现代电力电子技术绪论课件.ppt

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1、现代电力电子技术上海电力学院电子教研室绪论2021/7/271本章主要内容0.1电力电子技术的主要内容0.2电力电子技术的应用及其热点0.3现代电力电子技术的特点0.4大容量电力电子应用系统中的关键技术绪论2021/7/2720.1电力电子技术的主要内容绪论★电力电子技术的定义电力电子技术的Newell定义:电力电子技术是横跨在电子学、电力学及控制学之间的边缘学科。1974年，第四届国际电力电子会议,W.Newell定义2021/7/2730.1电力电子技术的主要内容绪论★电力电子技术的定义几乎覆盖了所有电工及电气学科，体现了电力电子技术是一门多学科相互渗透的综合性技术学

2、科。1980年前后，美国著名电力电子技术专家B.K.Bose教授新定义2021/7/2740.1电力电子技术的主要内容绪论★电力电子技术的定义电力电子技术是有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析开发工具，实现对电能的有效变换和控制的技术，包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。美国电气和电子工程师协会（AmericanInstituteofElectricalEngineers——AIEE，1884年成立）的电力电子学会（PowerElectronicsSociety——PELS）对电力电子技术的描述为:2021/7/2750.1电力电子技术的主要内容均用半

3、导体制成，故也称电力半导体器件电力电子技术——应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术数百MW甚至GW，也可小到数W甚至1W以下绪论★电力电子技术的定义2021/7/276★四类基本电力变换交流(Altive)和直流(Directive)两种输出交流直流直流交流整流AC——DC直流斩波DC——DC交流电力控制变频、变相逆变DC——AC输入AC——AC绪论0.1电力电子技术的主要内容2021/7/277★电力电子技术两个分支:●变流技术（电力电子器件应用技术）电力电子技术的核心，理论基础是电路理论●电力电子器件制造技术电力电子技术的基础，理论基础

4、是半导体物理绪论★电力电子技术与电气工程的关系：电力电子技术广泛用于电气工程中高压直流输电、静止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、电解、励磁、电加热、高性能交直流电源等电力系统和电气工程通常把电力电子技术归属于电气工程学科一级学科电力电子与电力传动，五个二级学科之一电力系统及其自动化、电机与电器、高电压与绝缘技术、电工理论与新技术2021/7/278★电力电子系统组成绪论0.1电力电子技术的主要内容2021/7/279绪论0.2电力电子技术的应用及其热点3）电力系统电力电子技术广泛应用于：4）电子装置用电源5）家用电器2）交通运输1）一般工业6）其他2021/7/2

5、710绪论0.2电力电子技术的应用及其热点电力电子技术在电气工程领域呈现四大应用热点：1、电气节能2、新能源发电3、电力牵引4、智能电网2021/7/2711绪论0.2电力电子技术的应用及其热点1、电气节能变频调速有源滤波电能质量主要内容采用电力电子变频器作为电机驱动电源2021/7/2712绪论0.2电力电子技术的应用及其热点1、电气节能变频调速电机系统“十一五”节能规划目标：电机系统运行效率提高2%,年节电200亿kWh，相当于两个三峡电站发电量。风机、水泵、压缩机等驱动电机调速运行,效率可提高15%~30%。在冶金、电力、煤炭、石油石化、轻工业等工业应用中,各类电动

6、机总装机容量约为4.2亿kW,年耗电1万亿kWh以上,约占全国工业用电量的60%以上,其节能量是相当可观的。目前在低压电机系统中,约有30%采用了变频调速技术,高压电机系统中有约15%采用了变频调速技术。2021/7/2713绪论0.2电力电子技术的应用及其热点2、新能源发电截止2008年底,全国高校电力电子与电力传动学科95%以上都开展了有关新能源发电中的电力电子应用技术的研究。新能源发电已经成为电力电子技术的主要应用领域。典型的光伏发电系统框图2021/7/2714绪论0.2电力电子技术的应用及其热点2、新能源发电截止2008年底,全国高校电力电子与电力传动学科95%

7、以上都开展了有关新能源发电中的电力电子应用技术的研究。新能源发电已经成为电力电子技术的主要应用领域。典型的双馈式风力发电系统目前国际风力发电市场的主流机型就是使用双馈绕线式发电机的风力发电机组所谓双馈——双端口馈电，就是定子跟转子都可以发电，互相切割磁感线。双馈电机必须配合变频器使用。变频器给双馈电机的转子中施加转差频率的电流进行励磁，调节励磁电流的幅值、频率、相位，实现定子恒压恒频输出。并网型风力发电系统要求机组输出的有功功率能追踪风力机所能捕获的最大风能，调节有功功率可通过调节风电机组的转速，使风力机运行在最佳叶尖速比，进