)，道統(tǒng)飽和壓降減少，器件的損耗減低，從而工作電流大為提高。等等
現(xiàn)代電力電子器件的大量優(yōu)點(diǎn)為電力系統(tǒng)中的各方面應(yīng)用創(chuàng)造了條件。現(xiàn)代電力電子技術(shù)可以在電力系統(tǒng)的多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中得到重要應(yīng)用，可為各種電力系統(tǒng)新型控制元件的出現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。
二 技術(shù)背景
早在30、40年代，人們應(yīng)用電機(jī)組、汞孤整流器、閘流管、電抗器、接觸器等對電能進(jìn)行變換和控制，而這些器件構(gòu)成的變流裝置存在著明顯的缺點(diǎn)。一直到1957年晶閘管的出現(xiàn)，帶來了電力電子學(xué)的技術(shù)革命，使之走出了雛形期，到60年代逐漸形成了一門新興的學(xué)科──電力電子學(xué)。電力電子學(xué)的出現(xiàn)，是半導(dǎo)體器件向兩個(gè)方向發(fā)展的結(jié)果，其一向集成電路發(fā)展形成微電子學(xué)，即所謂的信息電子學(xué)，他主要研究信息的檢出、傳送和處理；其二向電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展并結(jié)合交流技術(shù)的發(fā)展形成強(qiáng)電子學(xué)，即現(xiàn)時(shí)所稱的電力電子學(xué)，他主要研究電力的傳送、變換和控制，其中包括電壓、電流、頻率、波形和相數(shù)的變換等。
今天，由于新型帶那里拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及分析方法，微處理機(jī)和超大規(guī)模集成電路等方面的不斷突破，使電力電子技術(shù)已在石油、化工、電力、電子等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，成為解決能源緊缺的新技術(shù)之一。近年，我國已將電力電子技術(shù)列為我國重點(diǎn)發(fā)展的高技術(shù)的領(lǐng)域。
目前，采用電力電子技術(shù)的交、直流轉(zhuǎn)換，變頻，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、快速無功補(bǔ)償?shù)葟V泛應(yīng)用，已大大優(yōu)化了電力系統(tǒng)的運(yùn)行性能。隨著新一代電力電子器件的容量和性能的不斷提高，以及電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用的研究的不斷深入和推廣應(yīng)用，將引起電力系統(tǒng)的一次重大變革。