电气工程的发展现状与发展趋势

电气工程的发展现状与发展趋势

班级:电气1302 学号:3130501108 姓名:储厚成一、电气工程的发展现状:

概论:我国电力工业正以“大机组,大电网,高电压,高参数,高度自动化”等“三大三高”的现代电力系统的模式超长规模的建设与发展,因此对工程技术员的素质与能力提出了更新与更高的要求。未来的几十年,我国电力系统与电气工程会依然保持较快发展趋势,核能与其她可再生资源将得到快速发展新的电力电子技术,电工材料,计算机及网络技术,控制与管理手段具有巨大影响潜力。

1、电机的驱动及控制:

一个多世纪以前电动机的发明使其成为工业革命以后的主要驱动力之一。它在各种机械运动中的广泛应用使生活变得简单并最终推动了人类的进步。逆变器的出现推动了交流电机速度与转矩控制的发展,这使得电机在仅仅30年就应用到了不可思议的领域。功率半导体元件与数字控制技术的进步使得电机驱动具有了鲁棒性并且能够实现高精度的位置与速度控制。交流驱动技术的应用也带来了能源节约与系统效率的提高。

电机本体及其控制技术在近几年取得相当大的进步。这要归功于半导体技术的空前发展带来的电力电子学领域的显著进步。电机驱动产业发展的利处已经触及各种各样的设备,从大型工业设备像钢铁制造厂、造纸厂的轧钢机等,到机床与半导体制造机中使用的机电一体化设备。交流电机控制器包括异步电机控制器与永磁电机控制器,这两者在电机驱动业的全过程中起着关键性作用。:目前,异步电动机矢量控制技术、直接转矩控制技术乃至无传感器的直接转矩控制技术已实用化,人工神经网络、自适应控制状态观测器等方法已得到广泛采用。

2、电力电子技术的应用:

半导体的出现成为20世纪现代物理学的一项最重大的突破,标志着电子技术的诞生。而由于不同领域的实际需要,促使半导体器件自此分别向两个分支快速发展,其中一个分支即就是以集成电路为代表的微电子器件,而另一类就就是电力电子器件,特点就是功率大、快速化。自20世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始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,就是电气传动领域的一次革命,使电能的变换与控制从旋转变流机

组与静止离子变流器进入由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。

电子电力技术包括电力电子器件、变流电路与控制电路3部分,就是以电力为处理对象并集电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的综合性学科。电力技术涉及发电、输电、配电及电力应用,电子技术涉及电子器件与由各种电子电路所组成的电子设备与系统,控制技术就是指利用外加的设备或装置使机器设备或生产过程的某个工作状态或参数按照预定的规律运行。电力电子器件就是电力电子技术的基础,电力电子器件对电能进行控制与转换就就是电子电力技术的利用。在21世纪已经成为一种高新技术,影响着人们生活的各种领域,因此对对电子电力技术的研究具有时代意义。

传统电力电子技术就是以低频技术处理的,现代电力电子的发展向着高频技术处理发展。其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代与变频器时代,在不断的发展中促进了现代电力电子技术的广泛应用。电力电子技术在1947年晶体管诞生开始形成,接着1956的晶闸管的出现标志电力电子技术逐渐形成一门学科开始发展,以功率MOS-FET与IGBT为代表的、集高频、高压与大电流于一身的功率半导体复合器件的出现,表明已经进入现代电子电力技术发展时代。

20世纪以来,电力电子作为自动化、节材、节能、机电一体化、智能化的基础,正朝着应用技术高频化、产品性能绿色化、硬件结构模块化的现代化方向发展。

3、电力系统及其自动化控制:

电力系统自动化即对电能生产、传输与管理实现自动控制、自动调度与自动化管理。电力系统就是一个地域分布辽阔,由发电厂、变电站、输配电网络与用户组成的统一调度与运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节与控制,系统与元件的自动安全保护,网络信息的自动传输,系统生产的自动调度,以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标就是保证供电的电能质量(频率与电压),保证系统运行的安全可靠,提高经济效益与管理效能。

电力系统自动化就是电力系统一直以来力求的发展方向,它包括:发电控制的自动化,电力系统信息传输自动化,电力调度的自动化,电力系统反事故自动装置,

配电自动化,电力工业管理系统自动化。

4、工业电气控制:

现代电子科学技术的不断发展进步,原有的电力传动控制概念已无法在全面概括现代生产自动化系统中承担第一线任务的全部控制。

5.新能源及发电技术:

随着能源的发展,社会的进步,科技与信息化水平的不断提高以及全球资源与环境问题的日益突出,能源的开发利用面临着新的挑战。当今世界正在进行一场以新能源大规模开发利用为显著标志的能源产业革命。与长期广泛使用,技术上较为成熟的常规能源(如煤、石油、天然气、水能等)相比,新能源就是指在科学技术基础上开发利用的非常规能源,包括风能、太阳能、海洋能、地热能、生物质能、氢能、核聚变能。从世界来瞧,一次化石能源就是有限的,从长久来瞧,新能源将就是未来人类的主要能源来源,新能源发电就是指把新能源转换为电能的过程。

我国当前在新能源发电及接入技术与技术管理层面存在的问题主要为以下几个方面:由于电源结构而导致的调峰能力问题;电网资源配臵能力难以满足风电基地远距离电力外送问题;新能源发电及接入技术标准与检测认证体系问题;新能源发电功率预测及调度决策支撑系统问题;及配电网建设适应新能源发电分布式接入问题。

二、电气工程的发展趋势:

概述:

1.信息技术的决定性影响。2、与物理科学的相互交叉面拓宽。3、快速变化。4、进一步实现接口的标准化。5、实现数字化与自动化的有机结合。6、充分发挥现场总线技术的作用。

1、电机的控制及驱动:

电力半导体工业的发展进步始于二十世纪六十年代,其发展直接影响到了电机驱动器行业的发展。沿着这条直接的纽带,可以说正在进行中的新型开关半导体装置(如砷化镓、碳化硅、氮化镓等)的研究与实验将很快主宰电机驱动器行业。将实现更高的开关频率与更小的电能损失。冷却系统的主要改变有希望彻底改变电机驱动器行业。在电机驱动行业中应用的理念、想法与设备很适用于从代用能