电气工程新技术资料汇编bvei.docx

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1、智能电网网（smmartt poowerr grridss），就就是电网网的智能能化，它它是建立立在集成成的、高高速双向向通信网网络的基基础上，通通过先进进的传感感和测量量技术、先先进的设设备技术术、先进进的控制制方法以以及先进进的决策策支持系系统技术术的应用用，实现现电网的的可靠、安安全、经经济、高高效、环环境友好好和使用用安全的的目标，其其主要特特征包括括自愈、激激励和包包括用户户、抵御御攻击、提提供满足足21世世纪用户户需求的的电能质质量、容容许各种种不同发发电形式式的接入入、启动动电力市市场以及及资产的的优化高高效运行行。“自愈”指的是是把电网网中有问问题的元元件从系系统中隔隔离出来来

2、并且在在很少或或不用人人为干预预的情况况下可以以使系统统迅速恢恢复到正正常运行行状态，从从而几乎乎不中断断对用户户的供电电服务。智智能电网网必须更更加可靠靠智能电电网不管管用户在在何时何何地，都都能提供供可靠的的电力供供应。它它对电网网可能出出现的问问题提出出充分的的告警，并并能忍受受大多数数的电网网扰动而而不会断断电。智智能电网网必须更更加安全全智能电电网能够够经受物物理的和和网络的的攻击而而不会出出现大面面积停电电或者不不会付出出高昂的的恢复费费用。它它更不容容易受到到自然灾灾害的影影响。智智能电网网必须更更加经济济智能电电网运行行在供求求平衡的的基本规规律之下下，价格格公平且且供应充充足

3、。 孙元章章 智能电电网的研研究与发发展趋势势广域测量量系统（WWidee Arrea Meaasurremeent Sysstemm,WAAMS)是以同同步向量量测量技技术为基基础，以以电力系系统动态态过程检检测、分分析和控控制为目目标的实实时监控控系统。WWAMSS具有异异地高精精度同步步向量测测量、高高速通信信和快速速反映等等技术特特点，非非常适合合大跨度度电网，尤尤其是我我国互联联电网的的动态过过程实时时监控。采采用PMMU技术术能方便便地实现现相量测测量、扰扰动监测测，可直直接反映映系统的的各种扰扰动，检检测和记记录电力力系统的的非常运运行状态态，将现现有的监监测由静静态提高高到动态

4、态水平。可可实现动动态电网网安全稳稳定预警警，最早早时间内内实现预预先调整整，最大大程度地地减小事事故范围围，是加加强电网网监测、提提高安全全预警能能力和趋趋势分析析的重要要手段，同同时也可可为能量量管理系系统(EEMS)、计算算分析软软件等提提供实时时数据，从从而提高高系统监监测的实实时性，为为电网的的安全稳稳定运行行和电力力市场服服务。实时监测测是广域域测量系系统应用用到调度度台上的的重要功功能。根根据WAAMS直直接测量量母线电电压角度度的优势势，实现现与角度度相关的的静态和和动态过过程监视视、发电电机功角角监视;根据WWAMSS数据密密度大，实实时性强强的优势势，应重重点实现现功率、频

5、频率、电电压等调调度常规规监测物物理量的的动态过过程监视视。 林涛 电力系系统广域域量测系系统技术术电力系统统可靠性性评估(Relliabbiliity Evaaluaatioon oof EElecctriic SSysttem)是指对对电力系系统设施施或网架架结构的的静态或或动态性性能,或或各种性性能改进进措施的的效果是是否满足足规定的的可靠性性准则进进行分析析、预计计和认定定的系列列工作。工工作包含含基于系系统偶发发故障的的概率分分布及其其后果分分析，对对系统持持续供电电能力进进行快速速和准确确的评价价，找出出影响系系统可靠靠性水平平的薄弱弱环节以以寻求改改善可靠靠性水平平的措施施，为电

6、电力系统统规划和和运行提提供决策策支持。电电力系统统可靠性性评估分分为充裕裕度评估估和安全全性评估估。充裕裕度评估估可分为为以下三三个层次次：发电电设备可可靠性评评估或电电源可靠靠性评估估；发输输电系统统（大电电力系统统）可靠靠性评估估 ；整整体可靠靠性评估估，包括括发电、输输电和配配电三个个部分。 安全性性评估也也称动态态可靠性性评估，即即在电力力系统承承受突然然发生扰扰动的动动态条件件下（例例如发生生短路），评评估电力力系统经经受住突突然扰动动时能否否不间断断地向用用户供电电的能力力。 丁坚勇勇 电电力系统统可靠性性评估技技术及应应用物联网的的定义是是：通过过射频识识别（RRFIDD）、红

7、红外感应应器、全全球定位位系统、激激光扫描描器等信信息传感感设备，按按约定的的协议，把把任何物物体与互互联网相相连接，进进行信息息交换和和通信，以以实现对对物体的的智能化化识别、定定位、跟跟踪、监监控和管管理的一一种网络络。智能能电网的的实现，首首先依赖赖于电网网各个环环节重要要运行参参数的在在线监测测和实时时信息掌掌控，物物联网作作为推动动智能电电网发展展的信息息感知和和“物物互互联”重要技技术手段段，已经经在电力力设备状状态监测测、智能能巡检、用用电信息息采集、智智能用电电等方面面得到一一定范围围的应用用。利用用物联网网技术在在常规机机组内部部布置传传感监测测点，可可了解机机组的运运行情况

8、况，包括括各种技技术指标标与参数数，从而而提高常常规机组组状态监监测的水水平。利利用物联联网技术术，可以以提高对对输电线线路、高高压电气气等电网网设备的的感知能能力，并并很好地地结合信信息通信信网络，实实现联合合处理、数数据传输输、综合合判断等等功能，提提高电网网的技术术水平和和智能化化水平。利利用物联联网技术术， 可可以提高高电网设设备的自自动化和和数字化化水平、设设备检修修水平及及自动诊诊断水平平。通过过物联网网可对设设备的环环境状态态信息、机机械状态态信息、运运行状态态信息进进行实时时监测和和预警诊诊断，提提前做好好故障预预判、设设备检修修等工作作。 孙云莲莲 物联网网及其在在电力系系统

9、应用用风力发电电的原理理,简单来来说：风风力发电电原理是是把风的的动能转转换为风风轮轴的的机械能能最后到到电能！双馈电电机是在在大型风风电机组组应用最最为广泛泛的一种种电机，具具有其独独特的优优点。下下面根据据讲座的的内容简简略的介介绍一下下双馈电电机。现现代变速速双馈风风力发电电机的工工作原理:就是通通过叶轮轮将风能能转变为为机械转转距（风风轮转动动惯量），通通过主轴轴传动链链，经过过齿轮箱箱增速到到异步发发电机的的转速后后，通过过励磁变变流器励励磁而将将发电机机的定子子电能并并入电网网。如果果超过发发电机同同步转速速，转子子也处于于发电状状态，通通过变流流器向电电网馈电电。在风风力发电电中

10、，由由于风速速变幻莫莫测，使使对其的的利用存存在一定定的困难难。所以以改善风风力发电电技术，提提高风力力发电机机组的效效率，最最充分地地利用风风能资源源，有着着十分重重要的意意义。任任何一个个风力发发电机组组都包括括作为原原动机的的风力机机和将机机械能转转变为电电能的发发电机。其其中，作作为原动动机的风风力机，其其效率在在很大程程度上决决定了整整个风力力发电机机组的效效率，而而风力机机的效率率又在很很大程度度上取决决于其负负荷是否否处于最最佳状态态。 应应黎明 机电能能量转换换(大型型风力发发电机组组及其控控制系统统）永磁发电电机与励励磁发电电机的最最大区别别在于它它的励磁磁磁场是是由永磁磁体

11、产生生的。永永磁体在在电机中中既是磁磁源，又又是磁路路的组成成部分。永永磁体的的磁性能能不仅与与生产厂厂的制造造工艺有有关，还还与永磁磁体的形形状和尺尺寸、充充磁机的的容量和和充磁方方法有关关，具体体性能数数据的离离散性很很大。而而且永磁磁体在电电机中所所能提供供的磁通通量和磁磁动势还还随磁路路其余部部分的材材料性能能、尺寸寸和电机机运行状状态而变变化。永永磁发电电机制成成后不需需外界能能量即可可维持其其磁场，但但也造成成从外部部调节、控控制其磁磁场极为为困难。这这些使永永磁发电电机的应应用范围围受到了了限制。但但是，随随着MOOSFEET、IIGBTTT等电电力电子子器件的的控制技技术的迅迅

12、猛发展展，永磁磁发电机机在应用用中无需需磁场控控制而只只进行电电机输出出控制。永永磁发电电机的优优点：体体积小、重重量轻、比比功率大大；结构构简单、可可靠性高高；中、低低速发电电性能好好；能显显著地延延长蓄电电池寿命命，减少少蓄电池池维护工工作。稀稀土永磁磁同步电电机的开开发与应应用扩大大了永磁磁同步电电动机在在各个行行业的应应用，稀稀土永磁磁电机最最显著的的性能特特点是轻轻型化、高高性能化化、高效效节能。高高性能稀稀土永磁磁电机是是许多新新技术、高高技术产产业的基基础。它它与电力力电子技技术和微微电子控控制技术术相结合合，可以以制造出出各种性性能优异异的机电电一体化化产品，如如数控机机床，加

13、加工中心心，柔性性生产线线，机器器人，电电动车，高高性能家家用电器器，计算算机等等等。 樊亚东东 电磁磁分析新新技术（永永磁电机机概述）等离子体体广泛存存在于宇宇宙中，常常被视为为是除去去固、液液、气外外，物质质存在的的第四态态。等离离子体是是一种很很好的导导电体，利利用经过过巧妙设设计的磁磁场可以以捕捉、移移动和加加速等离离子体。等等离子体体物理的的发展为为材料、能能源、信信息、环环境空间间，空间间物理，地地球物理理等科学学的进一一步发展展提新的的技术和和工艺。等等离子体体是物质质的第四四态，即即电离子子的“气体”，它呈呈现出高高度激发发的不稳稳定态，其其中包括括离子(具有不不同符号号和电荷

14、荷)、电电子、原原子和分分子。高高温等离离子体只只有在温温度足够够高时发发生的。太太阳和恒恒星不断断地发出出这种等等离子体体，组成成了宇宙宙的999。低低温等离离子体是是在 常常温下发发生的等等离子体体（虽然然电子的的温度很很高）。低低温等离离子体可可以被用用于氧化化、变性性等表面面处理或或者在有有机物和和无机物物上进行行沉淀涂涂层处理理。等离离子体与与气体的的性质差差异很大大，分子子之间相相互作用用力是短短程力，局局部短程程碰撞才才有效果果，等离离子体中中起主导导作用的的是长程程的库仑仑力，库库仑力的的作用效效果远远远超过带带电粒子子可能发发生的局局部短程程碰撞效效果，而而且电子子的质量量很

15、小，可可以自由由运动，因因此等离离子体中中存在显显著的集集体过程程，如振振荡与波波动行为为。脉冲冲功率技技术又称称高功率率脉冲技技术，它它是一个个研究在在相对较较长的时时间里把把能量储储存起来来，然后后经过快快速压缩缩、转换换，最后后有效释释放给负负载的新新兴科技技领域。脉冲功率技术在技术上的特征是： 高脉冲功率，短脉冲持续时间，高电压，大电流。脉冲功率技术的研究内容主要是能量的储存、高功率脉冲的产生和应用。一般包括下列内容。（1能量的储存： 电容储能、电感储能、机械储能（脉冲发电机组、单极脉冲发电机等）、化学能储能（蓄电瓶、炸药等）。如何提高储能密度和高效率地把储存的能量传输给形成线，这是能

16、量储存研究中的重要课题。（2）高功率脉冲的产生： 用传输线方法获得高压纳秒级高功率脉冲，常用的是 Blumlein 传输线和单传输线技术、大容量电容器组并联放电技术、Marx 发生器及 Marx 陡化电容器技术以及如何获得更高功率的脉冲（如1000TW），并高效率地把能量传输给负载。（3）开关技术： 开关是脉冲功率装置中的关键器件之一。要求开关通流能力大、固有电感小、放电时延及其分散性小等。开关种类繁多，如： 场畸变火花开关、多极多通道开关、激光开关、磁开关、光导半导体开关、水开关和等离子体断路开关等，主要研究开关的放电过程及物理特性。 （4） 脉冲功率装置及其相关技术： 作为负载的真空二极管

17、、纳秒级高电压脉冲下介质的绝缘特性及相关的测量与诊断技术。 陈仕修修 等等离子体体与脉冲冲功率新新技术所谓绝缘缘就是使使用不导导电的物物质将带带电体隔隔离或包包裹起来来，以对对触电起起保护作作用的一一种安全全措施。良良好的绝绝缘对于于保证电电气设备备与线路路的安全全运行，防防止人身身触电事事故的发发生是最最基本的的和最可可靠的手手段。绝绝缘通常常可分为为气体绝绝缘、液液体绝缘缘和固体体绝缘三三类。在在实际应应用中，固固体绝缘缘仍是最最为广泛泛使用，且且最为可可靠的一一种绝缘缘物质。有有强电作作用下，绝绝缘物质质可能被被击穿而而丧失其其绝缘性性能。在在上述三三种绝缘缘物质中中，气体体绝缘物物质被

18、击击穿后，一一旦去掉掉外界因因素（强强电场）后后即可自自行恢复复其固有有的电气气绝缘性性能；而而固体绝绝缘物质质被击穿穿以后，则则不可逆逆地完全全丧失了了其电气气绝缘性性能。因因此，电电气线路路与设备备的绝缘缘选择必必须与电电压等级级相配合合，而且且须与使使用环境境及运行行条件相相适应，以以保证绝绝缘的安安全作用用。 内内绝缘：设备内内部绝缘缘的固体体、液体体、气体体部分，基基本不受受大气、污污秽、潮潮湿、异异物等外外界条件件影。外外绝缘：暴露在在大气环环境中的的空气间间隙及设设备固体体绝缘的的外露表表面(的的绝缘)。其绝绝缘耐受受强度随随大气环环境条件件(如气气压、温温度、湿湿度、淋淋雨、污

19、污秽、覆覆冰等)的变化化而变化化。接地地技术的的引入最最初是为为了防止止电力或或电子等等设备遭遭雷击而而采取的的保护性性措施，目目的是把把雷电产产生的雷雷击电流流通过避避雷针引引入到大大地，从从而起到到保护建建筑物的的作用。同同时，接接地也是是保护人人身安全全的一种种有效手手段，当当某种原原因引起起的相线线（如电电线绝缘缘不良，线线路老化化等）和和设备外外壳碰触触时，设设备的外外壳就会会有危险险电压产产生，由由此生成成的故障障电流就就会流经经PE线线到大地地，从而而起到保保护作用用。随着着电子通通信和其其它数字字领域的的发展，在在接地系系统中只只考虑防防雷和安安全已远远远不能能满足要要求了。

20、王建国国 绝缘与与接地技技术纳米技术术（naanottechhnollogyy）是用用单个原原子、分分子制造造物质的的科学技技术。纳纳米科学学技术是是以许多多现代先先进科学学技术为为基础的的科学技技术。纳纳米材料料：当物物质到纳纳米尺度度以后，大大约是在在0.111000纳米这这个范围围空间，物物质的性性能就会会发生突突变，出出现特殊殊性能。 这种既既具不同同于原来来组成的的原子、分分子，也也不同于于宏观的的物质的的特殊性性能构成成的材料料，即为为纳米材材料。随随着我国国经济飞飞速发展展，新建建变电站站容量不不断增加加及投入入运行的的输电线线路越来来越多，对对接地网网的要求求也越来来越严格格。

21、在输输电、变变电、配配电等电电力系统统中，要要求接地地网与大大地的接接触电阻阻越小越越好。假假如接地地网遭受受严重腐腐蚀，带带电设备备在运行行满足不不了要求求时就会会发生短短路而烧烧断接地地网，导导致电位位升高，高高压窜入入二次回回路，造造成人身身设备事事故，因因此接地地网是电电力系统统安全运运行的重重要保障障之一，它它能防止止电网高高压窜入入二次回回路及操操作系统统，从而而保护人人身和设设备安全全。电力力系统接接地网的的腐蚀与与防护研研究关乎乎电力工工业安全全生产，其其对电力力系统的的重要性性不言而而喻。而而导电涂涂料在对对接地网网腐蚀的的保护中中发挥着着重要的的作用，随随着纳米米技术的的发

22、展，其其在电力力系统中中将会得得到更加加广泛的的应用。纳纳米材料料的表面面效应在在能量储储存和转转换上有有很大的的应用空空间。促促进了新新型电池池的发展展以及能能源的利利用率，提提高电池池的寿命命和功率率密度。 蓝蓝磊 纳纳米技术术及其在在电力系系统应用用能源以煤煤炭为主主，可再再生资源源开发利利用程度度很低。在在世界能能源由煤煤炭为主主向油气气为主的的结构转转变过程程中，中中国仍是是世界上上极少数数几个能能源以煤煤为主的的国家之之一。能能源消费费总量不不断增长长，能源源利用效效率较低低。随着着经济规规模的不不断扩大大，中国国的能源源消费呈呈持续上上升趋势势。能源源消费以以国内供供应为主主，环

23、境境污染状状况加剧剧，优质质能源供供应不足足。中国国经济发发展主要要建立在在国产能能源生产产与供应应基础之之上，能能源技术术装备也也主要依依靠国内内供应。核核能发电电不像化化石燃料料发电那那样排放放巨量的的污染物物质到大大气中，因因此核能能发电不不会造成成空气污污染。核核能发电电不会产产生加重重地球温室室效应的的二氧化化碳。核核能发电电所使用用的铀燃燃料，除除了发电电外，没没有其他他的用途途。核燃燃料能量量密度比比起化石石燃料高高上几百百万倍，故故核能电电厂所使使用的燃燃料体积积小，运运输与储储存都很很方便，一一座10000百百万瓦的的核能电电厂一年年只需330公吨吨的铀燃燃料，一一航次的的飞

24、机就就可以完完成运送送。核能能发电的的成本中中，燃料料费用所所占的比比例较低低，核能能发电的的成本较较不易受受到国际际经济情情势影响响，故发发电成本本较其他他发电方方法为稳稳定。核核能发展展对安全全要求高高，核岛岛对扰动动敏感电压压，频率率的稳定定性要求求高；核核能的停停堆换料料时间长长有足足够的备备用容量量；功率率调节复复杂，调调节速度度慢暂态动动态稳定定性；大大机组扰扰动，对对电网冲冲击大调峰峰、调频频容量；要坚持持“安全第第一”的核电电发展原原则。 刘刘涤尘 核电新新技术及及接入电电网技术术电力电子子技术是是一门新新兴的应应用于电电力领域域的电子子技术，就就是使用用电力电电子器件件（如晶

25、晶闸管，GGTO，IIGBTT等）对对电能进进行变换换和控制制的技术术。电力力电子技技术所变变换的“电力”功率可可大到数数百MWW甚至GGW，也也可以小小到数WW甚至11W以下下，和以以信息处处理为主主的信息息电子技技术不同同电力电电子技术术主要用用于电力力变换。从从20世世纪500年代中中到700年代末末，以大大功率硅硅二极管管、双极极型功率率晶体管管和晶闸闸管应用用为基础础（尤其其是晶闸闸管）的的电力电电子技术术发展比比较成熟熟。700年代末末以来，两两个方面面的发展展对电力力电子技技术引起起了巨大大的冲击击。其一一为微机机的发展展对电力力电子装装置的控控制系统统、故障障检测、信信息处理理

26、等起了了重大作作用,今今后还将将继续发发展;其其二为微微电子技技术、光光纤技术术等渗透透到电力力电子器器件中，开开发出更更多的新新一代电电力电子子器件。这这些新器器件均具具有门极极关断能能力，且且工作频频率可以以大大提提高，使使电力电电子电路路更加简简单，使使电力电电子装置置的体积积、重量量、效率率、性能能等各方方面指标标不断提提高，它它将使电电力电子子技术发发展到一一个更新新的阶段段。与此此同时，电电力电子子器件、电电力电子子电路和和电力电电子装置置的计算算机模拟拟和仿真真技术也也在不断断发展。 査小小明 电力力电子新新技术现代代电源技技术是应应用电力力电子半半导体器器件,综综合自动动控制、

27、计计算机(微处理理器)技技术和电电磁技术术的多学学科边缘缘交又技技术。在在各种高高质量、高高效、高高可靠性性的电源源中起关关键作用用,是现现代电力力电子技技术的具具 体应应用。 当前前,电力力电子作作为节能能、节才才、自动动化、智智能化、机机电一体体化的基基础,正正朝着应应用技术术高频化化、硬件件结构模模块化、产产品性能能绿色化化的方向向发展。在在不远的的将来,电力电电子技术术将使电电源技术术更加成成熟、经经 济、实实用,实实现高效效率和高高品质用用电相结结合。 1. 电力力电子技技术的发发展 现代代电力电电子技术术的发展展方向,是从以以低频技技术处理理问题为为主的传传统电力力电子学学,向以以

28、高频技技术处理理问题为为主的现现代电力力电子学学方向转转变。电电力电子子技术起起始于五五十年代代末六十十年代初初的硅整整流器件件,其发发展先后后经历了了整流器器时代、逆逆变器时时代和变变频器时时代,并并促进了了电力电电子技术术在许多多新领域域的应用用。八十十年代末末期和九九十年代代初期发发展起来来的、以以功率MMOSFFET和和IGBBT为代代表的、集集高频、高高压和大大电流于于一身的的功率半半导体复复合器件件,表明明传统电电力电子子技术已已经进入入现代电电力电子子时代。 1.1 整整流器时时代 大功功率的工工业用电电由工频频(500Hz)交流发发电机提提供,但但是大约约20%的电能能是以直直

29、流形式式消费的的,其中中最典型型的是电电解(有有色金属属和化工工原料需需要直流流电解)、牵引引(电气气机车、电电传动的的内燃机机车、地地铁机车车、城市市无轨电电车等)和直流流传动(轧钢、造造纸等)三大领领域。大大功率硅硅整流器器能够高高效率地地把工频频交流电电转变为为直流电电,因此此在六十十年代和和七十年年代,大大功率硅硅整流管管和晶闸闸管的开开发与应应用得以以很大发发展。当当时国内内曾经掀掀起了-股各地地大办硅硅整流器器厂的热热潮,目目前全国国大大小小小的制制造硅整整流器的的半导体体厂家就就是那时时的产物物。 1.2 逆逆变器时时代 七十十年代出出现了世世界范围围的能源源危机,交流电电机变频

30、频惆速因因节能效效果显著著而迅速速发展。变变频调速速的关键键技术是是将直流流电逆变变为01000Hz的的交流电电。在七七十年代代到八十十年代,随着变变频调速速装置的的普及,大功率率逆变用用的晶闸闸管、巨巨型功率率晶体管管(GTTR)和和门极可可关断晶晶闸管(GT00)成为为当时电电力电子子器件的的主角。类类似的应应用还包包括高压压直流输输出,静静止式无无功功率率动态补补偿等。这这时的电电力电子子技术已已经能够够实现整整流和逆逆变,但但工作频频率较低低,仅局局限在中中低频范范围内。 1.3 变变频器时时代 进入入八十年年代,大大规模和和超大规规模集成成电路技技术的迅迅猛发展展,为现现代电力力电子

31、技技术的发发展奠定定了基础础。将集集成电路路技术的的精细加加工技术术和高压压大电流流技术有有机结合合,出现现了一批批全新的的全控型型功率器器件、首首先是功功率M00SFEET的问问世,导导致了中中小功率率电源向向高频化化发展,而后绝绝缘门极极双极晶晶体管(IGBBT)的的出现,又为大大中型功功率电源源向高频频发展带带来机遇遇。MOOSFEET和IIGBTT的相继继问世,是传统统的电力力电子向向现代电电力电子子转化的的标志。据据统计,到19995年年底,功功率M00SFEET和GGTR在在功率半半导体器器件市场场上已达达到平分分秋色的的地步,而用IIGBTT代替GGTR在在电力电电子领域域巳成定

32、定论。新新型器件件的发展展不仅为为交流电电机变频频调速提提供了较较高的频频率,使使其性能能更加完完善可靠靠,而且且使现代代电子技技术不断断向高频频化发展展,为用用电设备备的高效效节材节节能,实实现小型型轻量化化,机电电一体化化和智能能化提供供了重要要的技术术基础。 2. 现代代电力电电子的应应用领域域 2.1 计计算机高高效率绿绿色电源源 高速速发展的的计算机机技术带带领人类类进入了了信息社社会,同同时也促促进了电电源技术术的迅速速发展。八八十年代代,计算算机全面面采用了了开关电电源,率率先完成成计算机机电源换换代。接接着开关关电源技技术相继继进人了了电子、电电器设备备领域。 计算算机技术术的

33、发展展,提出出绿色电电脑和绿绿色电源源。绿色色电脑泛泛指对环环境无害害的个人人电脑和和相关产产品，绿绿色电源源系指与与绿色电电脑相关关的高效效省电电电源,根根据美国国环境保保护署ll9922年6月月17日日能源源之星计划规规定,桌桌上型个个人电脑脑或相关关的外围围设备,在睡眠眠状态下下的耗电电量若小小于300瓦,就就符合绿绿色电脑脑的要求求,提高高电源效效率是降降低电源源消耗的的根本途途径。就就目前效效率为775%的的2000瓦开关关电源而而言,电电源自身身要消耗耗50瓦瓦的能源源。 2.2 通通信用高高频开关关电源 通信信业的迅迅速发展展极大的的推动了了通信电电源的发发展。高高频小型型化的开

34、开关电源源及其技技术已成成为现代代通信供供电系统统的主流流。在通通信领域域中,通通常将整整流器称称为一次次电源,而将直直流-直直流(DDC/DDC)变变换器称称为二次次电源。一一次电源源的作用用是将单单相或三三相交流流电网变变换成标标称值为为48VV的直流流电源。目目前在程程控交换换机用的的一次电电源中,传统的的相控式式稳压电电源己被被高频开开关电源源取代,高频开开关电源源(也称称为开关关型整流流器SMMR)通通过MOOSFEET或IIGBTT的高频频工作,开关频频率一般般控制在在50-1000kHzz范围内内,实现现高效率率和小型型化。近近几年,开关整整流器的的功率容容量不断断扩大,单机容容

35、量己从从48VV/122.5AA、488V/220A扩扩大到448V/2000A、448V/4000A。 因通通信设备备中所用用集成电电路的种种类繁多多,其电电源电压压也各不不相同,在通信信供电系系统中采采用高功功率密度度的高频频DC-DC隔隔离电源源模块,从中间间母线电电压(一一般为448V直直流)变变换成所所需的各各种直流流电压,这样可可大大减减小损耗耗、方便便维护,且安装装、增加加非常方方便。一一般都可可直接装装在标准准控制板板上,对对二次电电源的要要求是高高功率密密度。因因通信容容量的不不断增加加,通信信电源容容量也将将不断增增加。 2.3 直直流-直直流(DDC/DDC)变变换器 D

36、CC/DCC变换器器将一个个固定的的直流电电压变换换为可变变的直流流电压,这种技技术被广广泛应用用于无轨轨电车、地地铁列车车、电动动车的无无级变速速和控制制,同时时使上述述控制获获得加速速平稳、快快速响应应的性能能,并同同时收到到节约电电能的效效果。用用直流斩斩波器代代替变阻阻器可节节约电能能(200300)%。直直流斩波波器不仅仅能起调调压的作作用(开开关电源源), 同时还还能起到到有效地地抑制电电网侧谐谐波电流流噪声的的作用。 通信信电源的的二次电电源DCC/DCC变换器器已商品品化,模模块采用用高频PPWM技技术,开开关频率率在5000kHHz左右右,功率率密度为为5W20WW/inn3

37、。随随着大规规模集成成电路的的发展,要求电电源模块块实现小小型化,因此就就要不断断提高开开关频率率和采用用新的电电路拓扑扑结构,目前已已有一些些公司研研制生产产了采用用零电流流开关和和零电压压开关技技术的二二次电源源模块,功率密密度有较较大幅度度的提高高。 2.4 不不间断电电源(UUPS) 不间间断电源源(UPPS)是是计算机机、通信信系统以以及要求求提供不不能中断断场合所所必须的的一种高高可靠、高高性能的的电源。交交流市电电输入经经整流器器变成直直流,一一部分能能量给蓄蓄电池组组充电,另一部部分能量量经逆变变器变成成交流,经转换换开关送送到负载载。为了了在逆变变器故障障时仍能能向负载载提供

38、能能量,另另一路备备用电源源通过电电源转换换开关来来实现。 现代代UPSS普遍了了采用脉脉宽调制制技术和和功率MM0SFFET、IIGBTT等现代代电力电电子器件件,电源源的噪声声得以降降低,而而效率和和可靠性性得以提提高。微微处理器器软硬件件技术的的引入,可以实实现对UUPS的的智能化化管理,进行远远程维护护和远程程诊断目前在线线式UPPS的最最大容量量已可作作到6000kVVA。超超小型UUPS发发展也很很迅速,已经有有0.55kVAA、lkkVA、22kVAA、3kkVA等等多种规规格的产产品。 2.5 变变频器电电源 变频频器电源源主要用用于交流流电机的的变频调调速,其其在电气气传动系

39、系统中占占据的地地位日趋趋重要,已获得得巨大的的节能效效果。变变频器电电源主电电路均采采用交流流-直流流-交流流方案。工工频电源源通过整整流器变变成固定定的直流流电压,然后由由大功率率晶体管管或IGGBT组组成的PPWM高高频变换换器, 将直流流电压逆逆变成电电压、频频率可变变的交流流输出,电源输输出波形形近似于于正弦波波,用于于驱动交交流异步步电动机机实现无无级调速速。 国际际上4000kVVA以下下的变频频器电源源系列产产品已经经问世。八八十年代代初期,日本东东芝公司司最先将将交流变变频调速速技术应应用于空空调器中中。至119977年,其其占有率率已达到到日本家家用空调调的700%以上上。

40、变频频空调具具有舒适适、节能能等优点点。国内内于900年代初初期开始始研究变变频空调调,966年引进进生产线线生产变变频空调调器,逐逐渐形成成变频空空调开发发生产热热点。预预计到220000年左右右将形成成高潮。变变频空调调除了变变频电源源外,还还要求有有适合于于变频调调速的压压缩机电电机。优优化控制制策略,精选功功能组件件,是空空调变频频电源研研制的进进一步发发展方向向。 2.6 高高频逆变变式整流流焊机电电源 高频频逆变式式整流焊焊机电源源是一种种高性能能、高效效、省材材的新型型焊机电电源,代代表了当当今焊机机电源的的发展方方向。由由于IGGBT大大容量模模块的商商用化,这种电电源更有有着

41、广阔阔的应用用前景。 逆变变焊机电电源大都都采用交交流-直直流-交交流-直直流(AAC-DDC-AAC-DDC)变变换的方方法。550Hzz交流电电经全桥桥整流变变成直流流,IGGBT组组成的PPWM高高频变换换部分将将直流电电逆变成成20kkHz的的高频矩矩形波,经高频频变压器器耦合, 整流流滤波后后成为稳稳定的直直流,供供电弧使使用。 由于于焊机电电源的工工作条件件恶劣,频繁的的处于短短路、燃燃弧、开开路交替替变化之之中,因因此高频频逆变式式整流焊焊机电源源的工作作可靠性性问题成成为最关关键的问问题,也也是用户户最关心心的问题题。采用用微处理理器做为为脉冲宽宽度调制制(PWWM)的的相关控

42、控制器,通过对对多参数数、多信信息的提提取与分分析,达达到预知知系统各各种工作作状态的的目的,进而提提前对系系统做出出调整和和处理,解决了了目前大大功率IIGBTT逆变电电源可靠靠性。 国外外逆变焊焊机已可可做到额额定焊接接电流3300AA,负载载持续率率60%,全载载电压660775V,电流调调节范围围53300AA,重量量29kkg。 2.7 大大功率开开关型高高压直流流电源 大功功率开关关型高压压直流电电源广泛泛应用于于静电除除尘、水水质改良良、医用用X光机机和CTT机等大大型设备备。电压压高达550ll59kkV,电电流达到到0.55A以上上,功率率可达1100kkW。 自从从70年年

43、代开始始,日本本的一些些公司开开始采用用逆变技技术,将将市电整整流后逆逆变为33kHzz左右的的中频,然后升升压。进进入800年代,高频开开关电源源技术迅迅速发展展。德国国西门子子公司采采用功率率晶体管管做主开开关元件件,将电电源的开开关频率率提高到到20kkHz以以上。并并将干式式变压器器技术成成功的应应用于高高频高压压电源,取消了了高压变变压器油油箱,使使变压器器系统的的体积进进一步减减小。 国内内对静电电除尘高高压直流流电源进进行了研研制,市市电经整整流变为为直流,采用全全桥零电电流开关关串联谐谐振逆变变电路将将直流电电压逆变变为高频频电压,然后由由高频变变压器升升压,最最后整流流为直流

44、流高压。在在电阻负负载条件件下,输输出直流流电压达达到555kV,电流达达到155mA,工作频频率为225.66kHzz。 2.8 电电力有源源滤波器器 传统统的交流流-直流流(ACC-DCC)变换换器在投投运时,将向电电网注入入大量的的谐波电电流,引引起谐波波损耗和和干扰,同时还还出现装装置网侧侧功率因因数恶化化的现象象,即所所谓电电力公害害,例例如,不不可控整整流加电电容滤波波时,网网侧三次次谐波含含量可达达(700800)%,网侧功功率因数数仅有00.50.66。 电力力有源滤滤波器是是一种能能够动态态抑制谐谐波的新新型电力力电子装装置,能能克服传传统LCC滤波器器的不足足,是一一种很有

45、有发展前前途的谐谐波抑制制手段。滤滤波器由由桥式开开关功率率变换器器和具体体控制电电路构成成。与传传统开关关电源的的区别是是:(ll)不仅仅反馈输输出电压压,还反反馈输入入平均电电流; (2)电流环环基准信信号为电电压环误误差信号号与全波波整流电电压取样样信号之之乘积。 2.9 分分布式开开关电源源供电系系统 分布布式电源源供电系系统采用用小功率率模块和和大规模模控制集集成电路路作基本本部件,利用最最新理论论和技术术成果,组成积积木式、智智能化的的大功率率供电电电源,从从而使强强电与弱弱电紧密密结合,降低大大功率元元器件、大大功率装装置(集集中式)的研制制压力,提高生生产效率率。 八十十年代初初期,对对分布式式高频开开关电源源系统的的研究基基本集中中在变换换器并联联技术的的研究上上。八十十年代中中后期,随着高高频功率率变换技技术的迅迅述发展展，各种种变换器器拓扑结结构相继继出现,结合大大规模集集成电路路和功率率元器件件技术,使中小小功率装装置的集集成成为为可能,从而迅迅速地推推动了分分布式高高频开关关电源系系统研究究的展开开。自八八十年代代后期开开始,这这一方向向已成为为国际电电力电子子学界的的研究热热点,论论文数量量逐年增增加，应应用领域域不断扩扩大。 分布布供电方方式具有有节能、可可靠、高高效、经经济和维维护方便便等优点点。已