功率变换技术在新能源领域中的现状及发展趋势

电力电子技术课程

论文

题目：功率变换技术在新能源领域中的现状及发展系别：电子信息与电气工程系

专业： 13自动化（1）班

姓名：荣华桥（1305031027）

老师姓名：李秀娟

完成时间： 2016年5月30日

课程论文得分表

注：课程综述评分标准可参见《学生课程综述应包含的内容及评分标准》

功率变换技术在新能源领域中的现状及发

展趋势

摘要：随着社会的发展，随着人们的生活水平的不断提高，人类对能源的需求越来越大。因为化石燃料的不可再生性，所以对于新能源的研究有着重要的价值。以前我们知道可以通过人为的的因素可以节约能源，像减少电器待机，出门关灯等。但是随着电力电子技术的发展，以及功率变换技术的提高，以及目前随着能源的匮乏性与人类对能源的需求之间的矛盾，这就促使电力电子技术在新能源领域的运用得到了极大的促进。功率变换技术在无论在社会生产中还是在发挥越来越重要的的作用，同样在新能源中的运用得到了飞速的发展。所以新能源的开发与利用迫在眉睫，而在新能源的利用中，电力电子技术扮演者重要的角色。一：微介绍电力电子技术

功率变换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（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术。功率变换技术分为电力电子器件制造技术和变流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。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；它的工艺技术为半导体器件工艺。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。

二：电力电子技术在新能源领域中的运用及现状

1：风力发电

风能是洁净的，可再生的，储量很大的低碳能源，为了缓解能源危机和供电压力，改善生存环境，在20世纪70年代中叶以后受到重视和开发利用。风力发电是可再生能源领域中除水能外，技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。风力发电涉及到风电场与电力系统的相互作用和影响，电

力系统对风电并网的要求，含风电的电力系统的分析、规划、运行和控制，这里面等等都需要利用到电力电子技术，可以说离开电力电子技术风力发电就寸步难行，可以说风力发电的每一个步骤都少不了电力电子技术，电力电子技术就是风力发电的灵魂。

2：太阳能发电

太阳能是取之不尽，用之不竭的能源。太阳能作为清洁的可再生能源，越来越受到人们的重视，应用领域也越来越广泛。

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。

并网光伏发电系统：太阳电池方阵发出的直流电力经过逆变器变换成交流电，且与电网并联并向电网输送电力的光伏发电系统。这类光伏系统发展很快，在20世纪末，并网光伏系统的用量就超过了独立光伏系统。并网光伏发电系统可分为两大类：光伏电站和户用并网光伏系统。

在光伏系统中太阳能电池、蓄电池、控制器，都离不开电力电子技术，在太阳能到电能的转换中，电力电子技术发挥着重要的作用。

三、电力电子技术在新能源中的发展趋势

我个人觉得新能源发电在未来数十年中，总量将增加几倍，随着太阳能、生物质能、风能发电成本的大幅度下降，将极大增强竞争力，太阳能发电解决发电时间的局限性和对电网的冲击，风力发电解决土地资源利用的矛盾，需要在技术上有新的发展和突破，电力电子技术扮演着重要的角色。开发新能源，电力电子器件的应用和先进的控制技术是关键。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。

在电力电子技术发展方面，我国同国外先进水平仍有较大差距，作为世界机器制造业和能源利用的大国，在电力电子技术方面必须跟踪世界先进水平，实行产学研相结合、自主创新、多学科渗透、提高器件和制造工艺技术，加快转化力度，达到可持续发展。今后数年，将是电力电子新思想、新技术、新材料、新产品、新应用取得更大的突破和发展的关键时期。所以无论是个人还是企业都应该把握时代的眼光，我相信电力电子技术无论在哪个领域都有很大的运用，特别是新能源的发展更是离不开电力电子技术。

四：个人心得

我个人认为未来电力电子技术在新能源的利用大有作为，因为化石燃料的枯竭，同时电力电子技术不断的发展，国家应该不断加大对新能源的投资。像功率变换的运用，像整流、逆变都在风力发电和太阳能发电都有很多的运用。所以我们学好电力电子技术，以后将来肯定会大有作为的。

参考文献：1、《电力电子技术》科学技术出版社张兴

2、百度百科

3、《风力发电与电力系统》中国电力出版社周双喜鲁宗相。

4、《中国科技博览》王曦吕程