2022年《电力电子技术》学习心得

1、电力电子技术学习心得电力电子技术关于新能源的利用 通过这学期十几周的学习,我对电力电子学有了简洁地 明白；采纳半导体电力开关器件构成各种开关电路,按肯定 的规律,周期性地,实时、适式的掌握开关器件的通、断状 态,可以实现电子开关型电力变化和掌握；这种电力电子变 换和掌握,被称为电力电子学或电力电子技术；至于,什么事电力电子, 强电与弱电的联系是什么,它有什么用途等等；这些都将是我们这门课程的需要解决的主要问题和传达给 我们的学问和要点,通过这门课的学习我们队这些问题都将 会有一个比较深刻的懂得和学习,为我们以后的学习和工作 都会有肯定的基础积存；这门课程虽说学问考查课,但是它 的作用是非同平常

2、的,它帮忙我们学习弱电的同学们更好的 懂得和把握我们本专业所需要学习和把握的主要学问,同时 它又帮忙我们加深我们专业与强电专业的差别以及联系,让 我们在看到两种之间的差别的同时又让我们明白两者之间 的联系和交叉；为我们的学问盲区划清界限,同时也为我们 的专业查找了另一个出路和用途为我们以后的学习方向和 工作供应了肯定的方向和出路；所以说这门课程所供应我们 的不仅仅学问课本上的那一点点学问要点,更珍贵的事它为 我们供应了很多我们在自己专业上以及以后工作的道路上的方向；它就像一盏指明灯一样,虽只是星星点灯,但它却 为我们的前进方向指明白航行的方向,起到的作用是特别巨 大的；这也就是为什么说虽说它只

3、是一门考查课但却特别重 要的课程；如今,关于电力电子有关新能源的利用的话题越来越热 烈,有关新能源的利用有很大的前景和客观的效益；世界能源结构正在发生庞大的变革；以资源有限、污染 严峻的石化能源为主的能源结构将逐步转变为以资源无限,清洁洁净的可再生能源为主的多样性,复合型的能源结构；太阳能作为一种新兴的绿色能源,以其永不枯竭、无污染、不受地域资源限制等优点,正得到快速的推广应用；随着太阳能光伏发电应用的进展,太阳能光伏发电已经 不再只是作为偏远无电地区的能源供应,而是向逐步取代常 规能源的方向进展；在国外,并网发电逐步成为太阳能光伏 发电的主要应用领域,太阳能光伏产业已经逐步形成,并持 续高速

4、进展；目前国外并网逆变器技术进展特别快速；目前的争论主要集中在空间矢量PWM技术、数字锁相掌握技术、数字DSP掌握技术、最大功率点跟踪和孤岛检出技术,以及综合考虑 以上方面的系统总体设计等；国外的有些并网逆变器仍设计同时具有独立运行和并网运行功能；国内太阳能光伏应用仍以独立供电系统为主,并网系统就刚刚起步；目前国内自主研制的并网逆变器存在有系统运行不稳固,牢靠性低的弱 点; 且爱护措施不全,简洁引起事故,与建筑一体化等问题 也没有得到很好考虑；于太阳能电池只能在白天光照条件下输出能量,依据负 载需要,系统一般选用铅酸蓄电池作为储能环节来供应夜间 所需电力；整个光伏系统太阳能电池、蓄电池、负载和

5、掌握 器组成；虚线框中部分即为系统掌握部分的结构框图,一般充电电路、放电电路和状态掌握电路 1 3 部分组成；系统各部分容量的选取协作,需要综合考虑成本、效率 和牢靠性；随着光伏产业的快速进展,太阳能电池的价格正 在逐步下降,然而它仍是整个系统中最昂贵的部分；它的容 量选取影响着整个系统的成本；相比较而言,蓄电池价格较 为低廉,因此可以选取相对较大容量的蓄电池,尽可能充分利用太阳能电池所发出的功率；另外,在与负载容量协作时,应当考虑到连续阴天的情形,对系统容量留出肯定裕度；与独立供电的光伏系统相比,并网系统一般都没有储能 环节,直接并网逆变器接太阳能电池和电网；并网逆变器的 基本功能是相同的；

6、那就是,在太阳能电池输出较大范畴内 变化时,能始终以尽可能高的效率将太阳能电池输出的低压 直流电转化成与电网匹配的沟通电流送入电网；太阳能电池 输出的大范畴变动,主要缘由是白天日照强度的变化,范畴在 200W/m2到 1000W/m2之间 . 通过回忆在这门课程学习到的学问,我们科一更加清晰 的明白它的重要和作用；在第一章电力电子变化和掌握技术 导论的学习中,我明白了电力电子学科的形成、四类基本的 开关型电力电子变换电路、两种基本的掌握方式、两类应用领域,以及电力电子变换器的基本特性；经过这一章的学习,我对电力电子变换和掌握技术有了一个全貌的熟悉；接下来 的一章里学习了各类半导体电力开关器件的

7、基本工作原理和静态特性；然后又学习了直流- 直流,直流 - 沟通,沟通 -直流,沟通 - 沟通四类电力电子变换的工作原理和特性以及 电力电子变换器中的帮助元器件和系统,仍分析了开关器件 的开通关断过程和各种缓冲器,以及电力电子变换电路的两 类典型应用：多级开关电路组合型沟通、直流电源和电力电 子开关型电力补偿、掌握器等；在这学期的学习中,我们学习到了很多有用得学问和技 巧,同时我们在老师的指导下仍尝试了多种新的学习方法,PPT重点总结、自主学习后课堂讲解等,例如分组学习并做 这些方法都大大的调动了我们课下学习的积极性,课前的预 习也使我们上课时能更好的懂得以及吸取学科学问,更重要 的是通过相关

8、试验课的学习和积存加深了我们相关课程和 学问的映像,也为我们的学问储备加深了更加深的一笔储 备,而且通过实践把握了这门课的把握的要点,更是提升了我们处理和分析的才能,通过自己搭建电路,调试电路以及 分析电路的试验结果为我们进一步把握电学学问的要点加 深了更加有力的学问储备；太阳能光伏发电是当今备受瞩目的热点之一,光伏产业 正以年均增长量 40%的速率进展；太阳能光伏发电装置主要有光伏电池模块和逆变器构 成；光伏逆变器按是否采纳隔离方式,可分为工频隔离的光 伏逆变器、高频隔离的光伏逆变器和非隔离光伏逆变器；工 频变压器隔离的光伏逆变器是目前较常用的结构,具有安全 性高,可以防止逆变器输出的直流偏

9、置电流注入电网,但存 在工频变压器体积大、笨重的问题；工频隔离的光伏逆变器 效率约在 94%96%之间；2 高频隔离的光伏逆变器一般通过前级DC/DC变换器实现高频隔离,如图 1a 所示；它具有高频隔离变压器体积小、重量轻的特点；隔离 DC/DC变换器电路有全桥移相 DC/DC变换器,双正激 DC/DC变换器等；于引入隔离 DC/DC变换器,将引起 3-4%效率损耗；高频隔离的光伏逆变器整体效率在93-95%；非隔离的光伏逆变器具有功率密度高、整机效率高的特点；目前,非隔离光伏逆变器效率已高达%；非隔离光伏逆变器又可分为单级结构、两级结构；单级结构中,光伏模块的输出电压必需与电网电压相匹配,因

10、此单级结构对光伏阵 列的额定电压等级有较苛刻的要求,但在大功率光伏系统中 不成为问题；两级结构中,光伏模块的输出第一通过前级 DC/DC变换器升压,再送入逆变器；两级结构对光伏模块的 额定电压等级的要求比较宽松,因此在小功率光伏系统中较 受青睐；非隔离光伏逆变器越来越得到广泛应用,在欧洲约 占 80%市场,在日本约占 50%市场；于非隔离光伏逆变器中,光伏模块与电网之间没有电气隔离, 需特别考虑安全性问题；图 2 为一个非隔离并网光伏逆变器示意图； 图 2a 所示, 光伏电池硅片与接地框架之间 存在寄生电容；对于单晶体硅光伏电池,寄生电容约为50150nF/kWp,对于薄膜光伏电 5 池,约为

11、 1 F/kWp；图 2b 为考虑 PV寄生电容光伏系 统模型, Cpv 为光伏模块等效对地寄生电容；逆变器 调制将在 Cpv 两端引起的高频电压,造成地电流；寄生电容 Cpv 的大小与光伏阵列的框架结构有关,光伏电池表面及间 距、框架结构、天气条件、湿度、掩盖于光伏阵列表面的尘 埃；地电流对人造成安全隐患,也造成电磁干扰；因此,对于非隔离光伏逆变并网系统,引起的地电流问题；需要抑制光伏模块寄生电容地电流与光伏阵列输出端电压波动的幅度及频率亲密相关,即与逆变器拓扑及开关策略的挑选有关；地电流抑制 有多种方法,主要有采纳特别的并网逆变拓扑和 PWM调制方 法、在沟通侧安装共模电抗器、有源地电流抑

12、制电路；我们都知道,随着大功率半导体开关器件的创造和变流 电路的进步和进展,产生了利用这类器件和电路实现电能变 换与掌握的技术电力电子技术；电力电子技术横跨电 力、电子和掌握三个领域,是现代电子技术的基础之一,是 弱电子对强电力实现掌握的桥梁和纽带,已被广泛应用于工 农业生产、国防、交通、能源和人民生活的各个领域,有着 极其宽阔的应用前景,成为电气工程中的基础电子技术；电力电子的产生, 上世纪五十岁月未第一只晶闸管问世,电力电子技术开头登上现代电气传动技术舞台,以此为 基础开发的可控硅整流装置,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和掌握从旋转变流机组和静止离子变流器进 入电力电子器件构成的变

13、流器时代；这标志着电力电子的诞 生；第一代电力电子器件, 进入 70 岁月晶闸管开头形成低电压小电流到高电压大电流的系列产品,它们是一般晶闸管不 能自关断的半控型器件,被称为第一代电力电子器件；第 二代电力电子器件 , 随着电力电子技术理论争论和制造工艺 水平的不断提高,电力电子器件在容量和类型等方面得到了 很大进展,是电力电子技术的又一次飞跃,先后研制出大功率双极型晶体管GTR,门极可关断晶闸管GTO,功率MOSFET等自关断全控型其次代电力电子器件；3 第三代电力电子器件, 以绝缘栅双极型晶体管IGBT 为代表,开头向大容量高频率、响应快、低损耗方向进展；现代电力电子时代, 八十岁月末期和

14、九十岁月初期进展起来的、以功率 MOSFET和 IGBT 为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件, 说明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代；电力电子器件正朝着标准模 块化、智能化、功率集成的方向进展；在国际上电力电子技 术是竞争最猛烈的高新技术领域；功率半导体器件是电力电子电路的基础,通过学习把握 了多种电力电子器件的工作原理、基本特性、主要参数等内 容；其中包括功率二极管、大功率晶体管、晶闸管、场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管等；整流管是电力电子器件中结构最简洁, 应用最广泛的一种器件；目前已形成一般型,快复原型和肖特基型三大系列产品,电力整流管对改善各种电力电子电路

15、的性能,降低电路损耗和提高电流使用效率等方面都具有特别重要的作用；单相整流电路可分为单相半波电路和单相桥式电路；单相整流电流电路比较简洁、成 本也低、掌握便利,但输出电压波形差,谐波重量较大,使 用场合受到限制；多相整流电路以三相整流电路为主；三相整流电路也可 分为三相半波和三相桥式电路；三相整流电路输出直流电压 波形较好,脉动小；因此它应用较广,特别是三相桥式整流 电路在直流电机拖动系统中得到了广泛应用；多相整流电路 通常在大功率整流装置中应用；依据负载性质又可分为电阻性负载、电感性负载、反电动势负载和电容性负载； a. 阻性负载：负载为电阻时,输出电压波形与电流波形外形相同,移相掌握角较大

16、时,输出 电流会显现断续；b. 电感性负载：负载有电感和电阻,以电感为主时,于 电感有维护电流导通的才能,当电感数值较大时,输出直流 电流可连续而且基本保持不变；c. 反电势负载：即负载中有反电势存在；如蓄电池充电 为反电势电阻性负载,直流电机拖动系统为反电势电感性负载；反电势越大,晶闸管导通角越小； d. 电容性负载一般在变频器、不间断电源、开关电源等场合使用；可控整流电路的工作原理、特性、电压电流波形以及电 量间的数量关系与整流电路所带负载的性质亲密相关,必需 依据负载性质的不同分别进行争论；然而实际负载的情形是 复杂的,属于单一性质负载的情形是很少,往往是几种性质 负载的综合,所以在分析

17、时仍要依据具体情形进行具体区分 争论；在学习整流电路过程中,依据沟通电源的电压波形、功率半导体器件的通断状态和负载的性质,分析电路中各点 的电压、电流波形,把握整流电压和移相掌握的关系；把握 了电路中的电压、电流波形,也就把握了电路的工作原理；逆变：在生产实际中除了需要将沟通电转变为大小可调 的直流电供应负载外,经常仍要将直流电转换成沟通电,即逆变过程； 变流器工作在逆变状态时,如沟通侧接至电网上,直流电将被逆变成与电网同频的沟通电并反馈回电网,由于 电网有源,就称为有源逆变；有源逆变是整流电路在特定条 件下的工作状态,其分析方法与整流状态时相同,在直流电 机拖动系统中可通过有源逆变将直流电机

18、的能量传送到电 网；4 当前 , 电力电子作为节能、自动化、智能化、机电一体 化的基础 , 正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品 性能绿色化的方向进展；现代电力电子技术的进展方向 , 是 从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学 , 向以高频技 术处理问题为主的现代电力电子学方向转变；电力电子技术的创新与电力电子器件制造工艺改进,已 成为世界各国工业自动化掌握和机电一体化领域竞争最激 烈的阵地,各个发达国家均在这一领域注入极大的人力,物 力和财力,使之进入高科技行业,就电力电子技术的理论研 究而言,目前日本、美国及法国、荷兰、丹麦等西欧国家可以说是齐头并进,在这些国家先进的电力电子技术不

19、断开发 完善,促进电力电子技术向着高频化迈进,实现用电设备的 高效节能,为真正实现工控设备的小型化,轻量化,智能化 奠定了重要的技术基础,也为电力电子技术的不断拓展创新 描画了宽阔的前景；而我国开发研制电力电子器件的综合技 术才能与国外发达国家相比,仍有较大的差距,要进展和创 新我国电力电子技术,并形成产业化规模,就必需走有中国 特色的产学创新之路,即牢牢坚持和把握产、学、研相结合 的方法走共同进展之路 本人对这门课程开头就是心怀重视态度对待它,奈何一 看教学模式竟然是考查,然后又见到旁边那么多的同学都是 实行消极的态度,所以本人的态度也是一落千丈,至此就是 心情好时就听老师讲,心情不好抑或是

20、有其他比较好玩的事 情的时候就干自己的事情去了,虽然有时也会忌惮于老师的 发威而艰巨的将眼睛往黑板上挪,但心中始终想的是自己的 事情,好了,废话不扯了,仍是说正事吧,以下就是我本人 对电力电子的一些想法和懂得以及从网上明白的相关应用,当然这些仅仅只是从我听了课的那几次课来介绍,其他没有 介绍的请见谅 缘由就不多说了哈 ；第一说明一下,什么是电力电子技术；书本上如是说：电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术；我懂得是,就是强电模块的电力和弱电模块的电子相结合从而形成的一门新兴技术,主要是电力学,电子学以及掌握理论三个学 科相互交叉相互补充而成的,已经成为现代电气工程与自动 化专业不行缺少的一门

21、专业基础课程；然后就是介绍一些相 关的但是比较重要的电力电子器件；第一是种类：其中器件 的典型代表就是晶闸管,谈到晶闸管必需争论一下这原件的 两个主要功能：整流和续流；我只介绍关于整流方面的相关类容；经过我的听课,整 流电路是电路中保证稳固的一个必要因素,也是不行缺少的 因素,于可控元件的不同导致导通角和关断角都会不一样,至于工作原理,波形以及管压降就请自行查阅相关书本；整 流电路中存在几种特别的状态依次是：逆变；整流以及无环 流；整流电路又可以分为几种类型分别是：单相半波整流电 路、单相桥式全控整流电路、单相全波可控整流电路、单相 桥式半控整流、电路三相半波可控整流电路、三相桥式全控 整流电

22、路,其中整流电路的负载又有以下三种：电阻、阻 感、5 反电势；下面仅仅附上最简洁的单相半波可控整流电路 的电路原理图,其他相关波形请查阅书本；除了整流电路之外,比较重要的电力电子概念就是斩波 电路,斩波,顾名思义就是将波形斩断,做到输出可调,其 中的直流斩波电路又有升压和降压两种；牵涉到的相关参数有平均电压、电流的运算、占空比等等；本课程中对于复合 / 多重多相斩波电路不作要求；整流电路和斩波电路之外仍 有逆变电路；所谓逆变电路就是将直流转变为沟通的相关电 路,同时要区分无源逆变电路和有源逆变电路的异同点,逆 变电路的基本工作原理、主要用途、换流方式具体细节参照 书本,逆变电路中可以分为电压型

23、逆变电路、电流型逆变电 路；具体电路图于篇幅限制不在此介绍；当然对于某个电路 我们要能够区分这是整流电路仍是逆变电路,关键就是看电 流是有直流变为沟通仍是沟通变为直流,前者我们称为逆 变,后者称为整流；谈完这些,最终不能落下的就是PWM掌握技术,于本人对这个不是很明白,一下只是简洁介绍一下相关事情,PWM掌握的基本原理是面积等效原理,而 度按正弦规律变化而和正弦波等效的SPWM波形脉冲宽 PWM波形； PWM掌握方法有运算法、调制法 和跟踪法等三种方法；当然我们也必须知道单极性和双极性 谐波消去法的原理；PWM 调制有什么区分以及明白特定以上只是依据书本上的大致内容叙述了一下我所明白 到的学问

24、点,下面我将主要从电力电子技术在各个领域特别 是电力系统领域的应用,当然,限于本人的水平,我只能粗 浅的谈谈大致的应用,具体的以及相关原理应用请读者自行 查询相关书籍；异步电机变频调速系统、混合动力汽车、不间断电源、电池充电器、感应加热炉、变速恒频风力发电等相关设备都 是应用了有关的电力电子技术,而电力电子在电力系统中的 应用就是可以细分很多方面,简洁的说光伏发电接口超导储 能、有源电力滤波器、静止无功补偿、静止无功发生器、高 压直流输电、敏捷沟通输电系统,于本人在本学期同时选修 了电力系统经济技术讲座,在这课程当中,老师着重介绍的 柔性发电技术同样是电力电子技术的重要应用方面；比如说 高压直

25、流输电、静止无功补偿、静止无功发生器、有源电力 滤波器、晶闸管掌握串联电容装置、次同步振荡阻尼器、晶闸管掌握相角调剂器、统一潮流掌握器；静止调相机、 晶闸管掌握动态制动器、在这里我们介绍的已经够多了,我的懂得,所谓电力电 子技术,简洁的说就是强电与弱电的结合,其中既有强电的 学问要点,同时也有弱电的很多内容,这门学科是强电与弱 电的最好的结合的事例；原本强弱电本不分家的,在这里我 们可以清晰的看到强电与弱电的相互联系,对比分析以及两 者之间的差别,正所谓万事万物本都相互联系,没有什么事 物是肯定的独立的；通过学习这门课程,教会我们在对待任 何事物的时候都应当怀抱一个发散及联想的思维模式,学会

26、去看待不同事物之间的差别以及联系对我们发觉事物的本 质和把握更深的学问有着特别重要的作用和成效；6 从 1957 年第一台风力发电装置产生到现在,风力发电 系统已经从传统的恒速恒频风力发电系统进展到现在的变速恒频风力发电系统,显现的主要结构如图3 所示；基于普通异步电机的恒速恒频风力发电系统,其结构简洁,设计成 熟,在现在的风电场上仍广泛应用,但需额外安装无功补偿 装置,存在机械应力大等缺点；变速恒频结构类型,基于调 节绕线电机转子侧电阻来实现小范畴转速的调剂,其调速范围是同步转速以上0-10%；现在风电场的主流机型变速恒频双馈风力发电系统；该系统转子侧通过变流器与电网相连,变流器容量为发电容

27、量的30%,定子侧直接与电网相连；定子和转子都可以向电网输送能量；可以工作在同步转速的30%的范畴之内；在并网发电时都能够实现最大功率点跟踪 掌握,有效的提高了风能利用率；同时能够对定子侧的有功 功率和无功功率实现独立掌握,在电网产生电压跌落故障时 可以给电网供应无功支撑；变速恒频直驱风力发电系统,代 表了风力发电系统将来的进展方向,这种结构显著的优点是 可以简化齿轮箱或者取消齿轮箱,因此能够显著削减机械故 障；也可以便利实现无功支撑；过去,电网故障时一般实行 风力发电装置脱离电网进行爱护的方案,但随着风电发电容 量的比重日益增长,这种处理方法可能造成电力系统故障的 扩大,危害电力系统的安全运

28、行；针对这种情形,德国、丹麦等一些风电进展成熟的国家都出台了风电并网的规范,要 求风力发电装置在电网电压跌落时,具有电网无功支撑功 能,即低电压穿越 LVRT ；图 4 为德国 E-ON 低电压穿越的 要求, 阴影部分为要求供应无功支撑,而且每跌落 1%电网电 2%的无功电流,直到供应 100%无功 压,需要供应额定电流 电流； ABB、GE等制造的双馈变流器具备低电压穿越功能；随着近期国家新能源振兴规划的提出,风电装机容量在 将来将大幅度增长,将在全国电力容量中占有可观的比重,因此我国也必要制定风电低电压穿越规范；低电压穿越技术 的争论开发已引起国内同行的重视；在整个双馈风力发电中,从电力电

29、子领域提高整机效率 的环节主要有两个方面：通过对双馈电机的优化掌握,减小 电机的损耗,进而实现整体效率的提高；通过对变流器结构 的优化挑选,使用高效率的变流器拓扑结构来提高整机的效 率；目前风电大功率变流器装置中一般采纳比较成熟的两电 平六开关背靠背变流器,通过争论多电平技术和软开关技术 在提高变流器效率方面也有很重要的意义；目前风电装置主流采纳690V 等级,该电压等级严峻落后风电装置的大容化的快速进展的步伐；造成电缆的材料耗费、损耗的增加；图5 是采纳三电平BTB变流器 5MW风电装置；最终我再次也期望通过这篇总结来表达自己对知道老师的感谢之情,感谢您的不懈努力和耐心指导,才使得我再 这次

30、的试验过程中收成的这么多,也正式您的不吝教导才使 得我们在这次试验中学习和收成了很多的有用的学问和技 巧,我信任在以后的学习或者工作中肯定有其用武之地；过 多的感谢无以言表,万分感谢,至此敬礼！7 电力电子技术关于新能源的利用 通过这学期十几周的学习,我对电力电子学有了简洁地 明白；采纳半导体电力开关器件构成各种开关电路,按肯定 的规律,周期性地,实时、适式的掌握开关器件的通、断状 态,可以实现电子开关型电力变化和掌握；这种电力电子变 换和掌握,被称为电力电子学或电力电子技术；至于,什么事电力电子, 强电与弱电的联系是什么,它有什么用途等等；这些都将是我们这门课程的需要解决的主要问题和传达给

31、我们的学问和要点,通过这门课的学习我们队这些问题都将 会有一个比较深刻的懂得和学习,为我们以后的学习和工作 都会有肯定的基础积存；这门课程虽说学问考查课,但是它 的作用是非同平常的,它帮忙我们学习弱电的同学们更好的 懂得和把握我们本专业所需要学习和把握的主要学问,同时 它又帮忙我们加深我们专业与强电专业的差别以及联系,让 我们在看到两种之间的差别的同时又让我们明白两者之间 的联系和交叉；为我们的学问盲区划清界限,同时也为我们的专业查找了另一个出路和用途为我们以后的学习方向和 工作供应了肯定的方向和出路；所以说这门课程所供应我们 的不仅仅学问课本上的那一点点学问要点,更珍贵的事它为 我们供应了很

32、多我们在自己专业上以及以后工作的道路上 的方向；它就像一盏指明灯一样,虽只是星星点灯,但它却 为我们的前进方向指明白航行的方向,起到的作用是特别巨 大的；这也就是为什么说虽说它只是一门考查课但却特别重 要的课程；如今,关于电力电子有关新能源的利用的话题越来越热 烈,有关新能源的利用有很大的前景和客观的效益；世界能源结构正在发生庞大的变革；以资源有限、污染 严峻的石化能源为主的能源结构将逐步转变为以资源无限,清洁洁净的可再生能源为主的多样性,复合型的能源结构；太阳能作为一种新兴的绿色能源,以其永不枯竭、无污染、不受地域资源限制等优点,正得到快速的推广应用；随着太阳能光伏发电应用的进展,太阳能光伏

33、发电已经 不再只是作为偏远无电地区的能源供应,而是向逐步取代常 规能源的方向进展；在国外,并网发电逐步成为太阳能光伏 发电的主要应用领域,太阳能光伏产业已经逐步形成,并持 续高速进展；目前国外并网逆变器技术进展特别快速；目前的争论主要集中在空间矢量PWM技术、数字锁相掌握技术、数字DSP掌握技术、最大功率点跟踪和孤岛检出技术,以及综合考虑 以上方面的系统总体设计等；国外的有些并网逆变器仍设计同时具有独立运行和并网运行功能；国内太阳能光伏应用仍以独立供电系统为主,并网系统就刚刚起步；目前国内自 主研制的并网逆变器存在有系统运行不稳固,牢靠性低的弱 点; 且爱护措施不全,简洁引起事故,与建筑一体化

34、等问题 也没有得到很好考虑；于太阳能电池只能在白天光照条件下输出能量,依据负 载需要,系统一般选用铅酸蓄电池作为储能环节来供应夜间 所需电力；整个光伏系统太阳能电池、蓄电池、负载和掌握 器组成；虚线框中部分即为系统掌握部分的结构框图,一般充电电路、放电电路和状态掌握电路 1 3 部分组成；系统各部分容量的选取协作,需要综合考虑成本、效率 和牢靠性；随着光伏产业的快速进展,太阳能电池的价格正 在逐步下降,然而它仍是整个系统中最昂贵的部分；它的容 量选取影响着整个系统的成本；相比较而言,蓄电池价格较 为低廉,因此可以选取相对较大容量的蓄电池,尽可能充分利用太阳能电池所发出的功率；另外,在与负载容量

35、协作时,应当考虑到连续阴天的情形,对系统容量留出肯定裕度；与独立供电的光伏系统相比,并网系统一般都没有储能 环节,直接并网逆变器接太阳能电池和电网；并网逆变器的基本功能是相同的；那就是,在太阳能电池输出较大范畴内 变化时,能始终以尽可能高的效率将太阳能电池输出的低压 直流电转化成与电网匹配的沟通电流送入电网；太阳能电池 输出的大范畴变动,主要缘由是白天日照强度的变化,范畴 在 200W/m2到 1000W/m2之间 . 通过回忆在这门课程学习到的学问,我们科一更加清晰 的明白它的重要和作用；在第一章电力电子变化和掌握技术 导论的学习中,我明白了电力电子学科的形成、四类基本的 开关型电力电子变换

36、电路、两种基本的掌握方式、两类应用领域,以及电力电子变换器的基本特性；经过这一章的学习,我对电力电子变换和掌握技术有了一个全貌的熟悉；接下来 的一章里学习了各类半导体电力开关器件的基本工作原理和静态特性；然后又学习了直流- 直流,直流 - 沟通,沟通 -直流,沟通 - 沟通四类电力电子变换的工作原理和特性以及 电力电子变换器中的帮助元器件和系统,仍分析了开关器件 的开通关断过程和各种缓冲器,以及电力电子变换电路的两 类典型应用：多级开关电路组合型沟通、直流电源和电力电 子开关型电力补偿、掌握器等；在这学期的学习中,我们学习到了很多有用得学问和技 巧,同时我们在老师的指导下仍尝试了多种新的学习方

37、法,PPT重点总结、自主学习后课堂讲解等,例如分组学习并做 这些方法都大大的调动了我们课下学习的积极性,课前的预习也使我们上课时能更好的懂得以及吸取学科学问,更重要 的是通过相关试验课的学习和积存加深了我们相关课程和 学问的映像,也为我们的学问储备加深了更加深的一笔储 备,而且通过实践把握了这门课的把握的要点,更是提升了 我们处理和分析的才能,通过自己搭建电路,调试电路以及 分析电路的试验结果为我们进一步把握电学学问的要点加 深了更加有力的学问储备；太阳能光伏发电是当今备受瞩目的热点之一,光伏产业 正以年均增长量 40%的速率进展；太阳能光伏发电装置主要有光伏电池模块和逆变器构 成；光伏逆变器

38、按是否采纳隔离方式,可分为工频隔离的光 伏逆变器、高频隔离的光伏逆变器和非隔离光伏逆变器；工 频变压器隔离的光伏逆变器是目前较常用的结构,具有安全 性高,可以防止逆变器输出的直流偏置电流注入电网,但存 在工频变压器体积大、笨重的问题；工频隔离的光伏逆变器 效率约在 94%96%之间；2 高频隔离的光伏逆变器一般通过前级DC/DC变换器实现高频隔离,如图 1a 所示；它具有高频隔离变压器体积小、重量轻的特点；隔离 DC/DC变换器电路有全桥移相 DC/DC变换器,双正激 DC/DC变换器等；于引入隔离 DC/DC变换器,将引起 3-4%效率损耗；高频隔离的光伏逆变器整体效率在93-95%；非隔离

39、的光伏逆变器具有功率密度高、整机效率高的特点；目前,非隔离光伏逆变器效率已高达%；非隔离光伏逆变器又可分为单级结构、两级结构；单级结构中,光伏模块 的输出电压必需与电网电压相匹配,因此单级结构对光伏阵 列的额定电压等级有较苛刻的要求,但在大功率光伏系统中 不成为问题；两级结构中,光伏模块的输出第一通过前级 DC/DC变换器升压,再送入逆变器；两级结构对光伏模块的 额定电压等级的要求比较宽松,因此在小功率光伏系统中较 受青睐；非隔离光伏逆变器越来越得到广泛应用,在欧洲约 占 80%市场,在日本约占 50%市场；于非隔离光伏逆变器中,光伏模块与电网之间没有电气隔离, 需特别考虑安全性问题；图 2

40、为一个非隔离并网光伏逆变器示意图； 图 2a 所示, 光伏电池硅片与接地框架之间 存在寄生电容；对于单晶体硅光伏电池,寄生电容约为 50150nF/kWp,对于薄膜光伏电 5 池,约为 1 F/kWp；图 2b 为考虑 PV寄生电容光伏系 统模型, Cpv 为光伏模块等效对地寄生电容；逆变器 调制将在 Cpv 两端引起的高频电压,造成地电流；寄生电容 Cpv 的大小与光伏阵列的框架结构有关,光伏电池表面及间 距、框架结构、天气条件、湿度、掩盖于光伏阵列表面的尘埃；地电流对人造成安全隐患,也造成电磁干扰；因此,对于非隔离光伏逆变并网系统,引起的地电流问题；需要抑制光伏模块寄生电容地电流与光伏阵列

41、输出端电压波动的幅度及频率亲密 相关,即与逆变器拓扑及开关策略的挑选有关；地电流抑制 有多种方法,主要有采纳特别的并网逆变拓扑和 PWM调制方 法、在沟通侧安装共模电抗器、有源地电流抑制电路；我们都知道,随着大功率半导体开关器件的创造和变流 电路的进步和进展,产生了利用这类器件和电路实现电能变 换与掌握的技术电力电子技术；电力电子技术横跨电 力、电子和掌握三个领域,是现代电子技术的基础之一,是 弱电子对强电力实现掌握的桥梁和纽带,已被广泛应用于工 农业生产、国防、交通、能源和人民生活的各个领域,有着 极其宽阔的应用前景,成为电气工程中的基础电子技术；电力电子的产生, 上世纪五十岁月未第一只晶闸

42、管问世,电力电子技术开头登上现代电气传动技术舞台,以此为 基础开发的可控硅整流装置,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和掌握从旋转变流机组和静止离子变流器进 入电力电子器件构成的变流器时代；这标志着电力电子的诞 生；第一代电力电子器件, 进入 70 岁月晶闸管开头形成低电压小电流到高电压大电流的系列产品,它们是一般晶闸管不能自关断的半控型器件,被称为第一代电力电子器件；第二代电力电子器件 , 随着电力电子技术理论争论和制造工艺水平的不断提高,电力电子器件在容量和类型等方面得到了很大进展,是电力电子技术的又一次飞跃,先后研制出大功率双极型晶体管GTR,门极可关断晶闸管GTO,功率MOSFET

43、等自关断全控型其次代电力电子器件；3 第三代电力电子器件, 以绝缘栅双极型晶体管IGBT 为代表,开头向大容量高频率、响应快、低损耗方向进展；现代电力电子时代, 八十岁月末期和九十岁月初期进展起来的、以功率 MOSFET和 IGBT 为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件, 说明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代；电力电子器件正朝着标准模 块化、智能化、功率集成的方向进展；在国际上电力电子技 术是竞争最猛烈的高新技术领域；功率半导体器件是电力电子电路的基础,通过学习把握 了多种电力电子器件的工作原理、基本特性、主要参数等内 容；其中包括功率二极管、大功率晶体管、晶闸管、

44、场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管等；整流管是电力电子器件中结构最简洁, 应用最广泛的一种器件；目前已形成一般型,快复原型和肖特基型三大系列产品,电力整流管对改善各种电力电子电路的性能,降低电路损耗和提高电流使用效率等方面都具有特别重要的作用；单相整流电路可分为单相半波电路和单相桥式电路；单相整流电流电路比较简洁、成 本也低、掌握便利,但输出电压波形差,谐波重量较大,使 用场合受到限制；多相整流电路以三相整流电路为主；三相整流电路也可 分为三相半波和三相桥式电路；三相整流电路输出直流电压 波形较好,脉动小；因此它应用较广,特别是三相桥式整流 电路在直流电机拖动系统中得到了广泛应用；多相整流电路

45、通常在大功率整流装置中应用；依据负载性质又可分为电阻性负载、电感性负载、反电动势负载和电容性负载； a. 阻性负载：负载为电阻时,输出电压波形与电流波形外形相同,移相掌握角较大时,输出 电流会显现断续；b. 电感性负载：负载有电感和电阻,以电感为主时,于 电感有维护电流导通的才能,当电感数值较大时,输出直流 电流可连续而且基本保持不变；c. 反电势负载：即负载中有反电势存在；如蓄电池充电 为反电势电阻性负载,直流电机拖动系统为反电势电感性负载；反电势越大,晶闸管导通角越小； d. 电容性负载一般在变频器、不间断电源、开关电源等场合使用；可控整流电路的工作原理、特性、电压电流波形以及电 量间的数量关系与整流电路所带负载的性质亲密相关,必需依据负载性质的不同分别进行争论；然而实际负载的情形是 复杂的,属于单一性质负载的情形是很少,往往是几种性质 负载的综合,所以在分析时仍要依据具体情形进行具体区分