云南现代职业技术学院
专科毕业论文
题目：变流技术在电力系统中的应用
姓 名：李 博 学 号：201230201004 专 业：电气自动化 指导老师：
年 月 日
声 明
本人郑重声明：所呈交的毕业论文，是本人在导师指导下，独立进研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
签名: 李博 日期: 2015年5月25日
目录
引言 .............................................................. 1 一、变流技术的概况 ................................................ 1
(一)电力电子变流技术是电力电子技术的一个研究方向................ 1 （二）目前我国在电力电子变流技术研究和应用上仍待解决的问题....... 1 二、电力电子技术的应用 ........................................... 1
（一） 整流电路（AC-DC）........................................ 1 （二）逆变电路（DC-AC） ..................................... 2
1．水力发电的有效功率....................................... 2 2 . 发电厂风机水泵的变频调速................................ 2 3 . 太阳能发电控制系统...................................... 2
三、电力电子技术在电力系统中的应用 ............................... 3
（一）发电环节中的应用.......................................... 3 （二） 输电环节中的应用......................................... 3 （三） 配电环节中的应用......................................... 3 结束语 ............................................................ 3 致谢 .............................................................. 4 【参考文献】 ...................................................... 4
题目：变流技术在电力系统中的应用
摘要: 电力电子变流技术在电力系统中的应用非常广泛，发达国家在用户
最终实用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。
关键词: 电力电子 变流技术 电力系统 应用
引言
电力电子技术理论是建立在电子学、电力学和控制学三个学科基 础之上的一门新型学科，随着该技术的不断发展，它已广泛的用于交 通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。本文主要介绍了电力电子技术在电力系统中的运用
一、变流技术的概况
电力电子技术，又称功率电子技术，服务于以电力半导体器件及“变频技术”为核心的电力电子行业，是20世纪后期诞生和发展起来的一门崭新的技术，主要研究各种电力电子器件，以及这些电力电子器件所构成的各种各样能高效地完成对电能的变换和控制的电路或装置。作为一门新兴学科，电力电子技术是以电力为研究对象的电子技术，它利用各种电力电子器件和控制技术对电能（包括电压、电流、频率和波形等）控制和变换。
(一)电力电子变流技术是电力电子技术的一个研究方向
其在可再生能源发电方面应用广泛。可再生能源主要包括风能、太阳能、生物和地热能等。各种能源由于其转化为电能的方式不同，将其送入电网时必须要用变流技术按用户的要求对其进行调整和控制。大部分可再生能源产生的能量通常是不稳定的，在并网时都需要加以控制和调节，同时将尽可能多的有功能量送入电网，其中的能量变换、储存、发电机控制和并网控制等过程都离不开电力电子技术，特别是大功率变流技术。
（二）目前我国在电力电子变流技术研究和应用上仍待解决的问题 （1）大功率变流器制造技术水平较低，装置可靠性差；
（2）高性能大功率变流装置之前几乎全部依靠进口，需要突破关键技术实现国产化。
二、电力电子技术的应用
电力电子变流技术共有四大块，即整流电路（AC-DC）、逆变电路（DC-AC）、交流调压电路（AC-AC）、斩波电路（DC-DC）。它们在电力系统的各个环节起着举足轻重的作用尤其是自20 世纪80 年代，柔性交流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下介绍四大电路在电力系统中的作用。
（一） 整流电路（AC-DC）
整流电路是电力电子电路中出现在最早的一种，广泛用于电能的 变换电路，其作用是将交流电变换成大小可以调节的直流电，为直流 用电设备供电，如电
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炉的温度控制、直流电机的转速控制、同步发电机的励磁调节控制、电镀及电解电源控制等。用于大型发电机的静止
励磁控制中，由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。用于输电环节，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。
随着大功率全控性电力电子期间的诞生和发展，整流电路通过多 相整流方式改变了输出电压的脉动频率，使得输出电压基本实现了无 脉动。通过对控制角的调节和功率因数的补偿环节，使得输出电压最 大可能的提供给负载，减少电能在转换过程中的能量损失。
（二）逆变电路（DC-AC）
电力系统中的逆变通常指的是无源逆变，即将直流电转换成负载 所需要的不同频率和电压值的交流电，通常称为逆变器。主要用于蓄 电池、干电池、太阳能电池、交流电动机调速、不间断电源、感应加热电源等。其核心部分都是逆变电路。逆变电路经常和变频的概念联系在一起。
1．水力发电的有效功率
取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组)，机组的最佳转速亦随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。
2 . 发电厂风机水泵的变频调速
发电厂的厂用电率平均为8%，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并有完整的系列产品， 但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。
3 . 太阳能发电控制系统
开发利用无穷尽的洁净新能源——太阳能，是调整未来能源结构的一项重要战略措施。大功率太阳能发电，无论是独立系统还是并网系统，通常需要将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电，所以具有最大功率跟踪功能的逆变器成为系统的核心。日本实施的阳光计划以3～4kW 的户用并网发电系统为主，我国实施的送电到乡工程则以10～15kW 的独立系统居多， 而大型系统有在美国加州的西门子太阳能发电厂(7.2MW)等。
交流调压电路是指将一种形式的交流电转换成另一种形式的交流电的电路，可以改变相关的电压、电流、频率和相数等。交流调压电路除了在电力系统的发电环节、输电环节、配电环节中有桌广泛的应用而外，在高压电器中也起着重要的作用。常规电磁式开关在断开负载电路时往往有电弧产生，触头已烧损，开断时间长；在运行过程中有噪声污染环境，机械寿命收到限制等等。由电力电子器件组成的交、直流开关具有无触头、开关速度快、使用寿命长等优点。交流调压电路无需另加环流电路，所以电路简单，调整方便。但其含有较严重的谐波分量，不过对于加热炉、电光源、小容量电动机等惯性较大的负载，谐波对工作的影响较小。异步电动机的软起动装置也属于交流调压电路的一种应用，应当注意的是，软起动装置不仅在电动机起动或制动时可以起电压调节作用，在电动机运行中也可以适当调节加于电动机上的电压，使电动机上实际工作电压得到优化和保持。
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