時間：2022-02-28 06:25:22
序論：在您撰寫電力技術論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
電力技術屬于電力企業的核心，電力技術發展主要是指發電技術和傳輸技術。目前電力技術的發展包括太陽能電力技術、燃料電池技術。太陽能電力技術屬于高效節能技術，太陽能屬于可再生資源。不同地區太陽的輻射程度不同，根據相關分析，太陽能電池只能提供小部分電能，對普通家庭的供電還比較充足。太陽能供電技術包括熱發電技術以及光伏發電技術，這兩種技術的核心在于利用太陽能，將太陽能轉換成電能，屬于可再生發電技術。此種技術發展到現在，還存在很大的發展空間，所以太陽能技術發展前景非常樂觀，有廣闊的未來。與往常的發電技術相比，光伏發電技術具有很大的優勢，能最大程度地實現節能環保。燃料電池技術，是一種將化學反應產生的熱量直接轉換成電能的技術，燃料反應的發電效率非常高，與聯合高溫燃料電池結合，發電效率能夠達到85%以上。優點在于燃料電池的負荷小，燃料的規模對發電的影響也很小。主要燃料電池包括硫酸燃料電池、固態氧化物燃料電池、碳酸鹽燃料電池。
2輸電與供電技術
發電廠一般都位于城市的郊區，需要經過一定的輸送過程，將電源輸送到城市生活區。交流輸電技術取得了很大的進步，主要特點在于可以充分利用電網資源，實現高效率地輸電。交流輸電的電力技術在大功率的高壓開關驅動下，實現電流的輸送。其中大功率的電子設備包括電力技術設備，對輸電技術的發展起到了一定的促進作用，能夠有效降低電能的損耗。針對城市化的供電技術，需要與供電的可靠性結合在一起，現代化的供電方式和供電負荷設計要不斷地改進。但是在現代化的社會生產中，存在很大功率的供電方式與供電負荷密度，所以城市生活供電技術的發展空間也很大，只有保證電力技術的可靠性，才能實現電網負荷的增加。例如，GIS設備、集成供電、配網保護等重要組成部分，是提升城市生活供電質量的重要措施。
3提升電力安全生產水平的措施
3.1完善安全機制，建立安全文化體系作為高危行業的電力系統，安全生產是最重要的問題。電力企業已經形成了獨具特色的安全文化，隨著社會經濟的發展，對電力供應的要求也越來越高，完善電力安全機制的第一要務是建立安全保證體系。將電力安全機制作為考核的重要依據，實現安全管理的標本兼治，建立健全的安全保證體系，建立適應現代安全管理的行為規范，并將其作為安全考核的重要依據。從全部職工入手，建立部門聯動機制，實現部門安全網絡化控制。健全的風險管理機制，可以保證檢查評比的公平公正，保證電力成產的安全，保證企業職工的生命安全，不管機制有多好，都要確保各個部門相互協調，密切配合，這是實現電力安全產生的重要基礎。
3.2加強電力企業安全文化的建設供電企業的電力安全生產活動都離不開人員的作用，人是保證安全生產的根本。從管理人員這方面入手，加強安全管理，是提高生產效率，保證創造良好經濟效益的根本，因此管理人員應樹立安全意識，使安全生產的觀念深入人心。人是安全的主體，是保證電力生產安全運行的根本。加強供電企業的安全教育，提高供電企業職工的安全文化素養，是保證職工安全的基礎。所以保證安全要從員工做起，不能傷害他人，強化安全管理生產，將安全生產落實到個人。貫徹執行安全第一、預防為主的方針，嚴格遵循系統的風險性準則和職業規范，這在很大程度上能夠減少電力生產中的問題。另外，還要規范人員的安全操作行為，使其按照國家相關規定工作，保證所有人員都不會受到安全隱患的侵害。
3.3提高裝備的供電水平，加強對設備的監督和管理提升設備可靠性，也是保證有效供電的重要舉措。嚴格做好供電設備的定期檢驗、檢測工作，重點做好母差、主變、失靈等保護的檢驗工作，嚴格按照質量驗收；做好二次回路的管理；嚴格整組試驗和帶負荷檢查等項目的檢驗，保證回路的接線正確，防止事故范圍擴大；提高繼電保護專業人員的素質，加大設備的投資力度，保證電網的安全。設備質量的好壞直接關系到電網的安全。對于操作和控制電力設備的人員來說，提升電力專業素養非常重要。硬件設備是電力系統的重要組成部分，提升人員的操作能力對保證電力系統的安全運行具有很重要的作用，因此要加強人員培訓，增強電力投資的建設。
4總結
電力計量設備的智能化、信息化以及自動化水平也在逐年提高。電力計量過程中現階段常用的設備包括：數字化信息化管理系統設備、控制系統設備、供電系統自動控制系統設備、全數字計算機監控設備以及網絡管理設備等等。電力計量設備對于供電銷售、人力資源配置、設備安裝調試、財務管理、生產調度等方面都影響重大。電力計量管理水平的提高可以進一步實現高效、可靠以及安全的電力系統管理目標，并且幫助實現科學化的財務管理、自動化的設備管理、智能化的生產管理等目標。
2提高電力計量技術管理水平的措施
2.1不斷完善電力計量管理體系。要想有效地提升電力計量技術的管理，我們首先要做的是不斷完善電力計量管理體系，建立電力計量的管理機構，在工作中實行崗位責任制，保證工作人員對其相應工作責任，提高部門之間的合作效率。同時，完善各種管理制度，并制定相應的執行計劃。例如，制定電力計量質量的標準化管理、設備管理人員的工作制度、供電系統的管理制度、電力計量設備管理制度、設備的維修與保養制度等。此外，要實行獎懲管理制度，對工作優秀人員進行物質獎勵，工作出現問題的人員進行懲罰，提高工作人員的責任心。2.2增強電力計量專業培訓。建立完善的電力企業研發和管理人員培訓機制，按照企業發展要求，制定培訓周期和培訓時長。同時，加大科技投資，鼓勵產品技術創新，提高研發實力，積極引入國外前沿技術，并不斷的進行推廣，使產品質量獲得不斷地完善，提高產品的科技含量，保證企業電力計量技術的不斷發展。
2.3做好設備綜合管理。設備綜合管理在為電力計量管理中有著重要的地位，在管理中要建立相應的設備檔案信息，同時根據信息制定相應的編制，并能夠按照計劃進行審查設備更新、修配、購置、改造等，實現多層次和全方面的監管。此外，要及時的掌握設備運行情況，實行在線管理，能夠在設備故障中技術的做出反饋，并制定規范的維護措施，保證設備的正常運行；改進設備中的傳感部件，關注核心部件的運行狀態，不斷地引入加自校正、自診斷以及狀態識別功能，提高其質量，延長其工作壽命。企業還應加強技術調研，明確自身技術條件，構建符合企業安防展的綜合管理體系，同時，要制定設備綜合管理制度，充分的發揮人力資源的優勢，形成有效地檢查制度，保證設備管理的合理化，技術管理的科學化、制度管理的規范化，實現企業的高質和高效的運行。
2.4增強自主創新能力。近年來我國電力計量技術和設備應用逐漸廣泛，其技術與管理水平相應的有了較大的提高，但是與發達國家相比，我國技術水平仍然比較落后。所以我國必須進一步提高電力計量設備的使用技術和性能；同時要時刻關注國外電力網絡新技術的最新發展動態，積極學習、引進先進的設備與技術，加大研究力度進行產品創新，提高我國的研發創新能力。智能計量電網的技術是智能電網建設的重要基礎，其不僅保證了我國電能在線計量的準確性，還通過對整個電網的實時監測，實現了對每度電的實時跟蹤，及時了解和掌握各個支路上發生的電網損耗，并能發現電網末端電表的計量誤差；第一時間發現支路上出現的竊、漏電問題。
現代電源技術是應用電力電子半導體器件,綜合自動控制、計算機(微處理器)技術和電磁技術的多學科邊緣交又技術。在各種高質量、高效、高可靠性的電源中起關鍵作用,是現代電力電子技術的具體應用。
當前,電力電子作為節能、節才、自動化、智能化、機電一體化的基礎,正朝著應用技術高頻化、硬件結構模塊化、產品性能綠色化的方向發展。在不遠的將來,電力電子技術將使電源技術更加成熟、經濟、實用,實現高效率和高品質用電相結合。
1.電力電子技術的發展
現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
1.1整流器時代
大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。
1.2逆變器時代
七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。
1.3變頻器時代
進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
2.現代電力電子的應用領域
2.1計算機高效率綠色電源
高速發展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術的迅速發展。八十年代,計算機全面采用了開關電源,率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進人了電子、電器設備領域。
計算機技術的發展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據美國環境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規定,桌上型個人電腦或相關的設備,在睡眠狀態下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開關電源
通信業的迅速發展極大的推動了通信電源的發展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中,傳統的相控式穩壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內,實現高效率和小型化。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
因通信設備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護,且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能,并同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效地抑制電網側諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術,開關頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規模集成電路的發展,要求電源模塊實現小型化,因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構,目前已有一些公司研制生產了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經逆變器變成交流,經轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉換開關來實現。
現代UPS普遍了采用脈寬調制技術和功率M0SFET、IGBT等現代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術的引入,可以實現對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發展也很迅速,已經有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規格的產品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機的變頻調速,其在電氣傳動系統中占據的地位日趨重要,已獲得巨大的節能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅動交流異步電動機實現無級調速。
國際上400kVA以下的變頻器電源系列產品已經問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調速技術應用于空調器中。至1997年,其占有率已達到日本家用空調的70%以上。變頻空調具有舒適、節能等優點。國內于90年代初期開始研究變頻空調,96年引進生產線生產變頻空調器,逐漸形成變頻空調開發生產熱點。預計到2000年左右將形成。變頻空調除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調速的壓縮機電機。優化控制策略,精選功能組件,是空調變頻電源研制的進一步發展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機電源
高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當今焊機電源的發展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應用前景。
逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩定的直流,供電弧使用。
由于焊機電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為最關鍵的問題,也是用戶最關心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調制(PWM)的相關控制器,通過對多參數、多信息的提取與分析,達到預知系統各種工作狀態的目的,進而提前對系統做出調整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續率60%,全載電壓60~75V,電流調節范圍5~300A,重量29kg。
2.7大功率開關型高壓直流電源
大功率開關型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質改良、醫用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達100kW。
自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術,將市電整流后逆變為3kHz左右的中頻,然后升壓。進入80年代,高頻開關電源技術迅速發展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關元件,將電源的開關頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術成功的應用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統的體積進一步減小。
國內對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,市電經整流變為直流,采用全橋零電流開關串聯諧振逆變電路將直流電壓逆變為高頻電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時,將向電網注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現裝置網側功率因數惡化的現象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網側三次諧波含量可達(70~80)%,網側功率因數僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動態抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統LC濾波器的不足,是一種很有發展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構成。與傳統開關電源的區別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環基準信號為電壓環誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。
2.9分布式開關電源供電系統
分布式電源供電系統采用小功率模塊和大規?？刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電與弱電緊密結合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產效率。
八十年代初期,對分布式高頻開關電源系統的研究基本集中在變換器并聯技術的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術的迅述發展，各種變換器拓撲結構相繼出現,結合大規模集成電路和功率元器件技術,使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動了分布式高頻開關電源系統研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學界的研究熱點,論文數量逐年增加，應用領域不斷擴大。
分布供電方式具有節能、可靠、高效、經濟和維護方便等優點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業控制等系統逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅動電源等領域也有廣闊的應用前景。
3.高頻開關電源的發展趨勢
在電力電子技術的應用及各種電源系統中，開關電源技術均處于核心地位。對于大型電解電鍍電源,傳統的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關電源技術,其體積和重量都會大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中,更是離不開開關電源技術，通過開關電源改變用電頻率,從而達到近于理想的負載匹配和驅動控制。高頻開關電源技術,更是各種大功率開關電源(逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術。
3.1高頻化
理論分析和實踐經驗表明,電氣產品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設備的體積重量大體下降至工頻設計的5~l0%。無論是逆變式整流焊機,還是通訊電源用的開關式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統“整流行業”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據這一原理進行改造,成為“開關變換類電源”,其主要材料可以節約90%或更高,還可節電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統高頻設備固態化,帶來顯著節能、節水、節約材料的經濟效益,更可體現技術含量的價值。
3.2模塊化
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開關器件和與之反并聯的續流二極管,實質上都屬于“標準”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關器件的驅動保護電路也裝到功率模塊中去,構成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機的體積,更方便了整機的設計制造。實際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重,對器件造成更大的電應力(表現為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統的可靠性,有些制造商開發了“用戶專用”功率模塊(ASPM),它把一臺整機的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中,使元器件之間不再有傳統的引線連接,這樣的模塊經過嚴格、合理的熱、電、機械方面的設計,達到優化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個模塊固定在相應的散熱器上,就構成一臺新型的開關電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機體積,更重要的是取消傳統連線,把寄生參數降到最小,從而把器件承受的電應力降至最低,提高系統的可靠性。另外,大功率的開關電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個獨立的模塊單元并聯工作,采用均流技術,所有模塊共同分擔負載電流,一旦其中某個模塊失效,其它模塊再平均分擔負載電流。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過增加相對整個系統來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統可靠性,即使萬一出現單模塊故障,也不會影響系統的正常工作,而且為修復提供充分的時間。
3.3數字化
在傳統功率電子技術中,控制部分是按模擬信號來設計和工作的。在六、七十年代,電力電子技術完全是建立在模擬電路基礎上的。但是,現在數字式信號、數字電路顯得越來越重要,數字信號處理技術日趨完善成熟,顯示出越來越多的優點:便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調試和遙感遙測遙調,也便于自診斷、容錯等技術的植入。所以,在八、九十年代,對于各類電路和系統的設計來說,模擬技術還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術的知識,但是對于智能化的開關電源,需要用計算機控制時,數字化技術就離不開了。
3.4綠色化
電源系統的綠色化有兩層含義:首先是顯著節電,這意味著發電容量的節約,而發電是造成環境污染的重要原因,所以節電就可以減少對環境的污染;其次這些電源不能(或少)對電網產生污染,國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標準,如IEC555、IEC917、IECl000等。事實上,許多功率電子節電設備,往往會變成對電網的污染源:向電網注入嚴重的高次諧波電流,使總功率因數下降,使電網電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現缺角和畸變。20世紀末,各種有源濾波器和有源補償器的方案誕生,有了多種修正功率因數的方法。這些為2l世紀批量生產各種綠色開關電源產品奠定了基礎。
現代電力電子技術是開關電源技術發展的基礎。隨著新型電力電子器件和適于更高開關頻率的電路拓撲的不斷出現,現代電源技術將在實際需要的推動下快速發展。在傳統的應用技術下,由于功率器件性能的限制而使開關電源的性能受到影響。為了極大發揮各種功率器件的特性,使器件性能對開關電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓撲和新型的控制技術,可使功率開關工作在零電壓或零電流狀態,從而可大大的提高工作頻率,提高開關電源工作效率,設計出性能優良的開關電源。
總而言之,電力電子及開關電源技術因應用需求不斷向前發展,新技術的出現又會使許多應用產品更新換代,還會開拓更多更新的應用領域。開關電源高頻化、模塊化、數字化、綠色化等的實現,將標志著這些技術的成熟,實現高效率用電和高品質用電相結合。這幾年,隨著通信行業的發展,以開關電源技術為核心的通信用開關電源,僅國內有20多億人民幣的市場需求,吸引了國內外一大批科技人員對其進行開發研究。開關電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨,因此,同樣具有幾十億產值需求的電力操作電源系統的國內市場正在啟動,并將很快發展起來。還有其它許多以開關電源技術為核心的專用電源、工業電源正在等待著人們去開發。
參考文獻
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關鍵詞：電力技術前沿技術發展前景
“電力技術是通向可持續發展的橋梁”，這個論斷已經逐漸成為人們的共識。研究表明，為了實現可持續發展，應盡可能把一次能源轉換為電能使用，提高電力在終端能源中的比例。因為，在保證相同的能源服務水平的前提下,使用電力這種優質能源最清潔、方便，易于控制、效率最高。如果能將大量分散燃用的化石燃料都高效潔凈地轉換為電力使用，人們賴以生存的環境和生活質量就會大大改善。因此，電能高效潔凈地生產、傳輸、儲存、分配和使用的技術將成為下世紀電力技術的重點領域。電力技術屬于傳統技術的范疇，技術創新和出現重大突破的機會要比信息科學、生命科學、材料科學等新興學科少得多。但是，應該看到，電力技術與其他學科的相互交叉和滲透的趨勢越來越明顯。電力研究的一些前沿課題反映了這種趨勢。以下將對若干電力前沿技術的現狀和未來發展前景進行評述。
1分布式電源
分布式發電裝置（DistributedGeneration）是指功率為數千瓦至50MW小型模塊式的、與環境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第3方所有，用以滿足電力系統和用戶特定的要求。如調峰、為邊遠用戶或商業區和居民區供電，節省輸變電投資、提高供電可靠性等等。
當今的分布式電源主要是指用液體或氣體燃料的內燃機(IC)、微型燃氣輪機（Microtur_bines）和各種工程用的燃料電池（FuelCell）。因其具有良好的環保性能，分布式電源與“小機組”已不是同一概念。
1.1應用背景
由于公眾對輸電線路可能產生的電磁影響的憂慮，開辟新的線路走廊越來越困難。例如，北美和西歐許多國家已決定一般不再興建新的輸電線路。于是，直接安置在用戶近旁的分布式發電裝置便成為一種替代方案。其次，與大電網配合，分布式電源可大大地提高供電可靠性，可在電網崩潰和意外災害（例如地震、暴風雪、人為破壞、戰爭）情況下，維持重要用戶的供電。加拿大魁北克省1997年冰雪災造成輸配電線路災難性破壞，引起大面積停電，許多重要用戶長期不能恢復供電。人們認識到，如果能有與電網配合的分布式電源在運轉，供電可靠性將會大大地提高，一些災難性后果是可以避免的。
對供電網難以達到的邊遠分散用戶，分布式電源在技術經濟上具有競爭力。此外，發展電動車電源是研究發展分布式電源的重要推動力。
1.2微型燃氣輪機
微型燃氣輪機（MicroTurbine）,是功率為幾千瓦至幾十千瓦，轉速為96000r/min，以天然氣、甲烷、汽油、柴油為燃料的超小型燃氣輪機，工作溫度500℃，其發電效率可達30%。目前國外已進入示范階段。其技術關鍵是高速軸承、高溫材料、部件加工等?？梢?，電工技術的突破常常取決于材料科學的進步。
1.3燃料電池
燃料電池是直接把燃料的化學能轉換為電能的裝置。它是一種很有發展前途的潔凈和高效的發電方式，被稱為21世紀的分布式電源。
1.3.1燃料電池的工作原理
燃料電池的工作原理頗似電解水的逆過程。氫基燃料送入燃料電池的陽極(電源的負極)轉變為氫離子，空氣中的氧氣送入燃料電池的陰極(電源的正極)，負氧離子通過2極間離子導電的電解質到達陽極與氫離子結合成水，外電路則形成電流。
通常，完整的燃料電池發電系統由電池堆、燃料供給系統、空氣供給系統、冷卻系統、電力電子換流器、保護與控制及儀表系統組成。其中，電池堆是核心。低溫燃料電池還應配備燃料改質器（又稱為燃料重整器）。高溫燃料電池具有內重整功能，無須配備重整器。
磷酸型燃料電池（PAFC）是目前技術成熟、已商業化的燃料電池?，F在已能生產大容量加壓型11MW的設備及便攜式250kW等各種設備。第2代燃料電池的溶融碳酸鹽電池（MCFC），工作在高溫（600～700℃）下，重整反應可以在內部進行，可用于規模發電，現在正在進行兆瓦級的驗證試驗。固體電解質燃料電池（SOFC）被稱為第3代燃料電池。由于電解質是氧化鋯等固體電解質，未來可用于煤基燃料發電。質子交換膜燃料電池是最有希望的電動車電源。
1.3.2性能和特點
燃料電池有以下優點：（1）有很高的效率，以氫為燃料的燃料電池，理論發電效率可達100%。熔融碳酸鹽燃料電池，實際效率可達584%。通過熱電聯產或聯合循環綜合利用熱能，燃料電池的綜合熱效率可望達到80%以上。燃料電池發電效率與規?；緹o關，小型設備也能得到高效率。（2）處于熱備用狀態，燃料電池跟隨負荷變化的能力非常強，可以在1s內跟隨50%的負荷變化。(3)噪音低；可以實現實際上的零排放；省水。（4）安裝周期短，安裝位置靈活，可省去新建輸配電系統。
目前燃料電池大規模應用的障礙是造價高，在經濟性上要與常規發電方式競爭尚需時日。
1.3.3技術關鍵和研究課題
燃料電池的技術關鍵涉及電池性能、壽命、大型化、價格等與商業化有關的項目，主要涉及新的電解質材料和催化劑。熔融碳酸鹽電池（MCFC）在高溫條件下液體電解質的損失和腐蝕滲漏降低了電池的壽命，使MCFC的大型化及實用化受到限制。需要解決電池構成材料的腐蝕；電極細孔構造變化使電池性能下降等問題。
固體氧化物燃料電池（SOFC）使用固體電解質且工作溫度很高,對構成材料及其加工有特殊要求。為了得到高溫下化學性穩定和致密性（不通過氣體）的電解質，在氧化鋯中加入Y2O3生成釔穩定氧化鋯。為了降低工作溫度，應盡可能減少電解質薄膜厚度。通常采用熔射法、燒結法和電化學蒸發涂層法制備電解質薄膜。實用的電解質膜的厚度為0.03～0.05mm。比較先進的已達到0.01mm。這樣薄的電解質陶瓷材料除應當有足夠的機械強度外，必須具有高度的氣體致密性，否則將喪失燃料電池的性能。燃料極使用鎳鋯等耐熱金屬陶瓷，鎳還用作燃料重整的催化劑，空氣極在運行中處在高溫氧化中，難以使用一般金屬。鉑的穩定性好，但費用昂貴，需要尋找替代材料，可用電子導電陶瓷。為了降低工作溫度，另外一個重要的研究方向是尋找低溫的質子導電的電解質。工作溫度倘若能降低到700℃以下，SOFC的造價就可以大幅度降低。
2大功率電力電子技術的應用硅片引起的“第”
2.1大功率電力電子器件的重大進展
電力電子學（PowerElectronics）的應用已經有多年的歷史。
電力電子學器件用于電力拖動、變頻調速、大功率換流已經是比較成熟的技術。大功率電子器件（HighPowerElectronics）的快速發展也引起了電力系統的重大變革，通常稱為硅片引起的第。近10多年來，可控整流器(SCR)、可關斷的晶閘管(GTO)、MOS控制的晶閘管(MCT)、絕緣門極雙極性三極管(IGBT)等大功率高壓開關器件的開斷能力不斷提高。目前，已經生產出6kA、6kV的GTO，單個元件的開斷功率可達到30MW左右，這無疑是一個巨大的進步。
近年來，大功率電子器件已經廣泛應用于電力的一次系統?？煽毓瑁ňчl管）用于高壓直流輸電已經有很長的歷史。大功率電子器件應用于靈活的交流輸電（FACTS）、定質電力技術（CustomPower）以及新一代直流輸電技術則是近10年的事。新的大功率電力電子器件的研究開發和應用，將成為下世紀的電力研究前沿。
2.2靈活交流輸電技術(FACTS)
靈活的交流輸電系統(FACTS)是80年代后期出現的新技術，近年來在世界上發展迅速。專家們預計在未來這項技術將在電力輸送和分配方面將引起重大變革，對于充分利用現有電網資源和實現電能的高效利用，將會發揮重要作用。
靈活交流輸電技術是指電力電子技術與現代控制技術結合以實現對電力系統電壓、參數(如線路阻抗)、相位角、功率潮流的連續調節控制，從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力系統穩定水平，降低輸電損耗。
FACTS技術的出現和應用的背景是：（1）發展電力市場的需要。原作為公用事業之一的電力面臨著“放松管制”（Deregulation）的改革。一些國家頒布法令規定用戶可以發電并售電給電網，允許電力用戶可自由選擇供電者，允許實行躉售托送（WholesaleWheeling），某些地區甚至允許實行電力零售托送。發電廠和電力用戶可以根據協議通過電網售受電力。電網作為電力市場的物質載體，即發電廠和電力用戶間電力輸送和分配的通道，需要滿足對電力潮流靈活調節控制的要求，而常規的交流輸電系統卻很難適應這一變化。
（2）發展互聯電網的需要。在發達國家已形成了緊密相連、多電壓等級的復雜互聯電網。由于電路定則使然，電網內部線路及聯絡線在運行中實際的潮流分布與這些線路的設計輸送能力相差甚遠；一部分線路已過載或接近穩定極限，而另一部分線路卻被迫在遠低于線路額定輸送容量下運行。這就提出了靈活調節線路潮流、突破瓶頸限制、增加輸送能力，以充分利用現有電網資源的要求。發達國家由于環保的嚴格限制，新建輸電線路十分困難，使得這一要求更為迫切。
傳統的調節電力潮流的措施，如機械控制的移相器、帶負荷調變壓器抽頭、開關投切電容和電感、固定串聯補償裝置等，只能實現部分穩態潮流的調節功能，而且，由于機械開關動作時間長、響應慢，無法適應在暫態過程中快速靈活連續調節電力潮流、阻尼系統振蕩的要求。因此，電網發展的需求促進了靈活交流輸電這項新技術的發展和應用。近年來，靈活交流輸電技術已經在美國、日本、瑞典、巴西等國重要的超高壓輸電工程中得到應用。
盡管靈活交流輸電技術已在多個輸電工程中得到應用，并證明了它在提高線路輸送能力、阻尼系統振蕩、快速調節系統無功、提高系統穩定等方面的優越性能，但其推廣應用的進展步伐比預期的要慢。主要原因有：工程造價比常規的解決方案高，因此，只有在常規技術無法解決的情況下，用戶才會求助于FACTS技術；FACTS技術還需要進一步完善。目前FACTS技術的應用還局限于個別工程，如果大規模應用FACTS裝置，還要解決一些全局性的技術問題，例如：多個FACTS裝置控制系統的協調配合問題；FACTS裝置與已有的常規控制、繼電保護的銜接問題；FACTS控制納入現有的電網調度控制系統問題等等。也有專家認為，FACTS技術尚不能更快推廣應用是因為電力部門對新技術持謹慎觀望態度，只有相當成熟的技術才會大規模應用。
隨著電力電子器件的性能提高和造價降低，以電力電子器件為核心部件的FACTS裝置的造價會降低，可能會在不遠的將來比常規的輸配電方案更具競爭力。國際大電網會議展開了有關STATCOM與SVC性能價格比的討論，不少專家認為，由于STATCOM不需要采用大量的電容器就可以實現無功的快速調節，而電容器的價格多年比較穩定，不大可能大幅度下降；相反，電力電子器件的價格會不斷降低，故預計STATCOM會比SVC（靜止無功補償器）更有競爭力。若將超導儲能裝置與STATCOM配合，可以實現系統有功功率的快速調節，這是以往任何的常規設備不能勝任的。
FACTS技術也在不斷改進，一些新的FACTS裝置被開發出來，例如可轉換靜止補償器（ConvertibleStaticCompensator），它由多個同步電壓源逆變器構成，可以同時控制2條以上線路潮流（有功、無功）、電壓、阻抗和相角，并能實現線路之間功率轉換?？赊D換靜止補償器具有下列功能：（1）靜止同步補償器的并聯無功補償功能；（2）靜止同步串聯補償器的功能；（3）綜合潮流控制器功能；（4）控制2條線路以上潮流的線間潮流控制（IPFC）功能；CSC被認為是第3代靈活交流輸電裝置。
電力電子器件的發展趨勢是：一方面研制經濟性能好的器件，以便降低設備造價；另一方面，研制開斷功率更大的高性能器件。最近，國外公司宣布研制成功以碳化硅（SiC）為基片的電力電子器件?；哪蛪汉蜔崛萘靠纱蠓忍岣?，而元件的損耗卻大大降低，從而使元件的斷開功率可望有數量級的飛躍。這預示用電子高壓斷路器取代機械的高壓斷路器（油斷路器、六氟化硫斷路器、真空開關等）已成為現實的可能。如果電力系統的高壓機械開關一旦被大功率的電子開關取代，則電力系統完全的靈活調節控制便將成為現實。
2.3定質電力技術
定質電力（CustomPower）技術是應用現代電力電子技術和控制技術為實現電能質量控制，為用戶提供用戶特定要求的電力供應的技術。
現代工業的發展對提高供電的可靠性、改善電能質量提出了越來越高的要求。在現代企業中，由于變頻調速驅動器、機器人、自動生產線、精密的加工工具、可編程控制器、計算機信息系統的日益廣泛使用，對電能質量的控制提出了日益嚴格的要求。這些設備對電源的波動和各種干擾十分敏感，任何供電質量的惡化可能會造成產品質量的下降，產生重大損失。
重要用戶為保證優質的不間斷供電，往往自己采取措施，如安裝不間斷電源(UPS)，但是這并不是經濟合理的解決辦法。根本的出路在于供電部門能根據用戶的需要，提供可靠和優質的電能供應。因而，便產生了以電力電子技術和現代控制技術為基礎的定質電力技術（CustomPowerTechnology）。
為提高配電網無功調節的質量，已開發出用于配電網的靜止無功發生器(DSTATCOM)。它由儲能電路、GTO或IGBT變換電路和變壓器組成。它的功能是快速調節電壓，發生和吸收電網的無功功率，同時可以抑制電壓閃變。這是“定質電力”的關鍵設備之一。此外，靜止無功發生器和固態開關配合，可在電網發生故障的暫態過程中保持電壓恒定。另一關鍵設備是動態電壓恢復器(DynamicVoltageRestorer)，它由直流儲能電路、變換器和級次串聯在供電線路中的變壓器構成。變換器根據檢測到的線路電壓波形情況，產生補償電壓，使合成的電壓動態保持恒定。無論是短時的電壓低落或過電壓，通過DVR均可以使負載上的電壓保持動態恒定。
2.4新型直流輸電技術
直流輸電已是成熟技術。造價較高是其與交流送電競爭的不利因素。新一代的直流輸電是指進一步改善性能、大幅度簡化設備、減少換流站的占地、降低造價的技術。直流輸電性能創新的典型例子是輕型直流輸電系統（LightHVDC），它采用GTO、IGBT等可關斷的器件組成換流器，省去了換流變壓器，整個換流站可以搬遷，可以使中型的直流輸電工程在較短的輸送距離也具有競爭力，從而使中等容量的輸電在較短的輸送距離也能與交流輸電競爭。此外，可關斷的器件組成換流器，由于采用可關斷的電力電子器件，可以免除換相失敗之虞，對受端系統的容量沒有要求，故可用于向孤立小系統（海上石油平臺、海島）的供電，今后還可用于城市配電系統，并用于接入燃料電池、光伏發電等分布式電源。
2.5同步開斷技術
同步開斷(SynchronizedSwitching)是在電壓或電流的指定相位完成電路的斷開或閉合。在理論上應用同步開斷技術可完全避免電力系統的操作過電壓。這樣，由操作過電壓決定的電力設備絕緣水平可大幅度降低，由于操作引起設備（包括斷路器本身）的損壞也可大大減少。目前，高壓開關都是屬于機械開關，開斷的時間長、分散性大，難以實現準確的定相開斷。目前的同步開斷設備是應用一套復雜的電子控制裝置，實時測量各種影響開斷時間分散性的參量變化，對開斷時刻的提前量進行修正。即便采取了這種代價昂貴的措施，由于機械開關特性決定，還不能做到準確的定相開斷，設計人員還不敢貿然降低電氣設備的絕緣水平，以防同步開斷失敗造成設備損毀。因此，同步開斷的優勢沒有發揮出來。
實現同步開斷的根本出路在于用電子開關取代機械開關。美國西屋公司已制造出13kV、600A、由GTO元件組成的固態開關，安裝在新澤西州的變電站中使用。GTO開斷時間可縮短到1/3ms，這是一般機械開關無法比擬的?，F在，由固態開關構成的電容器組的配電系統“軟開關”已問世。
2.6未來全可控的電力系統
現在的電力系統由于還依賴高壓機械開關（油斷路器、六氟化硫斷路器、真空開關等）實現線路、設備、負荷的投切，尚不能做到完全可控。這是因為機械的慢過程不可能控制電的快過程?！半娋W控制”目前只能做到部分控制，本質上仍然是一個調度員的決策支持系統。如果電力系統的高壓機械開關一旦被大功率的電子開關取代，則電力系統真正的靈活調節控制便將成為現實。
3狀態維修技術
狀態維修技術（ConditionBasedMaintenance）可以包涵可靠性為中心的維修技術（RCM）和預測維修技術（PDM）。
3.1應用背景
這2項技術最初是應用于航空航天系統，后來移植應用于核電站的維修，近年已成功地用于發電廠設備的維修，并正在用于輸變電設備的檢修。
電力系統的可靠性在很大程度上取決于電力設施的可靠性。隨著電網容量的增大和用戶對供電可靠性要求的提高，維修管理的重要性日益顯現出來。維修費用占電力成本的比例也不斷提高。一座現代化核電站的運行維修費用已超過燃料費用。如何采取合理的維修策略和正確決定維修計劃，以保證在不降低可靠性的前提下節省維修費用，便成為電力部門或負責設備維修的公司面臨的重要課題。
近年來，由于電力體制的改革，電力設備的維修也開始進入市場，過去電力部門獨家負責設備維修的局面已被打破，電力設備制造部門也開始介入維修這一領域。由于設備制造商對設備的設計和薄弱環節了如指掌，加上備品備件來源有保證，往往在承接維修合同的競爭中處于有利地位。
電力部門對于設備的運行狀況十分熟悉，對系統中可能出現的各種電氣、熱、機械應力和氣象影響因素十分了解，承擔維修任務也具有優勢。競爭促進了技術的發展。過去電力設備維修常用的定時檢修（TimebasedMaintenance）和以定時檢修為基礎，根據經驗決定延長或縮短維修周期的做法已不能滿足需要，需要發展新技術。
3.2主要技術內容
以可靠性為中心的維修（RCM）和預測性維修是互相緊密聯系而又不同的2個技術領域。
以可靠性為中心的維修（ReliabilitycenteredMaintenance）是在對元件的可能故障對整個系統可靠性影響評估的基礎上決定維修計劃的一種維修策略。RCM技術在60年代末開始發展起來。當時由于寬體客機的投運，系統變得十分復雜，航空系統沿用定時大修的傳統方法在經濟上變得不可接受。根據元件故障后果的嚴重程度確定維修計劃的RCM收到了良好效果，使航空系統可靠性提高?，F在RCM已成為全世界幾乎所有航空公司采用的方法。80年代美國EPRI將RCM引入核電站的維修，后來又應用于火電廠，取得了提高可靠性和降低維修費用的目的?，F在正在研究變電站設備的RCM技術。
預測性維修（PredictiveMaintenance）是根據對潛伏故障進行在線或離線測量的結果和其他信息來安排維修的技術。其關鍵是依靠先進的故障診斷技術對潛伏故障進行分類和嚴重性分析（CriticalityAnalysis）,以決定設備（部件）是否需要立即退出運行和應及時采取的措施。
綜上所述，電力設備狀態維修技術涉及復雜大系統可靠性評價、先進的傳感技術、信息采集處理技術、干擾抑制技術、模式識別技術、故障嚴重性分析、壽命估計等領域。
3.3先進傳感器
先進的傳感器(AdvancedSensor)是實現預測性維修的重要手段,是一個長盛不衰的研究熱點。這是因為,故障診斷技術的發展首先決定于能否獲取盡可能多的有用信息，這是數據處理和診斷決策的基礎。為了提高故障診斷水平，研究各種新型傳感器便成為電力界的研究熱點。原來用于軍事的傳感技術，也有一部分移植到電力設備的狀態監測上來。例如，用于鍋爐管道高溫應變測量的光纖傳感器，是帶有內部諧振腔的光導纖維，它可直接貼在被測管道上。用于測量鍋爐燃燒室中溫度的傳感器，是用氧化鋁保護的鉑電阻，其測量精度優于1%。
美國電力研究院已開發出一種直接測量分析油中氣體的金屬*.絕緣子*.半導體傳感器，它可在線直接測量和分析油中的4種氣體并監視其變化趨勢，現已用于一些電力部門的變壓器。下一步工作是把測量微水的傳感器和它集成起來，并配合負荷電流測量，弄清油中氣體、水分隨負荷的變化關系。
對紫外光下發螢光的一些傳感器，可能會用于測量發電廠中的高溫和應變。研究人員還在研究利用偏振光遙測電場和磁場的技術，研究用壓電材料的薄膜來測量腐蝕和積塵，傳感器測得數據的無線傳輸也是需要解決的一個重要問題。
3.4故障診斷的信息處理技術
對采集到的信號加工處理，要比采集信號本身更為困難，信號加工和處理的目標有3：從現場中大量的背景干擾信號中提取有用的信號；根據測得的信號進行故障分類；判斷故障的嚴重程度，以便決定設備是否需要退出運行。
為抑制現場測量中不可避免的干擾，除了應用硬件濾波器和數字濾波技術以外，近年的研究發現小波變換技術可有效地濾除穩態信號（如現場測試中經常遇到的載波信號干擾和噪雜聲干擾)，可以把有用信號從比信號強幾個數量級的干擾中提取出來。
故障信號的分類則是更為困難的研究課題。過去用頻譜來區分故障類型的方法有很大的局限性。因為許多不同類型的故障信號頻譜往往有一部分甚至大部分是重疊的，在頻域內很難加以區分。研究故障的“指紋特征”以及提取和識別指紋特征的方法便成為故障診斷研究的一個重要的分支。在研究的故障分類方法有：神經網絡、專家系統、小波分析、分形維分析等。
4電磁兼容技術
電磁兼容（EMC）是指設備或系統在所處的電磁環境中能正常工作且不對該環境中任何其他事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。電磁兼容技術是一門迅速發展的交叉學科，涉及電子、計算機、通信、航空航天、鐵路交通、電力、軍事以至人民生活各個方面。在當今信息社會，隨著電子技術、計算機技術的發展，一個系統中采用的電氣及電子設備數量大大增加，而且電子設備的頻帶日益加寬，功率逐漸增大，靈敏度提高，聯接各種設備的電纜網絡也越來越復雜，因此，電磁兼容問題日顯重要。
電力系統中，在電網容量增大、輸電電壓增高的同時，以計算機和微處理器為基礎的繼電保護、電網控制、通信設備得到廣泛采用。因此，電力系統電磁兼容問題也變得十分突出。例如，集繼電保護、通信、SCADA功能于一體的變電站綜合自動化設備，通常安裝在變電站高壓設備的附近，該設備能正常工作的先決條件就是它能夠承受變電站中在正常操作或事故情況下產生的極強的電磁干擾。此外，由于現代的高壓開關常常與電子控制和保護設備集成于一體，因此，對這種強電與弱電設備組合的設備不僅需要進行高電壓、大電流的試驗，同時還要通過電磁兼容的試驗。GIS的隔離開關操作時，可以產生頻率高達數兆赫的快速暫態電壓。這種快速暫態過電壓不僅會危及變壓器等設備的絕緣，而且會通過接地網向外傳播，干擾變電站繼電保護、控制設備的正常工作。隨著電力系統自動化水平的提高，電磁兼容技術的重要性日益顯現出來。
4.1電磁兼容技術的主要內容和發展趨勢
電力系統電磁兼容的主要內容包括：
（1）電磁環境評價。即通過實測或數字仿真等手段，對設備在運行時可能受到的電磁干擾水平（幅值、頻率、波形等）進行估計。例如，利用可移動的電磁兼容測試車對高壓輸電線路或變電站產生的各種干擾進行實測，或通過電磁暫態計算程序對可能產生的瞬變電磁場進行數字仿真。電磁環境評價是電磁兼容技術的重要組成部分，是抗干擾設計的基礎。
（2）電磁干擾耦合路徑。弄清干擾源產生的電磁搔擾通過何種路徑到達擾的對象。一般來說，干擾可分為傳導型干擾和輻射型干擾2大類。傳導干擾是指電磁搔擾通過電源線路，接地線和信號線傳播到達對象所造成的干擾，例如，通過電源線傳入的雷電沖擊源產生的干擾；輻射干擾是指通過電磁源空間傳播到達敏感設備的干擾。例如，輸電線路電暈產生的無線電干擾或電視干擾即屬于輻射型的干擾。研究干擾的耦合途徑，對制定抗干擾的措施，消除或抑制干擾有重要的意義。
（3）電磁抗擾性評價。研究電力系統中各種敏感的設備儀表，如繼電保護、自動裝置、計算機系統、電能計量儀表等耐受電磁干擾的能力。一般是采用試驗來模擬運行中可能出現的干擾并在設備盡可能接近工作條件下，試驗被試設備是否會產生誤動或永久性損壞。設備的抗擾性決定于該設備的工作原理，電子線路布置、工作信號電平，以及所采取的抗干擾措施。隨著電力系統中各種自動化系統和通信系統的廣泛采用，隨著強電設備與強電設備集成為一體的趨向，如何評價這些設備耐受干擾的能力、研究實用和有效的試驗方法，制定評價標準將成為電力系統電磁兼容技術的重要課題。
（4）抗干擾措施，電磁干擾的產生和耦合。敏感設備是不可能完全避免電磁搔擾的。因此，往往比較經濟合理的解決辦法是在敏感設備上應用抗干擾措施。例如，電力調度大樓遭受雷擊是不可避免的。但通往系統和調度自動化系統的安全運行可通過正確的接地、屏蔽、隔離措施加以保證。研究有效經濟和適用的抗干擾措施也是未來電磁兼容領域的重要任務。
（5）電能質量。國際大電網會議36學術委員會（電力系統電磁兼容）把電能質量控制也列入電磁兼容的范疇，研究頻率變化、諧波、電壓閃變、電壓驟降等對用戶設備性能的影響。
4.2電磁場生態影響
1.變電站技術的自動化變電站是電力系統中的重要部分，變電站中電氣自動化技術的應用，主要是將計算機和通訊技術結合在一起，對數據信息進行集中處理和分析，并重組優化變電站設備和電力系統。這種技術對各個系統的互連配置進行了簡化，操作起來更加方面快捷，滿足了電網自動化建設的要求，另外數據監控的利用時微機保護功能進一步完善，并且還能有效識別處理系統內單元模塊的故障，實現電力系統的安全、穩定運行。
2.配電網技術的自動化配電網技術的自動化技術主要運用在改造城鄉的配電網上，目的是進一步實現電網的自動化，解決城鄉自動化系統中的問題，促進電網的發展，這樣才有利于確保電網運行的平穩安全，提高企業的經濟效益。通過運用電氣自動化技術能對用戶計量表進行數據分析，及時排查出故障，減少切點情況的發生，降低用電量損失。另外，利用系統檢測能計算出線路線損，保證線路運行更加通暢。
二、電力工程中電力自動化技術的應用
1.現場總線技術幾年來，現場總線技術逐漸興起，并在電力工程中起著不可或缺的作用?，F場總線技術，不僅有利于實現智能自動化裝置和控制器之間的連接，還有利于解決電氣設備與高級控制系統間的信息傳遞問題。具體來說，這項技術就是將傳感器和監測系統所獲得的信息參數傳遞到計算機上，計算機通過分析數據模型，顯示出電網的運行狀態以及故障，然后利用布線技術將最終指令傳送到控制設備上，進而實現電力系統的控制功能?，F場總線技術優勢是，利用信息技術就能對電力系統的現場設備進行遠程操作，這樣就大大降低了管理難度，而且有利于技術人員分析不同渠道的供電數據，以此全面掌握用戶的用電需求，制定出行之有效的電力營銷策略。
2.主動對象數據庫技術作為電力自動化關鍵技術之一，主動對象數據庫技術給軟件工程造成了非常大的變革，也影響著軟件的開發與利用。在電力工程中，主動對象數據庫技術是一種監控技術手段，可以主動對電力系統的運行進行監督控制，以提高供電的可靠性，還有利于降低對信息數據的處理和計算速度，這樣處理電力數據的成本也就大大減少了。采用對象技術和觸發機制，可以實現對數據庫的自動監控，而且信息數據在處理之后能夠提高準確率和利用價值，這樣相關技術人員就能對數據進行恰當處理，操作使也有了更加準確的數據資料可以參考。目前隨著計算機信息技術的更新與發展，數據庫技術也得到了更加復雜和全面的功能，更多先進的設備進入電力自動化建設，有利于提升電力系統的自動監視與控制功能，進而滿足工業生產和生活的需要。
3.光互連技術在繼電和自動控制系統中，光互連技術運用得比較廣泛，這種技術主要是利用探測器功率限制電力扇出數，提升電力系統的集成度，并且不存在信道對帶寬的限制，有利于實現重構互連，另外光互聯技術的干擾性比較強，能使數據傳輸更加便捷。而電子傳輸和電子交換技術的運用，不僅有利于拓展互聯網絡，還能促進編程結構的不斷改善，讓電力系統的靈活性得到增強。除此之外，光互連技術還具備強大的數據處理能力，可以通過搜集和分析電力系統的數據資料，及時找到出現故障的位置，以提高電力故障的處理效率，盡可能避免因故障帶來的不必要損失，這樣才能提高電力服務的質量。光互連技術還有非常強的數據處理功能，在技術使用方面更具靈活性，產生的畫面也更為清晰，為電力調度人員開展電力調度工作提供了參考標準和依據，因此在電力系統中被廣泛運用。
三、結束語
1.1發電技術———燃料電池
目前在電力技術中較為新穎的一種技術形式，實際上就是燃料電池，而燃料電池本身在實際使用的過程中，實際上就是通過內部化學物質反應的方式，將釋放出的相關化學能，直接轉換成為電能。從相關的統計數據來看，燃料電池表現出的發電率極高，如果說單純的采取聯合循環式的燃料電池進行使用，那么其所表現出的發電率能夠維持在85%左右。不僅如此，還由于燃料電池表現出的負荷不高，那么負荷變化的情況下，便能夠有效的進行跟蹤，滿足高調峰需求。燃料電池在節能上也只是存在著較低的污染問，在燃料電池技術持續完善的情況下，甚至能夠達到零排放以及節水的效果，進而最大限度的促使能源缺乏現象得以解決。
1.2交流輸電
交流電技術已經在是如今的電力技術體系中，發展到了一個極為成熟的地步，特別是在電力的分配以及輸送上，都呈現出了極大的提升。在實際使用的過程中，完全可以有效的促使電網資源利用效率大幅度提升，這對于電能體系的利用高效性有著極大的促進意義。在這一過程中，交流輸電電力技術在大功率之下，表現出的高壓開關，一般都是直接使用的大功率電子器件，而FACTS設備實際上還包含了其他形式的電力設備技術，這方面的技術應用，對于電力系統實際運行過程中的調節工作，有著極為良好的改善效果。并且在電力系統運行穩定的功能需求上，交流輸電技術在其中發揮出了至關重要的作用。
1.3太陽能電力技術
太陽能技術本身屬于大自然中可使用的最多自然資源，并且在這其中也表現出了較高的能量轉換率。太陽能輻射本身在實際對地球進行照射的過程中，會由于緯度的差異性，而表現出一定的不同，地球上最大太陽照射率870-3400KWh/m2。根據中國科學院對電力研究的分析，太陽能電池和其他電池有所不同———只可用于小面積地方。每年的供量大概是3500KWh/m2到5500KWh/m2之間。一般來說可以滿足我國普通家庭一年的用電量。太陽能發電技術具體包擴了兩個方面：①利用太陽能的熱動力發電的技術；②利用光伏發電的技術。所謂光伏發電，就是利用太陽能將其轉變為電能，的技術。隨然太陽能發電具有很多優勢，但是因為一些局限性，在全球范圍內光伏發電的規模還十分小，但是在未來幾十年內，相較于常規電力技術，光伏發電技術肯定會慢慢啤機開來。
1.4城市化的供電技術
隨著現代化社會的不斷發展，電能的質量和供電的可靠性要求也在提高。在現代化社會里存在著較為復雜供電方式和供電的負荷密度，需要相當大的發展空間和靈活性，并且需要較為穩定可靠的電力技術相輔相成，從而真正意義上的滿足電網的升格和不斷增加的供電負荷，其電網建設所具備的電力技術也相對復雜。例如：新型的GIS設備、集成技術和配電網的保護等。高壓下的直流配電技術，即骨干網架的高壓直流電纜，以及自變流的電力技術的一種流向用戶工頻或者是高頻下供電技術在城市供電中普遍應用。
2電力生產安全
2.1繼電保護運行管理與技術監督
在電力生產安全方面需要保證電氣設備運行的可靠性，因此要求我們能在日常工作中及時發現并排除安全隱患，建立電氣設備隱患和缺陷庫，減少保護裝置動作的機會。如確有故障存在，則需要保護裝置可靠正確動作切除故障，將故障設備隔離，避免擴大事故范圍，以免造成更大的損失。在此基礎上整合計算機的運行維護與管理、保護裝置的入網管理，降低電氣設備的缺陷發生率，對保護裝置嚴格按規范進行定期校驗，并有試驗合格可以投入運行的確切結論，對于母差、主變差動及光纖縱差等保護尤其要重點關注，保證各二次回路的正確接線，避免繼電保護裝置設備產生誤動或拒動。
2.2完善電力生產的安全機制
安全機制在一定程度上可以帶動工作人員的安全生產積極性，從而實現了安全事故的控制管理和安全生產的良性循環，保證了工作人員生命安全和電網安全。建立相關的安全機制，規范了生產管理的各項工作流程，體現了標準化作業的安全性，保證了電力生產的正常、穩定、安全進行。通過安全保障機構建立，以安全生產為第一要素，重點扶持安全生產，并且建立有效可行的機制；建立責任制度和安全管理制度，規范生產行為，讓考核、管理和執行做到有據可依的網絡化的機制體系，從根本上落實電力生產安全。
2.3加強電力企業的安全文化的建設
企業中的員工是企業主體部分，無論是企業的內部還是外部都不能脫離人員因素的重要影響作用，所以，調動企業員工的能動性就顯得非常重要。因此，從管理角度入手，需加強電力企業生產安全方面的管理，提高員工的生產效率與工作責任心，從而為電力發展創造更大的發展空間和經濟效益。逐級簽訂《安全目標責任書》、《人員互保責任書》、《四不傷害責任書》等，使每一個員工始終繃緊安全這根弦，做到警鐘長鳴。其次，建設電力生產的安全文化中心的根本是樹立安全意識，讓員工從根本上認識到生產安全的利害關系，使安全意識深入人心。
3結論
1.1電力技術的概念我們所說的電力技術就是通過使用電力器件或系統變換來達到控制電能，使電網中的電能能夠有效地傳輸到各生產單位或者居民家中的一項現代化技術。
1.2電力技術對電網調度運行的應用
（1）電力技術是電網運行的關鍵，只有將電力技術運用到電力調度運行中去才能保證電網的安全有效運行。
（2）電網的調度是對電網輸送電能過程中的狀態實行實時監控，確保經濟調度并對所有的意外情況發生的可能性進行有效地分析和對已經發生的安全事故進行處理。電網的運行的質量和效率直接關乎到整個電網的運行以及電力有關的企業的經濟效益。
（3）隨著科學技術的發展，多種多樣的電力技術被發明創造出來，運用先進的電力技術能夠有效的提高電網電力調度的效率，并能對運行的電網進行信息采集、監控、分析運行狀態并對所有的數據進行處理工作，診斷出電網的錯誤點并能快速修復故障，也可以調整整個電網的負荷，對電能進行優化配置，使電網順利輸送電能。綜上可見電力技術是電力調度必不可少的技術并能有效地推動電網的安全性，使電網穩定運行。
2電力技術在電力調度運行中的應用
2.1基于廣域測量系統(WAMS)的動態EMS系統(AEMS)
2.1.1什么是AEMS所謂的AEMS是建立在WAMS之上的由動態測量系統、通信系統、中央處理系統、和同步定時系統四部分共同組成的一個電力技術系統。這個能夠對同步定時的母線電壓和發電機電勢正序分量的空間矢量族。因此這個系統可以實現對電網的整體狀態的動態評估，測量發電機的運行狀態和電網輸電過程中其他的震蕩現象。
2.2為什么要建立AEMS？隨著經濟對于電力的需求，電網改造工作正在全國范圍內進行著改造工作，這也就使得電力的協調工作越來越困難，并且整個電力的運輸安全穩定性下降，這種情況在現有的EMS系統下對于電力的運行變得極為不利，因此必須加強整個電網的調度的穩定與安全性的研究與探討工作。從而使得更為先進的AEMS得以運用。
2.1.1電力電子技術的應用
（1）高壓直流輸電。高壓直流輸電是一種可以保證整個電網系統動態的穩定性和電力疏導的兩端系統的穩定性能的技術，并且高壓直流輸電中的核心設備和技術（換流閥和換流技術）正在變革和研究。它主要是在長距離輸電的情況不受穩定性的限制。在運用中由于直流電不必要求兩端的系統進行同步的工作，因此可以用兩個甚至更多個不同頻率的交流電網進行鏈接工作，因此對于這種高壓直流輸電的運用在經濟性和技術兩個層面來說的話，未來的發展前途不可估量。
（2）不間斷電源。不間斷電源是一種緊急的供電系統，這種系統是電力自動化系統能夠安全、穩定運行的最基本的要求和基本保障，這種電源對于計算機通信系統和其余的不能斷電的場合來說是一種非?？煽坎⑶揖哂袠O高性能的電源，在電力調度中得到極大的推廣和廣泛的應用。
（3）柔流輸電。柔流輸電主要是采用現行的電力電子技術對交流輸電系統進行連續、靈活、重復控制等柔性控制，并對協調控制進行有效地優化工作，這樣可以有效提高對于電力疏導能力和它的可控性。對于柔流電控制系統目前有數十種，可以按照它的安裝位置分為三大類即發電型、輸電型和供電型。他們這三種類型的安裝裝置都是通過快速有效地控制電力系統中電壓、功率等變量，并通過對變量的控制來加強電網交流電的運行穩定性。目前為止已經運用的柔流電控制器有串聯補償器和靜止調相機等多種。
2.3安全穩定控制技術
2.2.1安全穩定控制技術的作用安全穩定控制技術就是一種系統保護或者說是一種特殊的保護整個電力系統的穩定和安全運行的控制技術，隨著電網的革新和智能化這種系統得到了更大面積的推廣和應用。
2.2.2安全穩定控制技術的分類
（1）按照應用分：受端電網側、送端電網側、電網解列。
（2）按照范圍分：區域電網控制、大區聯網控制、局部電網控制。
（3）按照穩定類型分：電壓穩定控制、設備過負荷控制、暫態穩定控制、失步控制。
3變電站綜合自動化技術
3.1什么是變電站綜合自動化技術變電站綜合自動化技術是目前正在處于試用階段的一項新發展起來的技術，它是以計算機技術為基礎，用現有的數據通信為手段達到信息共享的目標。能夠實現當前電網下對于故障錄波、電度采集、四遙、重合閘和對電路的保護，是一種多功能的專家綜合系統。
3.2變電站綜合自動化技術的特點目前的電網大多是采用分層分布式綜合自動化系統，這種系統是一種新型的設計系統，它主要是用面向間隔的設計代替了傳統的面相功能的設計。這種系統是通過安裝的數據采集裝置和我們的變電站系統相連，通過專用的網絡實現所有數據的共享工作。這種系統具有實時性、靈活性和可靠性。在很大的程度上實現了專業的電網調度自動化，從而很好的管理了整個電網的運行。
3.3對于調度運行工作的要求隨著電力系統的電網的完善和改造，對于縣級等小電網設施是一個不小的沖擊，這類電網時間較久系統落后，調度等方面比較閉塞，所以必須進行大面積的改造工作來實現新興技術的應用，以達到更好的調度工作。
4雷電定位技術的應用
4.1為什么要運用雷電定位技術在平時的電力輸送過程中，遇到陰雨天氣對于電網的損壞程度很大，并且在摸查時候困難較大，不能有效找到出事地點，從而可能引起大面積的停電造成經濟損失和人民的生活不便。因此采用雷電定位技術就可以有效解決這種問題的出現，提高了工作的效率。
4.2雷電定位系統的作用在電路被雷電擊中之后會出現電路跳閘的情況，及時找到被雷電擊中的的位置是一個十分重要的任務，在雷電定位系統沒有使用之前往往會消耗大量的人力物力進行查找事故點，這種工作往往浪費時間不容易而沒有效果。在采用了雷電定位系統之后可以就跳閘的部位進行有效的定位，在短時間內可以分析出具體的遭受雷擊的部位，通過電腦告訴有關人員，然后指揮人員會派出專人進行現場查看工作，這樣很大程度上節約了時間，提高了效率，可以有效的避免經濟損失。
4.3確定線路跳閘原因與雷擊的關聯性在沒有雷電定位系統之前，出現跳閘的情況我們會認為是出現了雷擊，但是在系統出現之后我們可以很容易的確定雷擊部位，并通過傳回的數據進行有效地分析，準確判斷是否跳閘與雷擊有關。這個系統的運用有效的提高了工作人員的工作效率。
4.4對雷擊的有效防范這個雷擊定位系統能夠將多處的雷擊破壞進行有效地定位工作，并將所有的數據進行匯總反饋工作。在匯總后可以有效地分析出雷擊的次數并可以針對這些雷擊的次數及地點采取有效的防范措施。
5電力調度運行對電力市場化運營技術的應用
電力是一種特殊的能源，要想在能源市場是取得應有的份額，必須發展電力市場化系統。電力市場化系統是電力大規?；妥詣踊l展后的必然趨勢。
5.1電力市場化運營技術在電力調度上的作用要想實現電力企業市場化必須要提高電力系統的穩定性，并且聯合電力市場上的其余成員制定一定的電力運營規則，實現電能安全生產、傳輸、配送服務上的和諧統一，要想實現這一目標離不開強有力的技術支持，其中EMOS系統深受電力工作者的喜愛。
5.2調度人員對電力市場化運營的意義雖然電力供應的市場運營需要依賴先進的技術，但是調度工作者在這個運營的過程中也有著不可替代的地位，他們是系統的操作者和實行者。在所有的技術支持的條件下他們還必須有自己的判斷意識，做到公正、公平、公開。因此所有的工作人員要充分認識電力企業運營市場化，提升自己的業務水平和操作水準，在系統支持和運行安全的基礎上掌握電網的調度，從而滿足市場和消費者的需求，進而促進企業的市場利益最大化。
6結語
