电力电子技术的论文范文一：Matlab电力电子技术应用

    【文章摘要】信息技术的快速发展推动许多学科进一步完善，以电力电子技术为例，其本身具有较强的理论性、实践性等特征，涉及的波形图、电路图也较多，相关设计人员需掌握较多相关理论，且在设计分析中面临较多的难题。在此背景下便提出仿真技术，即Matlab，其可通过相应模型的构建使所有波形结果具有可视化特征。对此，本文将对电力电子设计中Matlab应用的必要性、基于Matlab的系统模块构建以及系统仿真思路进行探析。

    【关键词】Matlab;电力电子技术;应用

    0前言

    作为近年来能够合理控制电能形态的技术，电力电子技术在信息技术推动下得到快速发展，其以自身相关器件转换与控制电能，无论数瓦电器或数千瓦输电系统，都可通过电力电子装置进行控制。据统计分析，国外许多发达国家依托于电力电子技术所转换的电能达到90%，而这一转换过程的实现主要得益于其在仿真过程中能够取得精确的结果。因此，本文对电力电子技术中Matlab的应用研究，对促进电力电子技术发展具有十分重要的意义。

    1电子电路设计中Matlab应用的必要性

    目前，电子电路设计中逐渐强调以自动化为主，通过原理图设计与仿真相应的电路，使电子电路的设计达到最优，并分析电路中的最坏条件等。然而这些设计自动化目标的实现，要求将控制领域中的典型代表Matlab引入其中，其具备基本交互式编程能力，且较多图像或数据处理以及原理图设计等都可利用其完成。特别Matlab近年来发展中，版本处于不断更新态势，且有较多系统模块与模型如电力电子器件、电路以及电机等都被囊括其中。加上完善中将Sinulink环境引入其中，更能容纳较多关于电力电子的相关模块，为电路电子设计提供具体的指导。同时，电力电子系统在构造中，将Matlab引入其中，也可直接通过仿真计算以测出相关电路结果，无需考虑以往因硬件试验条件缺失而难以仿真的难题，保证设计精准性的同时减轻设计人员的负担。因此，将Matlab引入电子电路设计中极为必要。

    2基于Matlab的模型构建

    模型构建中主要需考虑到Simulink环境，根据电气系统设计要求，将其融入SinPowerSystems中，该仿真系统对电力电子系统以及电路都较为适用，而且能够仿真电路传输过程以及电机拖动系统等。其中，SinPowerSystems模块在内容上应以晶闸管、整流二极管、Mosfet模块、Diode模块等为主，同时的也容纳较多集成度较高的模块与底层模块等，如Universalbridge、Thyristor模块。实际建模过程中由于需考虑整流系统，所以对各模块要求合理建模。具体建模过程中，主要需考虑Sinulink系统构建、仿真等问题，实现的步骤体现在：①将Sinulink进行打开，可从Matlab中寻找具体内容;②完成Sinulink构建后，对其进行命名，可使模型后缀名界定在mdl上;③根据电子电路设计需要，在模块集中进行相应模块的寻找，将其向所构建的模型放置;④进行电力电子系统的构造，并对该系统进行仿真;⑤综合分析仿真结果，得出最终结论。

    3基于Matlab系统仿真研究

    电力电子技术实际设计过程中，其目标多集中在如何控制与变换电能方面，其中电力可细化为直流电力、交流电力为主，前者多表现在干电池、蓄电池方面，而后者集中在公用电网方面。但电力由电源获取，应在电力变换的基础上才可满足电力电子设计要求，所以应做好电力变换工作。现行电力变换中，常用的方式主要以直流变与交流变直流、交流为主。一般被叫做整流的为交流变直流，而作为逆变的则为直流变交流;直流变直流主要指不同电压下直流的转变，交流变交流则叫做的交流电力控制，侧重于变换电力或电压。明确这些内容的基础上，便可引入Matlab完成仿真。具体仿真过程主要表现在以下几方面。

    3.1仿真过程在整流电路中的实现

    近年来整流电路在应用过程中，多以三相桥式类型为主，所以将Matlab引入后，主要对三相桥式类型电路进行仿真。具体仿真中，首先需做好Sinulink环境的构建，在此基础上完成三相桥式系统结构模型的构建。实践研究发现，该系统结构中要求电桥模块需保证具有较高的精度，且在触发脉冲方面，也需引入具体的脉冲发生器，这样可达到整流电路要求。完成仿真模型构建后，便可得到仿真结果，若利用相应的波形图表示，整个三相桥式电路在整流结果上将更清晰的显示出来，仅需对控制角进行操作，便可得到整流波形变化结果，为电路设计提供准确的参考。

    3.2仿真过程在逆变电路中的实现

    对于逆变电路，其主要指直流电转换为交流电。目前，逆变电路的应用也较为常见，如较多直流电源包括太阳能电池或蓄电池等，在对交流负载进行供电时要求逆变电路作用充分发挥。同时，也有许多电力电子装置，如感应加热或不间断电源以及变频器等，其在设计过程中都需将逆变电路作为核心内容。所以电力电子技术中关键的内容在于逆变电路方面。需注意的是，区别于直流侧电源，逆变电路通常以电流型、电压型两种形式为主，在仿真过程中需通过Matlab做好全桥电路的构建，在此基础上完成仿真过程。根据实践发现，整个构建的结构中，全桥逆变在构成上主要以四个桥臂为主，且各桥壁需依托于PWM发生器向其提供脉冲，这样便可通过仿真结果判断逆变后负载电流、电压波形等。综合来看，无论将Matlab用于整流电路或逆变电路中，仅需保证Sinulink环境合理构造，将相关电路与具体设计内容进行仿真，便可得到相关的波形与设计性能指标，为电路电子设计提供合理指导。

    4结论

    电力电子技术中引入Matlab能够为设计提供更多的指标数据。实际引入中应正确认识电力电子技术、Matlab的基本内涵，以Matlab为依托进行电路电子模型的具体构建，在此基础上将整流电路与逆变电路引入具体仿真过程中，可结合仿真结果分析实际设计中需注意的问题，能够保证电路电子的设计更为完善，推动电力电子技术的进一步发展。

    【参考文献】

    [1]龚爱平.基于嵌入式机器视觉的信息采集与处理技术研究[D].浙江大学,2013.

    [2]牛天林,樊波,张强,赵广胜.Matlab/Simulink仿真在电力电子技术教学中应用[J].实验室研究与探索,2015,02:84-87.

    [3]李鹏飞,叶文.MATLAB仿真软件在电力电子技术教学中的应用[J].中国电力教育,2010,03:85-87.

    电力电子技术的论文范文二：智能电网中电力电子技术研究

    【文章摘要】改革开放以来，我国经济不断发展，对国家电网系统提出了越来越高的要求，鞭策着电力行业人员采取新理念、新技术以提高国家电网的供电能力和供电水平。科技的不断发展同样带动了各行各业的电动化、信息化、智能化，在其影响下，国家电网系统也正朝着智能电网方向发展，攻坚克难，不断进步。在智能电网的构建和发展中，电力电子技术的运用起到了重要的推动作用。本文便在现有的智能电网的高科技中重点讲解了电力电子技术，为其发展提供了一定的参考价值。

    【关键词】电子电力技术;智能电网;电力系统;优化配置

    在持续提高的科技水平和蓬勃发展的经济的双重影响下，越来越多的企业实现了信息化、智能化，国家电力系统作为一个国家的重要能源基础设施，其发展水平和智能化程度直接制约着一个国家的发展和人民的生活水平的提高。现阶段，我国电力行业在结构、技术以及规模上进行了一定的改革，娴熟、合理的使用各种先进的科学手段，努力构建安全、可靠的国家电力系统，不断提高国家电网的现代化、信息化、智能化程度，从而满足可持续发展提出的各类要求。在我国大力建设电网的过程中，电力电子技术作为领先的科学手段，逐渐发挥出了其他技术不能胜任的能力，对于实现电网的信息化、自动化、智能化都有着重要意义，因此深入了解智能电网中电力电子技术的现状，对于推广其应用范围等具有实际价值。

    1我国智能电网构建现状分析

    智能电网集中了信息技术、通讯技术、计算机技术，融合了既有的国家电网基础设施，减少了对环境的污染程度，提高了电网输电效率和损耗。而我国的智能电网起步较晚，相较于其他国家的研究来说，较为落后，因此开展了大规模的涉及智能电网方面的相关实践研究，努力培育出了一批具有国际先进水平、引领电网发展的科技成果。这些科技成果都为我国推动智能化电网建设提供了基础的技术支撑。

    2电力电子技术推动智能电网发展

    2.1保障电网安全稳定，提高可靠性

    作为电力领域先进的电子技术之一的电力电子技术，其主要原理就是应用GTO、IGBT等电力电子器件对电能进行转变和调控，从而顺应电网发展趋势，提高电网输送能力、降低输送损失率、改善输电质量。随着国家和居民用户用电量激增，国家电网承担了越来越重的输电任务，并且现阶段我国的输电线路、电网结构日益复杂，加大了国家电网的输电和控制难度。因此，必须运用新的技术保证电网安全稳定，提高电网的可靠性，而先进的电力电子技术的应用可以在很大程度上提高我国国家电网的运行稳定性水平，以满足国家和人民的用电需要。

    2.2稳定输电质量，促进行业发展

    在国家电网的发展过程中，随着社会经济的发展，人们对电能的质量不断提出新的要求，因此不能一味的注重电网输电量指标的提高，同时还要兼顾输电质量的提升，如何提高国家电网输电质量是一个值得探讨和研究的问题。保证国家电网输电质量的稳步提高对于维系社会稳定、促进经济发展、提高人们生活水平都有一定的影响。而通过采用先进的电力电子技术来优化电力系统资源配置，能切实提高国家电网智能化水平，有效改善国家电网的输电质量，促进国家经济和人民生活水平的长足发展。

    2.3资源优化配置，促进可持续发展

    日常生活中使用的电能，主要来自其他形式能量的转换，包括水能(水力发电)、热能(火力发电)、原子能(核电)、风能(风力发电)、化学能(电池)及光能(光电池、太阳能电池等)等，电能产生的地区也不尽相同，主要分布在西南、西北及沿海地区，因此需要建立完善的、稳定的国家电网，提高国家电网的智能化水平以优化电网资源配置。

    3电力电子技术在智能电网中的应用

    3.1高压直流输电技术

    由于远距离的交流电传输损耗的能源过多，不优于用直流电的传输过程，因此我国现阶段所采用的远距离输电流程主要是：在供电段，通过变压设备和整流设备的作用，将本地的交流电转变为直流电，然后传输到输电网中，当电流到达目的端变电站后，再次通过变压设备和整流设备的转化，将直流电、转变为交流电，然后将电能输送给本地用电场所，此为高压直流输电技术，是长距离输电的最佳手段。高压直流输电技术是一种先进的输电技术，其具有输送距离远、能源损耗度低、输电能力大、输电稳定性高等优点。

    3.2智能开关技术

    伴随着科技水平的提高，电网的也是朝着智能化的方向不断发展,一些性能好、质量优的智能开关设备也取得一定的阶段性研发成果，逐渐应用于智能电网的构建中。智能开关设备起到了断开或者闭合电路的作用，属于一种电力系统的保护设备。一般来说,智能开关包括了三个组成部分，分别是总电源开关、分开关以及壳体。其中，总电源开关防止了输电网络的过压和总过流;分开关则主要是防止过流或漏电等现象，保障用户端用电安全的设备。

    3.3柔性交流技术

    在我我国的智能电网建设中，为了解决有效介入和分开新能源与清洁能源这两种不同形式的能源，应当积极的、主动的推动柔性交流输电技术在智能电网中的应用范围。柔性交流技术与现代控制技术作为有效的、先进的输电技术，将其合理的融合并进行推广使用，能够降低国家电网输电过程中的能源损耗，提高了国家电网的输电能力。

    3.4高压变频技术

    高压变频技术以其高达30%的节能优势，满足了节点的目的。但我们应该注意到，其很容易造成高次谐波污染而使其应用的成本大为提高。虽然高压变频技术的成本较高，但是若将其运用与智能电网,节能效果极为明显，正是由于该技术优秀的节能效果，因此吸引了了众多企业的青睐，纷纷采用以大幅度降低企业的用电成本。未来的高压变频技术将会朝着结构紧凑、工艺集中、控制灵活的方面逐步发展。

    4结束语

    本文从我国智能电网构建现状入手，分析我国现阶段智能电网的构建水平和未来发展方向，随即介绍了电力电子技术为推动智能电网发展所起到的作用，最后详述了电力电子技术在智能电网中的应用范围，为解决国家电网输电能力和输电质量起到了一定的借鉴作用，为推动电力电子技术在智能电网中发挥更大作用做出了贡献。

    【参考文献】

    [1]张文亮,汤广福,查鲲鹏,贺之渊.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报,2010,04:1-7.

    [2]吴俊勇.智能电网综述技术讲座第四讲:电力电子技术在智能电网中的应用[J].电力电子,2010,04:67-70.

    [3]周海波.电力电子技术在智能电网中的应用研究[J].电子制作,2014,16:231-232.

    [4]罗剑.电力电子技术在智能电网中的应用[J].科技资讯,2014,32:87.