分布式电源技术的发展述评_王孟邻(1)

分布式电源发展展望

何季民 (华北电力设计院，北京100011) 摘要分析了分布式电源的概念、渊源与兴起，介绍了分布式电源发展的现状、影响和研究开发动向。 关键词分布式；电源；展望 1引言 在新世纪之初展望电力电源新技术，一个引人注目的动向是分布式电源的兴起。分布式电源的发展及 与IT技术的结合，将对传统的电力系统形成巨大的影响，带来电力系统的概念革新，引起电力技术的显著进步，形成新型的专项技术和经济市场。 近几年来，世界能源、电力界都在热谈分布式电源，但是尚没有统一的名称和定义。 目前的文献的各种理解表明：分布式电源还是一个正在迅速发展的概念，还不可能给出一个准确完整 的定义。为行文和阅读设立一个前提，本文就此提出一个简明的理解：所谓分布式电源，既指传统的分散独立小型电源，更指未来采用分布式技术联网上网的一“群”或成组的小型分散电源。 分布式电源(Distributed Generation)，在中文文献中也有人称为分散式电源，只是翻译习惯不同， 概念和内涵相差不多。本文在综述日本部分中采用了“分散型电源”。 2分布式电源兴起的技术背景 分布式电源的兴起，是地球环境可持续发展政策与技术进步的产物。当分散独立的小电源效率较低不 宜大量应用时，当它无须联网与大电网无关时，当它数量很少被浩大的公共电网忽视不计时，根本没有分布式电源这个名词。只是当新型高效绿色的小型独立电源为可持续发展政策所重视并日益发展壮大时，分布式电源技术及其名词才应运而生。分布式电源的“分布”两字，既是相对于集中的大机组大电网而言，也是相对过去到不相联的小电源而言。 虽然分布式电源概念几乎包括了过去所有的小型分散电源，但是目前主要指用新技术武装起来的新兴绿色环保电源。主要有： ①自然能源，如水电、风电、太阳能发电等，常称为可再生能源； ②化石燃料发电，内燃发电机组、燃气轮机发电机组、燃料电池等； ③废弃物发电，如垃圾发电等，常称为环保再生型能源， ④贮能电源，抽水蓄能发电、蓄电池组等。据预测，分布式电源将成为21世纪的新能源新技术，尤如计算机世界的PC机，具有不可估量的发展前途。 从20世纪末起，分布式电源在工业发达国家里热起，有三方面的原因： ①各种小型分散型绿色环保电源迅速发展，所占比重越来越重，对电力系统的潜在影响越来越大，迫使世界重视自己； ②大电网的发展受到环保和需求的限制，为分布式电源的发展提供了机遇；各种分布式电源多属清洁

当今开关电源技术四大趋势

当今开关电源技术四大趋势 一、非隔离DC/DC技术迅速发展 近年来，非隔离DC/DC技术发展迅速。目前一套电子设备或电子系统由于负载不同，会要求电源系统提供多个电压挡级。如台式PC机就要求有+12V、+5V、+3.3V、-12V四种电压以及待机的+5V电压，主机板上则需要2.5V、1.8V、1.5V甚至1V等。一套AC/DC中不可能给出这样多的电压输出，而大多数低压供电电流都很大，因此开发了很多非隔离的DC/DC，它们基本上可以分成两大类。一类在内部含有功率开关元件，称DC/DC转换器。另一类不含功率开关，需要外接功率MOSFET，称DC/DC 控制器。按照电路功能划分，有降压的STEP-DOWN、升压的BOOST，还有能升降压的BUCK-BOOST或SEPIC等，以及正压转成负压的INVERTOR等。其中品种最多，发展最快的还是降压的STEP-DOWN。根据输出电流的大小，分为单相、两相及多相。控制方式上以PWM为主，少部分为PFM。 在非隔离的DC/DC转换技术中，TI公司的预检测栅驱动技术采用数字技术控制同步BUCK，采用这种技术的DC/DC转换效率最高可以达到97%，其中TPS40071等是其代表产品。BOOST升压方式也出现了采用MOSFET代替二极管的同步BOOST的产品。在低压领域，增加效率的幅度很大，而且正在设法进一步消除MOSFET的体二极管的导通及反向恢复问题。 二、开关电源吹响数字化号角 目前在整个的电子模拟电路系统中，电视、音响设备、照片处理、通讯、网络等都逐步实现了数字化，而最后一个没有数字化的堡垒就是电源领域了。近年来，数字电源的研究势头不减，成果也越来越多。在电源数字化方面走在前面的公司有TI和Microchip。TI公司既有DSP方面的优势，又兼并了PWM IC专业制造商UNITRODE公司，该公司已经用TMS320C28F10制成了通讯用的48V输出大功率电源模块，其中PFC和PWM 部分完全为数字式控制。现在，TI公司已经研发出了多款数字式PWM控制芯片。目前主要是UCD7000系列、UCD8000系列和UCD9000系列，它们将成为下一代数字电源的探路者。它们总体上既包括硬件部分，还要做软件编程。硬件部分包括PWM的逻辑部分、时钟、放大器环路的模数转

开关电源研究背景历史与现状

开关电源研究背景历史与现状 1研究背景 2开关电源发展历史及现状 1研究背景 21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品 的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。从开 关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。 2开关电源发展历史及现状 开关电源最早起源于上世纪50年代初，美国宇航局以小型化、轻量化、为 目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术 制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。 20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代，开关电源在电子、电气设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展时期。 历经几十年的不断发展，现代开关电源技术有了重大的进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT可使中小型开关电源的工作频率达到400kHz（AC/DC）或1MHz（DC/DC）；软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减小电源的体积和重量，而且提高了电源的效率；控制技术的发展和专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正（APFC）技术的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电

论述含分布式电源配电网的故障定位

论述含分布式电源配电网的故障定位 发表时间：2017-01-21T14:59:15.053Z 来源：《电力设备》2016年第22期作者：余鹏 [导读] 分布式电源配电网的故障定位问题，一直是影响分布式电源配电网建设于应用的关键。 （亳州市惠特电气工程安装有限公司安徽亳州 236800） 摘要：分布式电源配电网的故障定位问题，一直是影响分布式电源配电网建设于应用的关键。本文首先探讨了含分布式发电配电网的短路电流计算方法，并对分布式发电对传统故障定位策略的影响及解决方案展开分析，最后探讨了分布式电源应用背景下架空配电网的改进故障定位策略和故障定位策略选择的原则，为分布式电源配电网故障定位技术的应用和定位策略的选择提供资料参考。 关键词：分布式电源；配电网；故障定位；策略 分布式电源在配电网中的应用，是现代配电网智能化发展的关键。在我国智能电网不断推进建设的今天，分布式电源与常规电网正在不断融合。分布式电源配电网相比于常规电网，其网络辐射结构由单线变为多线，这无疑加大了配电网故障检修和定位的难度。想要进一步推进智能电网的建设，就必须在现有的配电网故障定位基础基础上，寻找到符合分布式电源配电网故障定位的有效策略，为分布式电源配电网故障定位技术的发展做贡献。正因为智能配电网的需要，现如今各电力企业纷纷致力于寻找一种有效的故障定位方法、技术和策略，本文同样对含分布式电源配电网故障定位策略进行分析，对分布式电源配电网故障定位技术的发展有一定现实意义。 一、含分布式发电配电网的短路电流计算 含分布式发电配电网的短路电流计算依赖于配电网结构、分布式发电接入位置，以及所有无源和有源元件的等值模型。配电网的短路电流在短路期间是一个动态变化过程，要求一个模型能够反映短路全电流的变化过程非常困难，因此，短路电流特性常用一个最大的次暂态短路电流（起始短路电流）和一个最小的稳态短路电流来表征。而对配电自动化系统故障定位影响较大的主要是次暂态短路电流。 含分布式发电配电网的短路电流计算一般遵循以下步骤：首先建立分布式发电的等效电路，电机类和采用间接电流控制的变流器类分布式发电等效为电压源和次暂态电抗的串联形式，而采用直接电流控制策略的变流器类分布式发电等效为电流源；之后将分布式发电的等效模型、配电网各元件以及系统侧等效电源按照元件之间的电路连接关系连接起来，形成配电网的短路分析模型；再根据电路连接关系，求取各电源点（包括配电网的系统等效电源）单独在网络中引起的短路电流，即该电源对短路电流的贡献；所有电源产生的短路电流之和即为系统的总短路电流。 二、分布式发电对传统故障定位策略的影响及解决方案 分布式发电接入配电网后，会改变配电网的短路电流水平和方向。由于分布式发电容量一般较小，提供的短路电流也较小，而且短路电流会受到光照和风速等自然因素影响，因此，增加了继电保护配合的困难。但也由于分布式发电提供的短路电流较小，对配电自动化系统的故障定位一般不会造成较大影响。 1、分布式发电接入 上游母线的情形对于分布式发电接入上游母线的情形，无论接入数量多少，在SR满足Std1547.2标准要求的情况下，根据故障电流信息，采用基于故障电流的传统故障定位规则就能实现故障定位。但是，需要将分布式发电接入点开关和分布式发电出口断路器处的配电终端的故障电流信息上报阈值均根据主电源的短路电流设置，使流过主电源所提供的短路电流时超过该阈值而上报故障电流信息，但流过分布式发电所提供的短路电流时不超过该阈值而不上报故障电流信息。 2、分布式发电接入馈线的情形 对于分布式发电接入馈线的情形，当某个区域发生故障时，除了该区域的主电源侧端点会流过主电源所提供的短路电流以外，对于该区域与分布式发电连接的端点也会流过相应分布式发电提供的短路电流。若主电源提供的短路电流与分布式发电提供的短路电流相差较大时，可以设置故障电流上报阈值，当流过主电源所提供的短路电流时超过该阈值而上报故障电流信息，而流过分布式发电提供的短路电流时未超过该阈值而不上报故障电流信息，从而根据故障电流信息依靠传统故障定位规则就可以进行故障定位。 三、架空配电网的改进故障定位策略 由上文分析可见，对于城市电缆配电网而言，在其供电距离范围内，根据故障电流信息依靠传统故障定位规则基本上都能正确进行故障定位。对于架空配电网，其能够满足分布式发电与主电源短路电流水平差异性要求的供电距离偏短，尤其是以架空线为主的农村配电网的供电半径一般都较长，接纳分布式发电尤其是电机类分布式发电的容量也偏高，根据故障电流依靠传统故障定位规则进行全范围故障定位比较困难。但是，架空配电网一般需要根据重合闸来判断永久性故障和瞬时性故障，而根据Q/GDW480-2010规定，非有意识孤岛的分布式发电必须在馈线故障后2s内从电网脱离。利用上述特点，可以对根据故障电流信息的传统故障定位策略作如下改进。 第一，馈线开关采用负荷开关，只有变电站出线断路器具备过流保护和一次快速重合闸功能，重合闸延时时间为2.5~3.5s。第二，故障发生后，变电站出线断路器过流保护动作跳闸。第三，2s后，该馈线上的分布式发电全部从电网脱离。第四，变电站出线断路器跳闸后经2.5~3.5s延时进行重合，若是瞬时性故障则恢复全馈线供电；若是永久性故障，则变电站出线断路器再次跳闸，此时配电自动化系统采集到的故障信息就排除了分布式发电的影响，可以根据故障电流依靠传统故障定位规则进行全范围故障定位。 四、选择故障定位策略的一般原则 分布式电源配电网故障定位相比于常规电网故障定位策略的选择有一定区别，笔者对分布式电源配电网故障定位策略的选择进行分析，其策略选择需要遵循以下原则。 1、若分布式发电是从母线接入配电网，则无论是架空线还是电缆配电网，都可以依据故障电流信息采用传统故障定位规则进行故障定位。 3、对于分布式发电接入馈线的情形，若分布式发电类型均为直接电流控制变流器类分布式发电，则当限制分散接入每条馈线的分布式发电总容量不超过该馈线最严酷情形下所带负荷的２５％时，可以依据故障电流信息采用传统故障定位规则进行故障定位。 3、对于分布式发电接入馈线的情形，若分布式发电类型全部为电机类分布式发电或间接电流控制变流器类分布式发电，当限制分散

几种典型的分布式电源

几种典型的分布式电源 风力发电 众所周知，风能属于环境友好型资源，它清洁环保，而且可以再生，由于全球风能的储藏量非常大且可利用量也较其他可再生资源多，因此在能源储量日益匮乏的今天，风能作为环保的可再生能源，它的开发方法和利用效率问题不断得到各国的重视和研究。所谓风力发电，就是利用先进的技术手段将风能转化成电能，具体说来，首先由风车接受风的能量，由它带动发电机转动发电，最后，将产生的电能再通过电子控制器进行处理，最后并入电网。 风力发电是分布式发电中最为成熟和常见的发电形式，据GWEC（Global Wind Energy Council，全球风能理事会）的数据统计，仅2011年全球新增的风电装机容量就达到了41GW，累计风电装机容量达到238GW，年增长率达到21％，这一数字意味着风电开发在全球范围内已经走上了正式轨道，也意味着世界各国均已认可和接受风电带给电力领域的积极意义。 风力发电机按结构的不同可以分为同步发电机与异步发电机两种类型，它们各有利弊。对于同步发电机，并网电路能够解耦发电侧和电网侧的有功功率和无功功率，因此同步发电机的并网电路能够提供无功补偿，使得其并网节点的低电压穿越能力较高，而且同步发电机的并网电路能够分离电网侧和发电侧，因此该电路可以隔离故障。但是同步发电机也存在缺陷，首先，它的体积较大，结构复杂，安装和维护成本高，另外，它的输出功率受风速的影响很大，容易使电网受到波动；异步发电机的优势在于结构简单，安装维护较为便捷，但是低电压穿越能力相对较差，在发电过程中会产生大量谐波，对电能质量造成影响。目前风力发电主要应用的虽然是异步发电机，但是随着电力部门对装机容量的不断提高和对电能质量要求的日益严格，相信在不久的将来会被具有全功率变流能力的同步发电机所替代。 同其他可再生能源一样，风力发电也具有资源丰富、节能环保、安装运行灵活等优点，但一些缺点也不容忽视，主要有受环境风速影响较大而导致的不稳定性、不可控性等缺点。 (1) 不稳定性：风机功率受风速大小的影响，由于风速时刻在变，导致风机功率难以预测，因此风力发电具有较大的不稳定性。

开关电源国内外研发状况及发展方向

国内外研发状况及发展方向 国内外开关电源的研发现状 自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。1977年国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General 公司、Unitrode公司等相继推出一系列PWM芯片。近些年来，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。1994年，美国电源集成公司(Power Integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。之后相继推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品。意-法半导体公司最近也开发出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用[1]。目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。 与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。但是，随着国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产DC/DC产品所代替。 开关电源的使用为国家节省了大量铜材、钢材和占地面积。由于变换效率提高，能耗减少，降低了电源周围环境的室温，改善了工作人员的环境。我国邮电通信部门广泛采用开关电源极大地推动了它在其它领域的广泛应用。值得指出的是，近两年来出现的电力系统直流操作电源，是针对国家投资4000亿元用于城网、农网的供电工程改造、提高输配电供电质量而推出的，它已开始采用开关电源以取代传统的相控电源。国内一些通信公司如中兴通讯等均已相继推出系列产品。目前，国内开关电源自主研发及生产厂家有300多家，形成规模的有十多家。国产开关电源已占据了相当市场，一些大公司如中兴通讯自主开发的电源系列产品已获得广泛认同，在电源市场竞争中颇具优势，并有少量开始出口。 开关电源的发展方向 目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管，开关频率可达几十千赫；采用MOSFET的开关电源转换频率可达几百千赫。为提高开关频率，必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度，理论上开关损耗为零，噪声也很小，这是提高开关电源工作频率的一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四个方面。 一、小型化、薄型化、轻量化、高频化———开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可

供用电技术的发展现状及前景展望

供用电技术的发展现状及前景展望 摘要：现代社会的快速发展也伴随着能源的大量消耗，电力能源就是其中的重 要动力能源之一。相对于传统更多交流供用电技术而言，直流供用电技术能够发 挥更大的效益，避免了无功功率问题的发生，不会造成输电线路中的额外电能损耗，且直流供用电技术使得家庭并网发电的可行性更高，省去了更多的变流装置，系统使用和维护成本相对较低，是目前供电市场中经济实用的绿色供电技术之一。 关键词：直流供用电技术；发展现状；前景展望 1直流供用电技术的含义 直流供用电技术是指通信站提供直流电给用户使用的供电技术。根据具体的 指标规定，一般使用的基础电源是－４８Ｖ直流电源。整套系统的主要组成部 分是整流器、蓄电池、直流变换器和直流配电屏等。蓄电池储蓄足够的电量，使 其能保证在主供电设备出现断电时，蓄电池内的电量可以继续支撑电力的供应。 目前，根据电流供电方式不同，我国的直流供电系统划分成集中供电方式和分散 供电方式两种；又可以根据电源型号的特性，划分成正常式供电和混合式供电。 2直流供用电技术的发展现状 2.1发展现状 现阶段，在工业界以及日本学术界都在一直追捧用直流电方式来给负载以及 用户进行电力提供的技术以及演示系统，特别是在数据中心以及家庭供电场合。 早在 2008 年，日本经济产业省启动了直流生态住宅这一开发项目，为的就是可 以在住宅之中借用直流供电方式来进行直流家用电器的使用，在此项目开发之后，欧盟以及美国也逐渐进行直流供电这一方面内容的研究。2009年，第一届 GBPF 会议在东京展开，在该会议中提出直流供电标准是380VDC，同时针对供电系统 结构，用电设备规格以及电源品质测量等一系列的问题展开了详细地谈论。在之 后的几年中，几乎各国都给予了直流供用电技术的一些相关研究非常高的重视， 同时也取得了一定的成绩。目前，军舰，航空都和自动化系统的直流区域展开了 配电工作，同时直流供用电技术已经逐步趋于成熟，这为直流供用电技术的推广 提供了一定的基础。我国的直流供用电技术研究在 2009 年才开始正式启动，现 在还处于直流供用电研究的起步阶段，近些年我国一直在努力进行高压直流供电 系统技术的研究，国家政府也开始给予能源开发一定的重视，因此更多的直流家 电技术开始获得了比较广泛的应用，因此可以看出直流供用电技术具备有非常广 阔的发展空间。 2.2具体的应用现状 现阶段，人们经常会使用到的一些用电设备包括有电子设备、电动设备、电 热设备以及照明设备这四种，从表面上来看这些设备的电源使用的都是交流电， 但是如果仅仅从内部电路的角度来看，在这些设备的电源输入端大多存在有整流 滤波电路，再经过进一步的转化成为电器需要的直流或者是交流电压，常用的办 公或者是生活用电设备经过改造之后，都可以通过对直流供电技术展开使用来提 供电源，因此在电子设备、电动设备、电热设备以及照明设备中都可以借助整流 滤波将交流电转化成为直流电来推动设备工作。 3直流供用电技术的应用现状及应用实例 3.1直流供用电技术的应用现状 3.1.1照明系统 照明系统主要包括白炽灯、荧光电源以及半导体照明系统三部分。白炽灯可

直流开关电源的新技术应用与发展

直流开关电源的新技术应用与发展摘要：随着电子技术和通信业的快速发展，高频开关电源的应用越来越广，开关频率的持续提高使开关电源的性能也得以进一步优化，集成度更高，功耗更低，电路更加简单，工作更加可靠，是开关电源发展的方向。目前，高频开关电源在我省广播电视各微波站得到了广泛的应用，基于此结合实际将传统电源与现代高频开关电源对比来介绍高频开关电源的新技术及其优点。 关键词：高频；谐振；开关；逆变 1 高频开关电源组成原理 高频开关整流器一般是先将交流电直接经二极管整流、滤波成直流电，再经过开关电源变换成高频交流电，通过高频变压器变压隔离后，由快速恢复二极管高频整流、电感电容滤波后输出，见图1。 1．1 主电路 从交流电网输入、直流输出的全过程，包括： (1)输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。 (2)整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，并向功率因数校正电路提供稳定的直流电源。 (3)功率因数校正：位于整流滤波和逆变之间，为了消除由整流电路引起的谐波电流污染电网和减小无功损耗来提升功率因数。 (4)逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。 (5)输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 1．2 控制电路 一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。 1．3 检测电路 除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据供值班人员观察、记录。 1．4 辅助电源

现代电源技术发展历程概述[精编版]

现代电源技术发展历程概述[精编版] 现代电源技术发展历程 2007-08-23 现代电源技术是应用电力电子半导体器件，综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠

性的电源中起关键作用，是现代电力电子技术的具体应用。

当前，电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来，电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用，实现高效率和高品质用电相结合。 1. 电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1.1 整流器时代

大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供，但是大约20%的电能 是以直流形式消费的，其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮，目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 1.2 逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出，静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。

中国模块电源市场发展及预测

一、模块电源发展简述 1.模块电源技术简述 “电源”（Power Supply）的定义：电源是以电力电子学为核心技术的产品。“电源”是终端产品，“电力电子”是应用技术，“电源”产品是“电力电子”应用技术的具体产品体现。电力电子电源通常指采用电力电子技术的电源产品，是电力电子设备中重要组成成员。 模块电源或称电源模块（Power Module），是指可以直接焊装在印刷电路板上的、以模块方式体现的电源供应器。属于电源产品中的一大类别。 模块电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰。由于模块电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大模块电源制造商都十分重视新型高智能化元器件的应用，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn-Zn）材料的应用设计上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs）下获得高的磁性能能力，而电容器的小型化也是一项推动模块电源高功率密度的关键因素。SMT技术的应用使得模块电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保模块电源的轻、小、薄。模块电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为模块电源的主流技术，并大幅提高了模块电源的工作效率。对于高可靠性指标，美国的模块电源生产商通过降低运行电流、结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。 模块电源技术领域是结合新型相关电力电子元器件与开关拓扑变换技术，两者相互促进推动着模块电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。模块电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC模块电源设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的广泛认可，但AC/DC模块电源因其自身的特性遇到较为复杂的技术和工艺制造问题，至今还没有大范围的普及应用。 电力电子技术的不断创新，使模块电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国模块电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研联合发展之路，为我国国民经济的高速发展做出贡献。 高功率密度是模块电源发展的总体趋势，一般采用模块电源组成分布式电源系统，设计成N＋1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对模块电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。 近几年由于数据业务的飞速发展和分布式供电系统的不断推广，模块电源的增幅已经超出了一次电源。随着半导体工艺、封装技术和高频软开关的大量使用，模块电源功率密度越来越大，转换效率越来越高，应用也越来越简单。 模块电源是目前设计人员的最好选择。以模块式电源取代分立元件设计方案，好比用微信息处理器件代替集成电路组件，它可更灵活、更快捷地完成系统的开发，缩短开发或更改设计所花费的时间，节省人力及技术投资。

开关电源的原理和发展趋势

Word文档可进行编辑 开关电源的原理和发展趋势 第一节高频开关电源电路原理 高频开关电源由以下几个部分组成： 一、主电路 从交流电网输入、直流输出得全过程,包括： 1、输入滤波器：其作用是将电网存在得杂波过滤,同时也阻碍本机产生得杂波反馈到公共电网. 2、整流与滤波：将电网交流电源直截了当整流为较平滑得直流电,以供下一级变换. 3、逆变：将整流后得直流电变为高

频交流电,这是高频开关电源得核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越小. 4、输出整流与滤波：依照负载需要,提供稳定可靠得直流电源. 二、操纵电路 一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去操纵逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,依照测试电路提供得数据,经爱护电路鉴不,提供操纵电路对整机进行各种爱护措施. 三、检测电路 除了提供爱护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表数据. 四、辅助电源 提供所有单一电路得不同要求电源. 第二节开关操纵稳压原理

开关k以一定得时刻间隔重复地接通和断开,在开关k接通时,输入电源e 通过开关k和滤波电路提供给负载rl,在整个开关接通期间,电源e向负载提供能量；当开关k断开时,输入电源e便中断了能量得提供.M可见,输入电源向负载提供能量是断续得,为使负载能得到连续得能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放.图中,由电感l、电容c2和二极管d组成得电路,就具有这种功能.电感l用以储存能量,在开关断开时,储存在电感l中得能量通过二极管d释放给负载,使负载得到连续而稳定得能量,因二极管d使负载电流连续不断,因此称为续流二极管.在ab间得电压平均值eab可用下式表示： eab=ton/t*e 式中ton为开关每次接通得时刻,t为开关通断得工作周期（即开关接通时刻ton和

高压直流电源技术的发展现状及应用通用版

安全管理编号：YTO-FS-PD451 高压直流电源技术的发展现状及应用 通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

高压直流电源技术的发展现状及应 用通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1 高压直流电源的基本工作原理和应用 高压直流电源是将工频电网电能转变成特种形式的高压电源的一种电子仪器设备，高压直流电源按输出电压极性可分为正极性和负极性两种。高压直流电源已经广泛应用于各行各业，农业领域也有应用，例如农业环境静电除尘，静电喷雾杀虫，农业物料静电喷涂包裹，农产品加工中的静电植绒、农业生物静电效应研究、静电杀菌、农业种子静电处理等等。随着农业科学技术的不断发展进步，农业科学研究和农业工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多，对其精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求，现有的高压直流电源已经不能满足农业领域中的许多需要，研究和开发适合农业领域要求的多种新型直流高压电源已经成为一种客观需求，而且其社会效益和经济效益都比较显著，市场前景比较光明。

现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述上课讲义

现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述

课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院：电气工程学院 姓名： ********* 学号: 14********* 专业： ***************** 指导教师： *******老师 0 引言

电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展［1］ 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。 1.1半控型器件（第一代电力电子器件） 上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400 Hz。由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件（第二代电力电气器件） 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。此外，这些器件的开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题，RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管（IGBT）,并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合，它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身，性能十分优越，使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应，MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管（IGCT）都是MOSFET和GTO的复合，它们都综合

含分布式电源的配电网潮流计算

哈尔滨理工大学毕业设计（论文）任务书 学生姓名： 学院：电气与电子工程学院专业：电气工程及其自动化 毕业设计（论文）题目： 含分布式电源的配电网潮流计算 毕业设计工作内容： 1、查阅国内外相关参考文献，要求阅读30篇以上文献，了解当今电力 系统的发展状况，及目前含分布电源配电网潮流计算的相关问题； 2、理解掌握各类分布电源的工作特点及相应的数学模型； 3、掌握电源节点类型转换原则，并自学前推回代法的基本计算原理； 4、熟悉C语言和matlab运行环境； 5、编写潮流计算程序，并通过IEEE算例验证程序的可靠准确行； 6、撰写论文，准备答辩。 资料： 1张洪信.赵清海.ANSYS有限元分析完全自学手册.机械工业出版社，2008 2盛剑霓.电磁场数值分析.科学出版社，1984 3冯慈章.马西奎.工程电磁场导论.高等教育出版社，2007 4贺德馨.风洞天平.国防工业出版社，2001 指导教师意见： 签名： 年月日系主任意见： 签名： 年月日 教务处制表

含分布式电源的配电网潮流计算 摘要 世界性的能源危机和环境污染催生了电力行业对新能源的需求。随着负荷的快速增长。当今社会对电力供应的质量和安全可靠性提出了更高的要求。基于新能源开发利用的分布式发电技术成为了电力工业一个新的研究热点。由于分式电源的引入，电源的节点类型出现了PQ、PI、PV、PQ(V)节点，传统的牛顿拉夫逊算法已不再适用，本文提出了一种改进的前推回代算法。首先，分析了分布式电源的工作原理和运行方式，并根据它们并网的特点分别建立各自的数学模型；其次，对分布式电源并网时归为哪一类节点进行了理论分析，并对不同类型的分布式电源进行等效处理。在IEEE 33系统中进行了实例计算，计算数据表明本文提出的算法能够统一处理各种分布式电源。 关键词分布式电源；配电网；潮流计算；前推回代算法

国内外分布式电源对比分析

国内外分布式电源对比分析 2014-04-29能源情报 文/李琼慧国网能源研究院 引言 分布式电源是促进风电、太阳能等分散式可再生能源的开发利用、提高清洁能源利用效率、解决偏远农村地区电力供应问题的重要途径。在当今能源和环境压力日益增加的背景下，推动分布式电源发展已成为世界各国促进节能减排、应对气候变化的重要措施之一。分布式电源作为我国电力系统的有机组成部分，是大电源的重要补充，与大电源、大电网有机统一、缺一不可。 20世纪八十年代，随着适合分散利用的光伏发电、风电和微小型天然气发电技术的逐步成熟，出现了分布式电源的概念。分布式电源通常指分散式可再生能源发电、工业余热余压余气等资源综合利用发电以及冷热电多联供系统，主要是为了利用分散资源和满足本地用户的能源需求，通常规模小、接入电压等级低。我国和其他国家一样，早有应用，如我国分布式利用的小水电装机容量和发电量均居世界首位。

由于各国资源条件、产业基础和激励政策的不同，分布式电源的定义也不尽相同，发展现况各具特点。因此，在对我国分布式电源的定义和发展现况进行研究时，必须从我国国情出发，立足于我国的资源条件、产业基础和激励政策。 本文在系统研究各国分布式电源定义的基础上，结合我国国情和电网特点，提出我国分布式电源的一般定义，并对比分析国内外资源分布、激励政策、产业基础和发展现状。 1分布式电源定义 目前关于分布式电源的最大容量、接入方式、电压等级、电源性质等相关界定标准方面，国际上还没有通用权威定义。不仅不同国家和组织，甚至是同一国家的不同地区对分布式电源的理解和定义都不尽相同。作者整理了世界18个国家或组织提出的分布式电源定义。 IEA对分布式电源的定义为服务于当地用户或当地电网的发电站，包括内燃机、小型或微型燃气轮机、燃料电池和光伏发电系统以及能够进行能量控制及需求侧管理的能源综合利用系统。美国电气和电子工程师协会（IEEE）对分布式电源的定义为接入当地配电网的发电设备或储能装置。德国对分布式电源的定义为位于用户附近，接入中低压配电网的电源，主要为光伏发电和风电。归纳18个典型国家（组织）关于分布式电源的界定标准，具有如下四个基本特征。 （1）直接向用户供电，电流一般不穿越上一级变压器。这是分布式电源的最本质特征，适应分散式能源资源的就近利用，实现电能就地消纳，各国定义均提及该特征。 （2）装机规模小，一般为10MW及以下。18个典型国家（组织）中，13个为10 MW及以下，3个为数十MW级，2个为100 MW级。美国、法国、丹麦、比利时等国家均将分布式电源的接入容量限制为10MW左右，瑞典的接入容量限制为1.5 MW，新西兰为5MW。由于英国允许分布式电源的接入电压等级较高，相应的允许接入容量也较大，可达100 MW，但从实际并网情况来看，接入66 kV电压等级的大容量分布式电源所占比例很少。 （3）通常接入中低压配电网。由于各国中低压配电网的定义存在差异，因此具体的接入电压等级也略有不同，一般为10（35）kV及以下。18个典型国家（组织）中，8个为10 kV及以下，7个为35 kV级，3个为110（66）KV 级。德国、法国、澳大利亚等国家均将分布式电源接入电压等级限制在中低压配电网，国外的中低压配电网上限一般不超过30 kV。英国允许分布式电源接入66 kV电压等级，这是由于66 kV在英国仍属于中压配电网范畴。 （4）发电类型主要为可再生能源发电、资源综合利用发电、高能效天然气多联供（能效一般达到70%以上）。 综合国际上典型国家及组织界定标准和我国电网特点，分布式电源一般可定义为：利用分散式资源，装机规模小，位于用户附近，通过10（35）kV及以下

电力电子技术和开关电源的发展历程

电力电子技术和开关电源的发展历程 1. 电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1.1 整流器时代 大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 1.2 逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。 1.3 变频器时代 进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT 的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。 2. 现代电力电子的应用领域 2.1 计算机高效率绿色电源 高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。 计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品，绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。 2.2 通信用高频开关电源