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摘要：
現如今全世界的能源消耗逐年遞增，而電力能源在所有能源中所占的比例大約是40%，而在電力能源之中，經過電力電子設備轉換的電力能源也占有40%，根據現代電力能源的增長速度，電力電子設備的電子能源轉換預計達到80%，所以在二十一世紀中電力電子技術所發揮的作用將越來越大。本文主要在電力電子技術的發展基礎上，將其應用到開關電源內，分析其原理和發展的趨勢。
關鍵詞：
電力電子；開關能力；運用
電力電子技術主要是控制和轉換電能的學科，通過電力電子器件的利用來展開相關的電力電子技術運用。電力電子技術主要包括有三個部分：第一部分是電力電子器件，第二部分是變流電路，第三部分是控制電路，而電力電子技術也是電力、電子和控制三大電氣工程技術領域的交叉，作為融合三大技術領域的學科，隨著社會的進步和科學技術的發展，電子電力技術與現代控制理論之間的聯系更加緊密，與材料科學和電機工程以及微電子技術等領域聯系密切，因此作為一門綜合性的技術學科，能夠發揮多門學科共同的作用。
1電力電子技術的廣泛應用
電力電子技術作為一門學科，具有高技術性，并且在社會中的應用較為廣泛，能夠有效地減少社會環境污染，起到節能和改善工作條件的作用，在傳統工業中的運用十分普遍，例如電力產業、機械產業和化工產業等。隨著社會的進步，電力電子技術在高新技術產業中的運用也十分廣泛。以下主要探討了電力電子技術的運用。
1.1高壓直流輸電
直流輸電的技術性較強，具有許多的優勢：①有效實現非同期電網互聯，不會出現系統穩定問題；②有效限制了短路電流；③不存在電容充電電流；④線路的功率損耗較小；⑤高壓直流輸電輸送相同的功率的時候，線路造價比較低；⑥擁有較快的調節速度；運行可靠；⑦在海下輸電中比較合適。隨著不斷提高大功率電子器件的開斷能力，不斷出現新的大功率電力電子器件，并且投入到市場當中使用，逐漸地改善高壓直流輸電設備的性能，簡化設備器件的結構，有效的減少換流站的面積，還能夠降低工程造價。例如可關斷的和MOS控制的晶閘管，以及絕緣門極、雙極性三極管等。
1.2柔性交流輸電系統
隨著柔性交流輸電技術的不斷快速發展，電力電子技術和控制理論以及通訊技術的發展已經成為一種趨勢，為FACIS的發展創造了條件，因此我們可以利用IGBT等可關斷器件組成的FACTS原件，對系統參數進行快速、平滑的調節，改變系統的潮流分布。
1.3電力諧波治理
在電力系統諧波當中，最理想的治理方式是有源濾波，主要是利用可控的功率半導體器件在電網中注入原有諧波電流幅值相等的電流，或是相位相反的電流，使得電源總諧波的電流為0，有利于實現實時補償諧波電流。而隨著電能質量治理工作的不斷深入，有源濾波器主要以瞬時無功功率理論作為基礎，展開諧波治理的市場將會擴大。
1.4不間斷電源
不間斷電源可以簡稱為UPS，主要是保證電力自動化系統的安全可靠運行，能夠在計算機和通信系統之中，提供不中斷場合的高可靠和高性能的電源。現代的不間斷電源主要是采用脈寬調制技術和功率MOSFET和IGBT等現代電力電子器件，能夠有效降低電源噪聲，從而提高效率和可靠性。
2電力電源技術在開關電源中的運用
開關電源主要是為了維持穩定輸出電壓，通過現代電力電子技術，控制公路半導體器件的開通和關斷時間比率。開關電源與線性穩壓電壓相比，開關電源具有一定的優勢，主要有體積小和效率高以及重量輕等優點，因此在電子設備中得到了廣泛的運用。二十世紀末期開關電源在電子和電氣設備領域中的運用逐漸增加，在通信、電子檢測設備和控制設備電源等領域展開廣泛的運用，有利于開關電源技術的快速發展，但是開關電源也有一些缺點，主要有開關電源的電路比較復雜，容易受到射頻和電磁干擾。但是隨著科學技術的進步，開關電源的缺點正在不斷被克服。在開關電源中征集電路可以分為主電路和控制電路兩種，而在主電路中，包含三個環節：首先是輸入整流濾波；其次是功率轉換；最后是輸出整流濾波。主電路主要有將電網能力傳遞給負載的功能。而結構框圖除了主電路外為控制電路，主要是為了保護電路正常的工作。
2.1開關電源的分類
①可以根據輸入和輸出的類型，將開關電源分為DC/DC和AC/DC變換器兩種。②可以通過驅動方式的不同將開關電源分為自勵式和他勵式兩種。③可以根據控制方式的不同，將開關電源劃分為三種：一是脈沖寬度調制式（PWM）；二是脈沖頻率調制式（PFM）；三是脈沖寬度調制式和脈沖頻率調制式混合。④依據電路組成可以將開關電源分為諧振型和非諧振型。除了以上四種分類，還可以將開關電源分為單端正激式和單端反激式；推免式和降壓式、升壓式或者升降壓式等。
2.2開關電源的發展趨勢
開關電源逐漸朝著高頻、高可靠、低耗和低噪聲等方向發展，不斷地提高自身的抗干擾性和模塊化性。就現如今市場中的開關電源，主要是利用雙極性晶體管制作而成的，需要進一步的提高其頻率，并且也要提高開關頻率，通過高速開關元器件的運用達成。為了有效保證開關電源的效率，需要不斷減少開關的損耗。在提高開關速度之后，電源電路中的電感和電容以及二極管中的儲存電荷會受到影響，從而產生浪涌或是噪聲。因此為了有效地控制浪涌，需要對不同的情況進行分析，利用R-C或是L-C的緩沖器和非晶態等磁芯制成的磁緩沖器以及諧振式。諧振式開關在進行浪涌控制的時候，能夠有利于降低損耗。為了追求開關電源的高頻化，可能會導致噪聲的增加，因此需要采用諧振轉換電路技術，在實現高頻化的同時降低噪音，但是還存在實用化方面的問題，因此需要展開不斷的研究。
3結語
本文主要分析了電力電子技術在開關電源中的運用，電力電子技術在能源、環保和生命科學以及材料方面都有效的運用，在每一個領域當中都發揮了極其重要的作用。電力電子技術作為重要的科技支撐，在經濟的各個領域中都得到了廣泛的運用，擁有十分美好的發展前景。
作者：吳重重 單位：中航工業洛陽電光設備研究所
參考文獻：
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第二篇：高職電力電子技術教學改革
摘要:
當前我國的電子電器行業較為繁榮，市場上需要大量的相關人力資源，雖然高職院校被譽為是技術性人才的搖籃，但是很多高職畢業生在畢業之后很難馬上進入工作角色，因為高職畢業生學習的內容與實際存在脫節的情況，而這主要是由高職院校“電力電子技術”教學內容和方法存在不足導致的。對此，本文將簡要分析高職電力電子技術教學中存在的問題，從優化教學內容、改進教學方法、創新實踐環節3個方面來探究高職電力電子技術教學改革方案，以期對優化高職電力電子技術教學有所裨益。
關鍵詞:
電力電子技術；教學內容；教學方法；課程改革
0引言
高職院校教學的主要目的是教授學生能力，讓學生在畢業后即可迅速投入工作，從而為人力市場源源不斷地供應技術型的人才。而電力電子工程作為電氣工程及其自動化專業的基礎課程，不僅適用范圍較廣，也是相關高素質技能型專門人才必須掌握的一門課程。傳統的高職電力電子技術教學大多沿用的是本科的教學形式，沒有體現高職教學的特色，也沒有達到高職教學應有的目標。
1目前教學中存在的問題
1.1教學內容陳舊
科技的發展導致電力電子相關技術更新較快，是很多高職院校的教材卻沒有跟上科技發展的腳步，甚至仍以半控型器件晶閘管為核心器件搭建電路，而事實上在工業中都使用的是功率MOSFET和IG-BT等全控型器件為主流器件，整個電路的結構都發生了重大的變化。此外，由于教學內容過于偏向本科，在教材中對電子電力器械的內部結構以及運行原理介紹較多，而高職學生更多的是需要對元器件的運用能力。由于電力電子電路的種類繁多，很多教材都難以將其進行系統的歸納，不同章節之間完全沒有銜接，這就導致學生在學習這些章節的時候難以對新的知識進行理解。教學內容的陳舊以及科學分類的缺乏使得學生很難成長為高素質高技能型應用人才。
1.2教學方法單一
電力電子技術中很多內容都是比較抽象的，如晶閘管整流及其逆變電路、交流調壓電路等，這些內容僅僅依靠傳統的口述加板書是無法加以展現的，如果學生理解能力有限，教師再怎么去努力也是徒勞的。雖然有的學校可能會進行多媒體的教學，但是學生對電力電子電路的實際構建過程和工作過程缺少形象直觀的了解，僅僅依靠教學是達不到這個要求的。學生想要掌握實際應用電力電子產品的能力，就必須進行工程實際體驗，而實踐教學恰恰是高職電力電子技術教學的薄弱之處。
1.3實踐環節薄弱
對于技術型人才來講，實踐教學的價值遠比理論教學來得重要。但是在相當多的高職院校中，電力電子技術教學都是以理論教學為主，實踐教學占的課時很少，可能學生能夠運用一些基礎的電力電子電路，但是真正要想對相關電氣元件進行靈活的運用，學生遠達不到這個要求。這就導致有的高職院校雖然具備了功能強大的實驗設備，但是卻沒有發揮應有的作用。當前電力電子產品的更迭比較快，而學校的實訓基地的資源又是有限的，因此高職院校更多的應該考慮的是加強校企合作，以此來增強學生的實踐能力。
2課程改革的探索和思考
2.1整合和更新教學內容
教學內容和課程體系的改革是教學改革的重難點，特別是在當前電子電力技術不斷發展的當下，教學內容的更新速度很難跟得上各種新型電力電子設備的推廣速度，因而當前高職電力電子技術教學對教師知識面的要求更高，需要教師不斷的整合和更新教學內容，做到與時俱進的教學。高職的目的是培養學生的能力，因此在教學的過程中一定要把握課程的核心，對于電子電力器件復雜的內部解構以及工作原理都可以一筆帶過，這些復雜的公式推導過程對高職學生來講，并沒有什么意義，而對于電子電器元件的參數特性以及使用方法都要詳細敘述，首先讓學生在理論上掌握電子電氣元件如何去使用。其次教學的內容要緊跟當前時代，自動化是當前工業發展的主流，在介紹這些電力電子元器件時應該選用能夠代表當前實際應用水平的電路，如功率MOSFET、IGBT及其智能功率模塊IPM進行講述，這樣才不至于讓學生畢業后產生與社會脫節的現象。
2.2改革教學方法和手段
傳統的本科式的講授方法，對高職學生來講并沒有太大的作用，很少有學生能夠憑借自己的能力來分析電力電子電路及其系統結構，因為三相交流電所帶來的電路輸出波形異常復雜，講述如何去手動計算也沒有太大的意義。而如果能夠使用現代計算機仿真技術來進行電力電子電路的分析，則可以在短時間內就幫助學生理解整個知識架構，可以作為高職電力電子技術教學的重要手段。高職電力電子技術的仿真教學可以參見本科院校的課程，本科院校很多都是使用的基于MATLAB軟件的電力電子電路仿真，從實踐效果來看也相當的理想，因而不妨借鑒本科院校的教學方法和手段，讓學生利用仿真電路來理解整個電子電路的架構和運行規律，或許能夠在幫助學生理解的同時增強學生的學習興趣。在技能培養上要采用層次化的方式，首先讓學生通過基礎實驗來了解電子元器件的基本原理，然后利用綜合實踐來掌握電子電氣電路的各部分電路功能和特征，再用綜合實訓來進一步加強學生的技能鍛煉，能夠獨立完成電路的分析、制作、焊接和調試工作，最后使用現場教學來落實學生的實踐能力，提前適應工作崗位的需求。
2.3擴充和創新實踐環節
電力電子技術對于實踐能力的要求較高，針對當前高職電力電子技術教學缺乏實踐環節的情況，必須有效擴充和創新實踐環節，利用實踐來讓學生所學到的理論知識得到驗證，從而對電子電路知識有更深的了解。當前很多院校在電力電子技術實踐環節上都只安排了基本的實驗，對于高職學生來講這些實驗都過于簡單，既沒有起到提高學生相關能力的作用，又沒有充分發揮現有實驗設備的功能。高職院校可以保留基本的電力電子電路驗證性實驗，但是更多的是要基于現有的教學實驗設備來開發設計綜合性的設計實驗項目，以此來增強學生對于電子電路的綜合運用能力，在實踐中鞏固自身的知識，發展實際動手能力。而對于創新實踐環節的考核上，高職電力電子技術教學也存在諸多的弊端，考核大多基于卷面分數，考核的結果也凸顯不了學生的實際操作能力，這就很可能出現動手操作能力強的學生沒有較好的卷面分數，而動手能力不強的學生依靠死記硬背卻能夠通過考核。在實踐階段的考核要根據學生的學習態度、作業情況、實踐報告、實踐操作考試等多方面來綜合評定，這樣才能夠客觀地評價學生的成績，確保每個經過創新實踐環節的學生都能夠有良好的動手操作能力。而在電子電氣技術不斷更新的當下，僅僅依靠學校的實踐基地是無法滿足教學的需求的，學校應該加強與校外企業的聯合建設，在教學過程中可以聘請校外企業的專業人員到課堂來講授電氣元件的操作和運行。也可以讓學生到企業中去親手實踐和見證電力電子裝置的運行情況，從而加深學生對課程的理解和印象。而對于表現優異的學生可以直接選擇進入企業就業，無意進入企業就業的學生也擁有了較強的動手操作能力，有工作的資本。
3結語
當前我國的電子電力行業正處在飛速的發展中，需要大量的高素質技術性人才。雖然高職教學的目的就是為人力市場提供技術型人才，但是很多高職的電力電子技術教學都存在理論與現實脫節的情況，導致畢業的學生不能馬上適應工作條件。對此高職院校有必要更新電力電子技術教學的內容，豐富教學方法，創新實踐教學環節，從而讓學生從書本上學習到的理論知識能夠實際運用于生產之中。
作者：陳杰金 霍覽宇 單位：湖南機電職業技術學院電氣工程學院
參考文獻：
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第三篇：智能電網電力電子技術應用
【摘要】
近年來我國經濟發展迅速，在這個過程中我國電力行業迎來了難得的發展機遇，同時為了滿足更大的用電需求，電力企業必須提升供電水平和輸電水平，這對電網中相應技術應用提出了更高要求。我國電網未來發展的核心方向就是智能電網，智能電網中應用電力電子技術對于提升智能電網輸電效率、安全性、穩定性都具有重要意義，所以相關部門和企業應當強化對智能電網中先進電力電子技術應用的研究。
【關鍵詞】
電力電子技術；智能電網；應用
筆者將分析智能電網中電力電子技術的作用，并在此基礎上對智能電網發展問題進行探索，最終對電力電子技術的有效應用進行研究，以期為我國智能電網發展提供助力。
1先進電力電子技術在智能電網中的作用
1.1穩定電網，促進電網優化
互動性強是智能電網區別于傳統電網的重要特點，所以對其適應變化能力、應對環境變更能力、應對用戶需求能力提出更高要求。智能電網在應用電力電子技術后，其反應速度能夠獲得大幅提升，相應的輸電能力也得到了強化，通過應能電力電子技術能夠有效提升電能質量、提升大電網安全水平。根據電網近年來發展趨勢可以判定，電網未來發展方向必然是大電網互聯。先進電力電子技術能夠實現系統的有效調控，它不僅能夠強化網架結構，還能夠對電網故障傳播進行抑制，最終為大電網安全提供保障。
1.2提升可再生資源利用效率
當前影響經濟發展的重要問題就是能源，雖然太陽能、風能發電已經在我國西北、華北、東北地區開始實現，但是全國范圍內也普遍存在可再生資源利用效率不高的問題，進而對電網安全穩定運行造成影響。電力電子技術的應用能夠有效提升可再生資源利用效率，推動可再生資源的大規模發電、遠距離送出和分布式接入的實現。
1.3提升電網電能質量
現階段我國仍是發展中國家，工業仍處在大發展狀態中，工業生產需要電能的支撐，并且提出越來越高的電能質量要求。但實際中電能質量會受到可再生資源發電的影響，通過電力電子技術的應用能夠推動電網配電效率的提升，讓用戶獲得更加高效、優質的電力供應。
2智能電網面臨的主要問題
首先，優化資源配置問題。我國雖然自然資源儲備量大，但是人均占有量遠遠落后于其他國家，并且這些資源分布極不平衡，主要分布于落后地區包括西南、北部、西部等，而主要消耗電能的工業卻集中于中部和東部。所以我國電力傳送具有距離遠、規模大的弊端，同時當前發展需求無法從技術上得到滿足，進而產生大型網絡流失、電力利用率不高的現象。所以優化資源配置是智能電網面對的首要問題，必須實現能源結構的不斷優化，推動能源利用效率提升，特別是在利用可再生資源方面。其次，電力網安全問題。近年來我國用電需求快速增加，為了使用電需求得到滿足，全國范圍內正在進行電壓水平最高、規模最大的混合網建設，其主作用在于提升智能電網穩定性和安全性。
3智能電網中電力電子技術的應用
電網未來發展核心方向就是智能電網，其有序運行的關鍵在于電網工作狀態、電能質量，而實際當中電力電子技術主要影響這些指標，現階段應用于智能電網中電力電子技術包括：
3.1柔性交流輸電技術
該項技術的應用是建立在電力電子設備的基礎之上，通過有機結合現代控制技術，實現對交流輸電系統和網絡結構的快速靈活控制，這種情況下不僅系統可靠性和穩定性能夠得到強化，線路輸送水平也獲得大幅提升。我國智能電網建立在特高壓輸變電基礎之上，分布式能源隔離和新能源接入是實現該基礎應當考慮的主要問題，這樣才能夠產生更加穩定的電力系統，進而有效降低輸電過程中電損耗。在該項技術中可控電網設備是由高性能、大功率的電力電子元件構成，這樣原始無法控制的電網就能夠被控制，充分實現了智能電網的靈活性和安全穩定性。
3.2高壓直流輸電技術
在該項技術中只有輸電過程涉及直流電，其他環節都是交流電。直流輸電線路輸送經轉換站轉換得到的直流電，然后逆變器將達到終端的直流電轉化成交流電。由于應用高壓直流輸電技術能夠提升電容點和輸電距離，所以在應用該技術的情況下能夠大大減小輸電走廊，同時高壓直流輸電電路具有更小的電阻，這樣系統就不會產生過大損耗。通過高壓輸電系統的應用，我國能源分布不平衡的問題能夠得到有效解決，進而達到優化配置資源的目的。當前我國已經廣泛應用了高壓直流輸電技術，超高壓的直流輸電工程已經建設多個，未來高壓直流輸電工程還會引入到煤炭發電和水利發展基地當中。
3.3電能質量技術
電能質量技術在我國工業中應用較廣，日本、美國、印度是當前該技術水平最為領先的國家，他們主要運用動態電壓調節器等設備提升電能質量。當前我國也開展了提升電能質量技術的研究，但是還沒有真正解決主要技術問題。實際中要想智能電網中有效應用電能質量技術，一方面要對等級劃分體系和評估方式進行優化，另一方面需要健全的法律法規和科學的經濟評估分析，電能質量技術是構建經濟優質智能電網的關鍵所在。實現電能質量技術過程中一項非常重要的內容就是統一電能質量控制器，這樣確保戶用電質量，同時調節用電低谷期和高峰期的電力系統，最終達到提升經濟效益的目的。
4結語
通過以上內容可知，電力電子技術在智能電網中的應用對于智能電網發展具有重要的意義和作用，實際當中相關部門和企業應當強化對電力電子技術的研究，將其科學的應用于智能電網當中，有效解決智能電網發展中的技術問題，為我國電力行業的發展提供保障。本文分析了智能電網中電力電子技術的應用，但仍存在一定局限，希望行業人員能夠加強重視，通過科學有效的應用電力電子技術推動我國智能電網的發展。
作者：黃實批 單位：廣西經濟職業學院
參考文獻
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