大功率电力电子技术论文

【摘要】船舶电气是以电能、电气设备和电气技术为手段，利用电工、电子技术维持与改善船舶室内空间的电、光、热、声环境的一门科学。在船舶物内部人为创造并保持理想的环境，以充分发挥船舶物功能的电工、电子设备系统，统称船舶电气。由于电能具有配置灵活、控制简便、污染小等优势，人们一直希望在舰船上广泛采用电力作为能量传输的方式。今天小编为大家推荐《大功率电力电子技术论文 (精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

大功率电力电子技术论文 篇1：

探究大功率电力电子技术的应用

【摘要】大功率电力电子技术是电力系统中应用非常广泛的一种技术，对于促进经济的发展具有重要作用。本文介绍了电力电子技术与各学科的关系，并且介绍了大功率电力电子技术在实际中的应用。

【关键词】电力电子技术；电力系统；大功率；应用

电力电子技术就是指应用在电力领域的电子技术，是也新科技的基础之一，用途非常广泛。它利用电力电子期间对电能进行控制和变换，在电力领域具有重要作用。现在电力电子技术有一个共同的特点就是功率很大，与普通的电子技术相比，有着更多的优势和更强大的功能，对于我国电力事业具有重要作用。

一、电力电子技术与各学科的关系

1、与电子学的关系

由于电力电子技术其实是电子技术在电力领域的应用，电力电子元件的制造理论和制造工艺与普通的电子元件大致相同。电力电子期间使用的集成电路制造工艺，与微电子制造技术基本相同。

2、与电气工程的关系

由于电力电子工程在电力机牵引、静止无功补偿、高压直流输电、电加热、电镀等领域广泛应用，很多时候电力电子技术也被归纳到电气工程学科中。

3、与控制理论的关系

电力电子技术的装置和系统都是通过控制理论满足的电力电子技术可看成“弱电控制强电”的技术，是“弱电和强电的接口”，控制理论是实现该接口的强有力纽带。电力电子技术和控制理论是密不可分的。

二、大功率电力电子技术的应用

1、在电力系统中的应用

电力电子技术在电力系统中的应用最典型的是同步发电机励磁系统。这种系统具有很好的反应速度并且控制功率很小，很容易的就能设计出高顶值电压，在电压调节系统中具有很广安的应用。电力电子技术在电力系统中的另一种重要应用是变频调速。

随着社会的发展，节能已经成为一种主流的发展趋势。电气节能主要是通过电能质量控制、变频调速和有源滤波实现的。大功率电力电子技术在电气节能上的应用主要是变频调速。电机变频调速是目前工业节能中的重要方式之一。随着科技的发展，变频器的技术越来越成熟，普及程度在越来越广，这也导致了企业使用变频器的投资成本也会变得很低，而且电机变频具有很好的节能效果，不仅与当今的社会发展趋势相符合，还能为企业节约成本，带来良好的经济效益。这些优势使得变频器在电气行业具有十分广泛的应用，而且拥有广阔的发展空间。另外国家对于使用变频节能装置还能争取到国家有关政策的支持。

2、在新能源发电方面的应用

随着社会的发展，能源问题已经变得越来越突出。而人们生活生产中消耗的能源却越来越多，能源问题已经形成一种危机。而且，在过去的发展中，由于过度的追求经济发展却忽略了关注环境问题，对环境造成的危害很大。为了应对这些问题，出现了很多新能源的发电方法，比如太阳能发电、风力发电等等，这些工程一出现就收到了人们的广泛关注。电力电子技术在新能源发电上的应用特点主要有：新能源在供给过程中能源供给随机性较大，比如风能、太阳能等都会随着天气的变化而变化，并对电网发电的要求比较高，在新兴的能源使用中，可以充分考虑海洋能等随意性不大的资源。

3、电力牵引应用

所谓电力牵引，实际上就是使用电能为轨道运输提供动力。它以电力系统作为电源，经过变电所的电力电子器降压、变频成可以为动车、机车提供动力的交流电源。这种应用在生活十分常见，不过也存在一些问题：由于需要单独设置供电系统，成本较高：机车运行时会产生一种干扰电信信号的波，对电力系统和通信质量产生影响。在实际应用中，应当进行有效的防护和采取措施，在尽量降低不利影响的前提下，使之为人们服务。

4、智能电网的应用

智能电网对电网进行智能化改造。这种技术是以高速双向通信网络为基础，并且将先进的控制技术、测量技术与传感技术结合起来，通过先进的管理体系，实现电网运行的高效性、安全性、经济性与可靠运输性。往深的讲，就是将电网的规模变得比以前更大，运行更加安全高效。不过目前电网的智能化程度并不是很高，但其已经表现出来的优势已经被人们广泛青睐。不过智能电网最核心的技术还是大功率电力电子技术，其发展离不开电力电子技术的进步。例如，智能电网的核心技术是智能电表，电力系统可以根据智能电表了解所有用户的用电情况并且提供具有针对性的个性化服务。而智能电表就是一种电力电子器。

5、定质电力技术

定质电力技术是应用现代电力电子技术和控制技术，为实现电能质量控制、为用户提供其特定要求的电力供应技术。

随着社会的发展，人们对于电力系统的供电质量和供电可靠性的要求越来越高。而且在企业生产中，变频调速驱动器、机器人、自动生产线、精密的加工工具、可编程控制器、计算机信息系统的应用越来越广，由于这些设备对于电路的变化感应十分敏感，电力系统很小的波动就可能造成很大的損失，所以对于供电质量的要求很高。

为了保证供电质量，很多企业用户采用各种措施，比如安装不间断电源（UPS），但是这些措施并不能取得良好的经济效果，所以最根本的解决办法还是在电力部门。只要电力部门能够控制好供电的质量，问题就迎刃而解，由此，定质电子技术应运而生。定质电子技术就是将现代的控制技术与电力电子技术结合起来，为提高配电网无功调节的质量，已开发出用于配电网的静止无功发生器。它由储能电路、可关断的晶闸管（GTO）或绝缘门极双极性三极管（IGBT）变换电路和变压器组成。它的功能是快速调节电压，发生和吸收电网的无功功率，同时可以抑制电压闪变。这是“定质电力”的关键设备之一。此外，静止无功发生器和固态开关配合，可在电网发生故障的暂态过程中保持电压恒定。另一关键设备是动态电恢复器（DVR），它由直流储能电路、变换器和级次串联在供电线路中的变压器构成。变换器根据检测到的线路电压波形情况，产生补偿电压，使合成的电压动态保持恒定。无论是短时的电压低落或过电压，通过DVR均可以使负载上的电压保持动态恒定。

三、结束语

大功率电力电子技术的出现，使得电力系统发生的重大变革。随着科技的发展，电力电子技术在电力系统中的应用肯定会越来越普遍，为人们的生产生活带来方便。

参考文献

[1]赵金亮.我国电力电子技术的现状及应用[J].北方经贸，2010（7）.

[2]张铭.电力电子技术在电力系统中的应用浅析[J].内蒙古石油化工，2010（8）.

[3]吴晨滨.电力电子技术在电力系统应用的发展趋势浅析[J].科技创业月刊，2009（10）.

[4]陈伯时.浅谈电力电子技术和科学发展问题——电力电子学会第11届学术年会大会报告[J].变频器世界，2009（1）.

[5]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].机械工业出版社.2009：53——61.

[6]徐政，卢强.电力电子技术在电力系统中的应用[J].电工技术学报卷，2008.19（8）：26——29.

作者：蔡东亮

大功率电力电子技术论文 篇2：

船舶电气配电系统方案设计探究

【摘要】船舶电气是以电能、电气设备和电气技术为手段，利用电工、电子技术维持与改善船舶室内空间的电、光、热、声环境的一门科学。在船舶物内部人为创造并保持理想的环境，以充分发挥船舶物功能的电工、电子设备系统，统称船舶电气。由于电能具有配置灵活、控制简便、污染小等优势，人们一直希望在舰船上广泛采用电力作为能量传输的方式。随着大功率电力电子技术和永磁、超导等新材料的迅速发展，使得电力设备的功率密度不断提高，促使电力推进技术在商船上广泛应用，并逐渐向军用舰船领域扩展。本文介绍了现代船舶电气配电系统的一些合理性设计方案和建议，充分利用资源，合理的设计符合可持续发展的科学方针。

【关键词】船舶;配电系统;电气;设计

1.引言

近几年，电子技术、计算机技术发展迅速，新技术、新器件层出不穷，越来越多地应用到船舶行业中，已成为推动行业发展的重要因素。大型施工机械、照明控制、监控、报警、对讲等智能化工程施工与管理，急需既懂专业知识又掌握电子技术的复合应用型人才。电气工程专业的教学改革和教材建设应主动适应市场变化，开拓创新，反映时代特色，面向经济建设和社会发展，有鲜明的行业特色，突出高职教育的特点和培养目标。本文也从多角度分析了船舶电气配电系统的方案设计，为广大同行作参考。

2.负荷等级及供电要求

2.1 负荷等级分类

电力负荷应根据供中断供电及电可靠性在经济、政治上所造成的影响或损失的程度，分为一级、二级和三级负荷。对于某些特等船舶，需要一级负荷。一级负荷中的特别重要负荷是指中断供电将影响中断供电或计算机网络正常工作甚至将发生火灾、爆炸以及严重中毒的灾难性后果所需要的负荷标准。其他用电配备情况可以酌情降低负荷等级。

2.2 供电要求

根据《船舶电气规范》，一级负荷应当由两个电源供电，当一个电源发生故障或受到损坏时，另一个电源可以应急在正常情况下工作”。二级负荷“宜由两回线路供电”，即当发生线路常见故障或电力变压器故障时不致中断供电，也可以说中断后能迅速恢复。设计中常采用一路高压电源供电或者采用一用一备两路高压供电。三级负荷对供电无特殊要求。此外，根据《船舶设计防火规范》以及《船舶设计防火规范》对消防用电设备进行负荷等级划分，对于二类高层船舶的消防用电按二级负荷要求供电并且消防用电设备应采用专用的供电回路。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志。

3.计算负荷的有关参数及公式

3.1 确定用电设备组或用电单位计算负荷的公式：

a.无功计算负荷Kvar

Q30=P30/tanψ

式中tanψ是指设备给定功率因数角与用电单位或用电设备组功率因数角的正切值

b.有功计算负荷（KW）

式中：为用电单位或用电设备组的需要系数;为用电单位或用电设备组的总容量;

c.负荷视在（KV·A）

S30=P30/cosψ

d.电流计算（A）

I30=S30/UN

式中为用电设备组或用电单位供电电压额定值（KV）

3.2 确定多组用电设备组或多个用电单位总计算负荷的公式

a.有功计算负荷（KW）

式中，为各组的计算负荷（KW）;为有功负荷同时系数，由设备组计算车间配电干线负荷时可取=0.85～0.95，由设备组直接计算变电所低压母线总负荷时可取=0.8～0.9。

b.无功计算负荷Kvar

式中，为各组无功计算负荷（Kvar）;为无功负荷同时系数，由设备组计算车间配电干线负荷时可取=0.9～0.97，由设备组直接计算变电所低压母线总负荷时可取=0.85～0.95。

c.视在计算负荷（KV·A）

d.计算电流（A）

I30=S30/UN

式中为用电设备电压额定值（KV）

e.无功补偿公式

补偿前

补偿后

4.基于直流区域配电系统的舰船综合电力系统方案

设想的核商船的主要设计要求为：采用汽轮/电力混合推进;电力推进功率2200kW左右;其他全船用电负载最高达2800kW左右，并要求满足1B1备用原则。

4.1 发电机配置

由于尾部空间和总体重量平衡的限制，推进电机采用高功率密度的永磁电机。永磁电机一般采用变频调速方式，考虑到核商船应急航行时以蓄电池作为电源，电力推进采用直流供电。又由于断路器分断能力的限制，发电机单机功率不宜超过2000kW。根据负载功率的要求和备用原则，有3种发电机的配置方案可供选择。

方案一：2台1200kW/1000V高速整流发电机给推进电机供电，2台3000kW/390V交流发电机给全船其他负载供电。该方案中电力推进电源不能给其他负载供电，不能称其为综合电力系统。更为不利的是，需要研制难度很高的低压、大电流交流开关。

方案二：采用直流区域配电系统构成综合电力系统。设置2台2000kW/1000V高速整流发电机和2台2000kW/390V交流发电机，交流功率不足的部分由整流发电机经逆变器供给。该方案可以解决交流开关分断能力限制问题，但是由于难以采用合适的配电方式，系统极为复杂，同时面临交、直流2种系统中的困难：交流系统仍存在故障隔离差，难以实施模块化建造的缺陷;直流系统需要采用大功率逆变，并且需要解决大功率逆变器并联运行问题，如果采用变压器进行隔离/滤波，则会使逆变器的尺寸/重量相当可观。此外，原动机如何配置也面临两难：4台汽轮机的尺寸/重量较大，并且冷凝器难以设计;2台机则会使系统稳定性大为降低。

方案三：采用直流区域配电系统。全船设置2台4000kW/1000V高速整流发电机，向包括推进电机在内的全船负载供电。

4.2 系统方案

以舱室作为区域，每个区域都可以设置1台或多台区域配电模块，与直流干线进行连接，其原理相当于脉宽调制（PWM）式DC/DC变换器。功率电子器件采用绝缘门双极型晶体管（IG-BT），兼作区域故障保护。区域中还设置电力变换模块，完成DC/AC变换，用于驱动交流负载，并提供故障保护。重要负载采用两路供电，两路供电分别来自左舷和右舷干线，利用直流电的单向性，可以十分方便地实现自动切换。

大功率交流负载（50kW以上），主要有反应堆一回路循环泵、主循环泵、给水泵、制冷机、螺杆压气机、液压泵、海水泵等，传统上都是采用鼠笼式感应电机，只能定速运行。但是实际上，这些负载都有调速运行的需要，都希望能根据负载的情况对电机转速进行调节，而不是靠阀门来消耗多余的能量。因此可以给这些负载设置专门的电力变换模块，应用PWM技术将区域配电模块提供的直流电逆变成直接驱动电机的三相交流电，同时起到软启动、调速和保护的作用。也可应用永磁电机技术，采用启动、控制、保护、散热机电一体化的驱动方式。永磁电机的尺寸比传统电机小30%，其驱动部分可以和电机集成，不必占用额外的空间。如果采用热管、水冷等先进技术，还可进一步减少体积/重量。

小功率交流负载，无论是400Hz中频设备还是50Hz异步电动机，都可采用区域逆变器集中供电。与传统系统和方案二比较，可以取消交流主配电板、直流主配电板、可靠配电板、主变流机组、主变控制屏等大型电气设备，隔离滤波变压器的体积/重量大大减小，甚至可以取消。通过简化热力系统和电力系统的配置，足以换取区域配电模块和电力变换模块所需空间，且布置更为灵活。美、英等国的研究经验表明，基于现代电力电子技术的直流区域配电系统的全系统尺寸/重量明显低于传统的交流辐射式系统。

5.结束语

本文浅谈了部分船舶电气配电系统设计以及安装的参数分析及合理化建议，符合现代可持续科学性发展观，为电气学术领域提供有效资源，充分利用资源，合理的设计符合可持续发展的科学方针，希望在此基础上能够提出更多合理性意见和方案。

参考文献

[1]中国电机工程学会编供用电实用手册[M].辽宁科学技术出版社，2010，6.

[2]王士政编.工矿企业电气工程师[M].中国水利水电出版社，2002，9.

[3]刘介才编.供电工程师技术[M].机械工业出版社，2008，1.

[4]电力工业部西北电力设计院编.电力工程电气设备手册（电气一次部分）上、下册[M].中国电力出版社，2007，4.

[5]刘介才.工厂供电简明设计手册[M].机械工业出版社，2009，6.

作者简介：王森（1988—），男，山西运城人，硕士，现供职于海军驻上海江南造船（集团）有限责任公司军事代表室，研究方向：电力集成技术。

作者：王森 陈涛

大功率电力电子技术论文 篇3：

科华恒盛荣获中国IT市场年会两项殊荣

在2月20日结束的2014年中国IT市场年会中，厦门科华恒盛股份有限公司（以下简称“科华恒盛”）作为智慧电能领导者，荣获“2013-2014中国高端UPS市场年度成功企业”和“2013-2014中国数据中心基础设施创新整体解决方案”两项殊荣。

本届年会以“ 信息助力消费，数据提升价值”为主题，由赛迪顾问股份有限公司主办，汇集政府官员、知名学者、企业领袖、IT用户、金融投资专家和新闻媒体等700多名代表与会，共商产业发展大计，推动中国IT产业转型发展。

以大功率电力电子技术为基础的高端电源产品方案体系，是科华恒盛的核心竞争力之一。科华恒盛通过基于长期积累的行业知识库、专家团队和应用案例的高端集成技术，为工业、交通、金融、通信、政府、国防、教育、医疗、数据中心、电力等各行各业，提供高效可靠智能的、按需定制的行业级整体解决方案，实现行业和区域的全面覆盖，为客户设备提供值得信赖的高可靠电源保障。2013年科华恒盛凭借完善的产品和解决方案的整体优势，与四大国有银行、中国移动、中国电信、中国联通、石油化工等客户签订项目大单，因此荣获“中国高端UPS市场年度成功企业”实至名归。

科华恒盛获得“中国数据中心基础设施创新整体解决方案”是一个新亮点。2013年，科华恒盛凭借在数据中心领域提供优质的解决方案，在政府、金融等领域用户赢得了口碑以及业界专业人士的一致肯定和好评。

“能获此殊荣，是对科华恒盛2013年在数据中心领域工作的肯定。” 科华恒盛副总裁林清民在接受访问时表示，“2013年，科华恒盛在数据中心领域实现了新的突破，不仅中标多个大型运营商IDC项目，且为四川雅安、山东临沂等多个城市的云数据中心定向打造了整体解决方案。从2012年到2013年，我们加快了数据中心领域业务拓展的步伐，在巩固高端UPS电源市场地位的同时，融入公司核心专有技术的新能源产品方案，加快科华恒盛绿色数据中心整体解决方案产品线整合。从UPS到配电系统、从机柜到空调制冷系统，从市电到光伏新能源发电系统，从纯硬件系统到数据中心动环监控管理‘智’造，我们打造出科华恒盛特色‘云动力’绿色数据中心解决方案，为客户提供了全面、专业和更高品质的IDC基础架构服务平台。”

值得一提的是，科华恒盛近日携高端大功率UPS及蓄电池组开关柜等动力系统电源解决方案成功中标上海电信IDC建设项目。此次项目是科华恒盛2014年在通信领域开启的又一高端力作。科华恒盛根据项目单位的实际需求，结合通信数据中心机房供电安全环境按需定制，帮助客户制定了高效可靠的电源动力改造计划，为客户建设动力设备项目提供了基于其拥有的高端模块化UPS为核心的动力系统电源解决方案。该整体解决方案不仅在动力保障、节能降耗、降低运行成本等方面具有优异性能，并且在安装部署、运行维护、操作管理等方面都具有良好的表现。它不仅为机房日常安全稳定运行打造了稳固的动力平台，同时为数据中心建设动力设备应用提供了良好范例。

作为通信及IDC机房动力系统电源解决方案领导者，科华恒盛凭借26年电源研制经验，深入研究和高度匹配客户真实需求，提供按需定制的行业级高端电源产品解决方案。目前，科华恒盛在通信市场的大功率高端电源产品已全面覆盖三大运营商。

科华恒盛致力于打造国内数据中心物理基础架构平台解决方案领先品牌。2013年，科华恒盛已陆续完成鲁南中印（国际）软件园IDC、雅安城市云计算IDC、华北油田IDC、中国移动国际信息港IDC、上海移动IDC、上海电信IDC、广东电信IDC、泰安云计算IDC、国富瑞（福建）灾备IDC、景安IDC等多个大型IDC数据中心的项目，为科华恒盛“云动力”绿色数据中心解决方案的市场拓展创造了良好的环境，奠定了坚实的发展基础。

2014年是充满挑战与机遇的一年，面对云计算、大数据等新技术趋势的快速发展，科华恒盛将“云”集动力，为全球大数据、云计算快速发展，打造更多绿色数据中心物理基础架构平台解决方案。