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电力电子技术在电力系统中的应用


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课题：电力电子技术在电力系统中的应用
The electric power electronics technique is in the electric power system of application

一、课题意义
电力半导体器件是构成各种电力电子电路的核心元件之一，器件性能的优劣可在很大程度上决定电力电子设备的技术指标。现在涌出了大量的性能好的电力电子器件。
例如，电力电子器件在结构和生产工艺上都有了长足的进展，工作频率大为提高，如工业应用级绝缘栅双极型晶体管IGBT和MOS栅控晶体管MCT的工作频率都超过了20KHZ。高频技术的应用不仅可以节约电能、降低损耗，而却控制亏率易于实现，可以有效地提高电力电子装置的性能。
还有，现代电力电子器件多采用P-N-P-N4层结构，器件耐力水平大为提高，从而拓宽了器件的电力应用范围。采用多元集成结构，道统饱和压降减少，器件的损耗减低，从而工作电流大为提高。等等
现代电力电子器件的大量优点为电力系统中的各方面应用创造了条件。现代电力电子技术可以在电力系统的多个技术领域中得到重要应用，可为各种电力系统新型控制元件的出现奠定基础。
二 技术背景
早在30、40年代，人们应用电机组、汞孤整流器、闸流管、电抗器、接触器等对电能进行变换和控制，而这些器件构成的变流装置存在着明显的缺点。一直到1957年晶闸管的出现，带来了电力电子学的技术革命，使之走出了雏形期，到60年代逐渐形成了一门新兴的学科──电力电子学。电力电子学的出现，是半导体器件向两个方向发展的结果，其一向集成电路发展形成微电子学，即所谓的信息电子学，他主要研究信息的检出、传送和处理；其二向电力半导体器件的发展并结合交流技术的发展形成强电子学，即现时所称的电力电子学，他主要研究电力的传送、变换和控制，其中包括电压、电流、频率、波形和相数的变换等。
今天，由于新型带那里拓扑结构及分析方法，微处理机和超大规模集成电路等方面的不断突破，使电力电子技术已在石油、化工、电力、电子等领域得到广泛的应用，成为解决能源紧缺的新技术之一。近年，我国已将电力电子技术列为我国重点发展的高技术的领域。
目前，采用电力电子技术的交、直流转换，变频，发电机励磁系统、快速无功补偿等广泛应用，已大大优化了电力系统的运行性能。随着新一代电力电子器件的容量和性能的不断提高，以及电力电子技术在电力系统应用的研究的不断深入和推广应用，将引起电力系统的一次重大变革。