電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用


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

一、課題意義
電力半導體器件是構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備的技術指標?，F在涌出了大量的性能好的電力電子器件。
例如，電力電子器件在結構和生產工藝上都有了長足的進展，工作頻率大為提高，如工業(yè)應用級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。高頻技術的應用不僅可以節(jié)約電能、降低損耗，而卻控制虧率易于實現，可以有效地提高電力電子裝置的性能。
還有，現代電力電子器件多采用P-N-P-N4層結構，器件耐力水平大為提高，從而拓寬了器件的電力應用范圍。采用多元集成結構，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
現代電力電子器件的大量優(yōu)點為電力系統(tǒng)中的各方面應用創(chuàng)造了條件。現代電力電子技術可以在電力系統(tǒng)的多個技術領域中得到重要應用，可為各種電力系統(tǒng)新型控制元件的出現奠定基礎。
二 技術背景
早在30、40年代，人們應用電機組、汞孤整流器、閘流管、電抗器、接觸器等對電能進行變換和控制，而這些器件構成的變流裝置存在著明顯的缺點。一直到1957年晶閘管的出現，帶來了電力電子學的技術革命，使之走出了雛形期，到60年代逐漸形成了一門新興的學科──電力電子學。電力電子學的出現，是半導體器件向兩個方向發(fā)展的結果，其一向集成電路發(fā)展形成微電子學，即所謂的信息電子學，他主要研究信息的檢出、傳送和處理；其二向電力半導體器件的發(fā)展并結合交流技術的發(fā)展形成強電子學，即現時所稱的電力電子學，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、波形和相數的變換等。
今天，由于新型帶那里拓撲結構及分析方法，微處理機和超大規(guī)模集成電路等方面的不斷突破，使電力電子技術已在石油、化工、電力、電子等領域得到廣泛的應用，成為解決能源緊缺的新技術之一。近年，我國已將電力電子技術列為我國重點發(fā)展的高技術的領域。
目前，采用電力電子技術的交、直流轉換，變頻，發(fā)電機勵磁系統(tǒng)、快速無功補償等廣泛應用，已大大優(yōu)化了電力系統(tǒng)的運行性能。隨著新一代電力電子器件的容量和性能的不斷提高，以及電力電子技術在電力系統(tǒng)應用的研究的不斷深入和推廣應用，將引起電力系統(tǒng)的一次重大變革。