杨占民
（国网天津城东供电公司）
摘要：随着科技的不断发展和人们要求的不断提高，电力电子技术的应用越来越广泛。能源，是人类生存的基本要素，也是国民经济和社会发展的主要物质基础，能源安全则是国家经济安全的基本支撑。应用电力电子技术能实现非电能与电能之间的转换。
关键字：电力电子；风电；太阳能；转换
电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术两个分支现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。 一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管为标志的，电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。为了使电力电子装置的结构紧凑，体积减小，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助器件做成模块的形式，后来又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC）。目前PIC的功率都还较小，但这代表了电力电子技术发展的一个重要方向.电力电子器件的发展 利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。一代器件造就一代电力电子装置与应用，新的装置与应用又促进着电力电子器件的发展
能源，是人类生存的基本要素，也是国民经济和社会发展的主要物质基础，能源安全则是国家经济安全的基本支撑。能源短缺，尤其优质能源短缺，始终困扰着经济高速发展的中国，越来越成为制约我国经济发展的瓶颈。目前我国能源生产总量居世界第三，能源消费总量及温室气体排放仅次于美国位居世界第二。实际上，随着经济的快速发展，我国已成为世界第二大能源消费国，能源消费量约占世界的1l％，石油对外依存度超过40％。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆近年来国际油价的不断上涨，石油领域的竞争远远超出纯商业的范围，成为世界大国经济、军事、政治斗争的武器。 世界排名前20位的西方大型国际石油跨国公司占有了全球已探明优质石油储量的81％，直接导致国际石油市场垄断的加剧，而且他们仍在继续凭借经济实力加紧抢占更多最重要的石油产地，中国的石油安全有受制于人的潜在威胁。
应用电力电子技术能实现非电能与电能之间的转换。
利用太阳电池将太阳能转换成电能。
与电子技术不同，电力电子技术变换的电能是作为能源而不是作为信息传感的载体。因此人们关注的是所能转换的电功率。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、 电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设 备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。太阳能发电太阳能是取之不尽，用之不竭的能源。目前太阳能在利用中，主要采用了三种技术：太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术：1.太阳能光电技术是指利用太阳能电池将白天的太阳能转化为电能由蓄电池储存上在放电控制器的控制下释放出来，供室内照明和其他需要。整个光伏系统由太阳能电池、蓄电池、负载和控制器组成。2.太阳能热发电技术就是利用光学系统聚集太阳辐射能，用以加热工质，生产高温蒸汽。驱动汽轮机组发电，简称光热发电技术。目前技术比较成熟且应用比较广泛的是蔬菜温室大棚、中药材和果脯干燥及太阳能热水器等。 3.将光能直接转换成电能的过程确切地说应叫光伏效应。不需要借助其它任何机械部件，光线中的能量被半导体器件的电子获得，于是就产生了电能。这种把光能转换成为电能的能量转换器，就是太阳能电池。太阳能电池也同晶体管一样，是由半导体组成的，它的主要材料是硅，也有一些其他合金。光伏发电系统分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。完全依靠太阳电池供电的光伏系统，系统中太阳电池方阵受光照时发出的电力是唯一的能量来源。将最新的电力电子技术、控制技术应用于新能源系统中，提高新能源的效率和电力变换质量、降低新能源成本，使得清洁可再生能源逐步替代传统的化石燃料，以改善人类生存的环境，提高人们的生活水平，具有重大的经济效益和社会价值。
电力电子技术与风力发电机系统。
近十年来，风力发电在世界上取得了较快的发展，但是在风力发电发展的初期，风力发电机组经历了从定桨距再到变速变桨距的发展过程。风电技术经过长期发展的历程，今天的风电机组已经成为结合了先进的空气动力学、机械制造、电子技术、微机控制技术的 高科技产品。当前一台风电机组，比20年前的机组功率大200倍，现代的风力发电场生产出来的电量之大，相当于常规电厂。当代的电力电子技术成为风力发电系统中不可或缺的重要组成部分，无论对于风电机组的控制、电能的转换还是电能质量的改善都起到关键作用。目前，电力电子设备广泛应用在大、中、小容量的风力发电系统中。风力发电是指自然风在通过叶轮的旋转面时会带动发电机旋转从而将风能专变成机械能最后在专变成电能的过程。在整个过程中，风力机及其控制系统是关键部分，其质量的好坏对整个系统的性能、效率的高低、发电的质量有着直接的影响。所以，高性能、高效率的控制系统和优秀的发电机系统是开发利用风能的重中之重。风力发电系统中，发电机是能量转换的核心部分，风力发电机系统按照发电机运行的方式来分，主要分为恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电机系统两种。风力发电机组与电网并联运行时，要求风力发电机组发出电能的频率保持恒定，即与电网频率相等。将最新的电力电子技术、控制技术应用于新能源系统中，提高新能源的效率和电力变换质量、降低新能源成本，使得清洁可再生能源逐步替代传统的化石燃料，以改善人类生存的环境，提高人们的生活水平，具有重大的经济效益和社会价值。
论文作者:杨占民
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/5
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