電氣工程及其自動化專業(yè)技術論文是學術論文中科技論文類的一種，專門對電力生產建設、技術革新、技術改造領域內的某些現(xiàn)象或問題進行研究、探討，所以它既具有學術論文的科學性、創(chuàng)新性、理論性、學術性等一般特點，又具有電力科學本身的特點。以下是unjs小編搜集并整理的畢業(yè)論文有關內容，希望在閱讀之余對大家能有所幫助!
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一、研究背景
傳統(tǒng)城市中壓配電網因短路電流控制的原因被迫采取閉環(huán)設計開環(huán)運行的模式，開環(huán)模式對可靠性、供電能力的進一步提升帶來很大困難。隨著柔性直流電力電子技術的發(fā)展，通過電力電子技術柔性化是未來城市配電網的一個新發(fā)展方向。將柔直技術應用到交流配電網中，能改變現(xiàn)有閉環(huán)設計開環(huán)運行的模式，實現(xiàn)配電網的柔性閉環(huán)運行，有希望解決城市配電網發(fā)展中的一些瓶頸問題。
最大供電能力(TSC)是配電網規(guī)劃的關鍵指標，同時反映了電網的安全性與效率。目前TSC的研究已有較多進展，但對于電力電子化配電網的TSC研究尚未見報道。本文提出一種柔性配電網的TSC模型與求解方法，并在國內外首個多端柔性中壓配電網示范工程可行性研究中成功應用。
二、柔性配電網概念
為解決傳統(tǒng)配電網開環(huán)運行方式所帶來的問題，可將饋線間的聯(lián)絡開關用柔性開關(軟開關SOP)代替，柔性開關是安裝于聯(lián)絡開關處的一種柔性電力電子裝置。開閉站是普遍使用的構成城市配電網主體結構的關鍵設施。為此，本文提出了柔性開閉站(Flexible Switching Station，F(xiàn)SS)概念，F(xiàn)SS由柔性開關構成，是一種多端的柔性配電設施，能根據相關饋線的負載情況實時連續(xù)地進行功率分配，并具有良好的動態(tài)響應特性，在潮流控制能力上，明顯強于只是對功率進行簡單單向分配的傳統(tǒng)開閉站。
當多回饋線通過一定數(shù)量的FSS組網后，將形成柔性配電網(Flexible Distribution Network，F(xiàn)DN)。FDN采用柔性閉環(huán)運行方式，在閉環(huán)點實現(xiàn)潮流的柔性可控，一定程度改變了潮流的自然分布。典型的FDN組網形態(tài)如圖1所示。
圖1 典型的FDN組網形態(tài)
三、FDN的TSC模型
FDN的TSC定義：基于N-1安全校驗準則，定義為在一定的供電區(qū)域內所有饋線N-1校驗和變電站主變N-1校驗均滿足時，該供電區(qū)域所能帶的最大負荷。
模型將FDN中所有主變(饋線)所帶的負荷之和作為目標函數(shù)。
模型將以下三個條件作為等式約束：
1)饋線負荷分配等式約束，表示FSS將饋線負荷按需連續(xù)分成幾部分，其中每一部分轉帶給不同的饋線，所有轉帶出去的負荷之和等于該饋線的總負荷。
2)主變-饋線負荷等式約束，表示主變所帶的負荷等于其母線上所出的所有饋線負荷之和。
3)主變-饋線負荷轉帶等式約束，表示主變發(fā)生N-1故障時轉帶給其他主變的負荷是通過與兩臺主變相連的饋線之間的負荷轉帶完成的。
模型將以下三個條件作為不等式約束：
1)饋線負荷-FSS容量不等式約束，表示主變上的饋線發(fā)生N-1故障后，其饋線所帶的負荷必須不大于FSS的端口容量。
2)饋線N-1不等式約束，表示主變上的饋線發(fā)生N-1故障后，其負荷通過與FSS聯(lián)絡的饋線轉帶給其他主變上的饋線，負荷轉帶后接受負荷轉帶的饋線不能過載。
3)主變N-1不等式約束，表示主變接受故障主變轉移的負荷后不超過自身主變的允許容量。
四、FDN的TSC規(guī)律總結
1)TSC總量大小
FDN的TSC總量在某些情況下有所提升，對于三端FSS，當多聯(lián)絡饋線容量小于單聯(lián)絡饋線時，TSC有提升，這種情況適合FSS連接某些主干與某些分支饋線組網的情況。
2)TSC負荷分布
FDN的TSC無論是否提升，在實際運行中都更易實現(xiàn)，允許負荷達到TSC時任意分布，而傳統(tǒng)配電網必須要求負荷按一定分布才能達到TSC。
3)網絡結構復雜程度
達到同等總量TSC，F(xiàn)DN組網結構簡單，所用聯(lián)絡開關明顯少于傳統(tǒng)電網，原因是FDN的多端負荷轉移無需借助分段開關將負荷分為幾個部分。
上述FDN優(yōu)勢的原因是傳統(tǒng)配電網需分段開關與聯(lián)絡開關配合才能將負荷轉移到多回饋線;而FDN能連續(xù)調節(jié)潮流，無需分段開關就能將負荷優(yōu)化分配給其他饋線，即更充分地利用了電網剩余容量。
五、結語
本文提出了柔性配電網FDN以及柔性開閉站FSS的概念，并提出了FDN的最大供電能力模型與求解方法。FDN是電力電子化背景下配電網的一個新概念，直接作用于配電網的一次系統(tǒng)，將改變配電網長期開環(huán)運行的方式，還賦予網絡很強的潮流調控能力。FDN會給研究者帶來很多感興趣的課題，例如：如何利用FDN的閉環(huán)運行深度提高可靠性、如何利用FDN與現(xiàn)有主動配電網技術結合消納間歇性DG。
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摘要：電力系統(tǒng)中，電子技術也正以前所未有的速度進行著更新?lián)Q代，各種新材料、新結構器件的陸續(xù)問世以及以現(xiàn)代化計算機技術為代表的高科技運算水平，為電子技術在各行業(yè)大展身手提供了十分精彩的展示平臺。
文章通過對電子技術在電力系統(tǒng)中的應用進行一一介紹，并對其進行詳細介紹，為廣大研究者提供必要的參考。
關鍵詞：電力系統(tǒng);電子技術;發(fā)電機
20世紀50年代末，電子電力裝置正式使用晶閘管，這一創(chuàng)造性地使用手段，大大加速了其他派生器件的誕生，并在無意間拓寬了電力電子技術的應用范疇，電力電子技術開始在整流電路、交流變換電路、直流變換電路等領域嶄露頭角。
隨著美國在1958年正式推出第一個集成電路，電力電子技術的安全性、可靠性又得到了進一步的保障。
計算機技術的發(fā)展應用，更使其在智能化、自動化的進程中如虎添翼，本文將對其在電力系統(tǒng)中的應用進行具體舉例分析。
1 電力電子技術概述
電力電子學(Power Electronics)出現(xiàn)在20世紀中后期1974年，美國的著名學者W.Newell將其定為綜合電力學、電子學和控制理論三個學科的邊緣學科。
學界將該學科稱為：“電力電子學”，工程技術角度來看“電力電子技術”則更為切實。
電力電子技術由電力電子器件制造技術以及整流、變相、逆變等變流技術兩大部分構成。
屬于新興的一門應用于電力領域的電子技術，該技術通過對電能進行高效率的組合與控制，能夠實現(xiàn)將“電力”功率控制在GW與1W以下進行變換，十分靈活地適應了當下不同工作對象的電力功率需求。
電子技術在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中已經成為不可或缺的關鍵部分。
截至目前看來，電力電子技術在電力系統(tǒng)中成功運用的典范，便是HVDC直流輸電在大功率電力系統(tǒng)的推廣
2 電子技術在電力系統(tǒng)中的應用
2.1 電子技術在發(fā)電環(huán)節(jié)的使用現(xiàn)狀
發(fā)電環(huán)節(jié)作為電力系統(tǒng)中最為核心的部分，其涉及到龐雜、多樣的機器設備，一旦沒有進行有效管理將會直接影響到電力系統(tǒng)的正常運行。
電子技術在發(fā)電環(huán)節(jié)的運用，主要變體現(xiàn)在對不同設備運行特性的有效控制、改善上。
(1)運用靜止勵磁實現(xiàn)對大型發(fā)電機的控制。
由于采用結構簡易、穩(wěn)定性好、成本較低的晶閘管整流自并勵方式，該控制方法被電力系統(tǒng)的大部分企業(yè)積極采用。
勵磁機環(huán)節(jié)的有效省略，為快速地進行發(fā)電過程調節(jié)，提供了十分高效的技術保障。
(2)運用變速恒頻勵磁完成對風力、水力發(fā)電機的有效控制。
眾所周知，風力發(fā)電機的發(fā)電效率直接與風速的三次方成正相關的關系，在風車發(fā)電過程中，其捕捉到的最大風能因風速的不同而相應變化，為了實現(xiàn)有效功率的最大化，可以通過對轉子勵磁電流的有效調整，達到機組運行能夠與轉子轉速疊加后維持在恒定的輸出頻率，完成預定目標。
同樣，水電發(fā)電有效率直接受到水頭壓力以及水流量大小的影響，為使機組的轉速能夠與水頭的變化幅度以及流量的起伏狀態(tài)契合一致，通過變速電源的控制，一樣能夠十分準確地完成輸出頻率恒定的預定目標，實現(xiàn)有效功率最大化的目的。
(3)對發(fā)電廠風機水泵的變頻調速進行有效干預。
據相關資料顯示，發(fā)電廠的內部電率的均值為8%，風機水泵的耗電量占到火電設備耗電量總數(shù)的63%左右。
運作效率不高是廣大發(fā)電企業(yè)面臨的一大難題，低壓以及高壓變頻器的出現(xiàn)很好地解決了這一歷史性難題，通過運用風機水泵的變頻以及調速，可以十分有效地達到節(jié)能的目標。
由于技術水平尚處于起步階段，高壓大容量變頻器的生產、設計尚處在較為稀缺的狀態(tài)，學校與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)研究的方式正在被積極推廣。
2.2 電子控速技術的推廣使用
在工況相對惡劣的作業(yè)環(huán)境下運用該技術，能夠實現(xiàn)電動工具的串激電機額定負載轉速與空載轉速保持基本一致或者完全統(tǒng)一的效果，這就為廣大施工人員在進行作業(yè)時，有效降低噪音和震動，實現(xiàn)工作效率的提高并且延長工具的使用期限提供了十分必要的技術支持。
2.3 電子減速技術的運用推廣
施工人員在進行螺釘以及螺栓拆卸過程中，由于工具需要在低轉速、大扭矩的條件下進行運作，傳統(tǒng)的串激電機扳手或者螺絲刀，難以實現(xiàn)轉速、扭矩雙雙降低的情況下完成螺釘與螺栓的順利卸載，尤其是生銹現(xiàn)象出現(xiàn)時，卸載就更加不易。
通過使用電子減速器，可以實現(xiàn)串激電機負載減壓的同時自動將電壓進行增大，實現(xiàn)奠基的大扭矩，方便工人進行螺栓以及螺釘卸載。
2.4 電子扭矩控制技術的有效運用
由于高功率、大扭矩的客觀條件，操作人員在用螺絲刀或者把手進行大螺釘、大螺栓的擰緊作業(yè)時，往往會出現(xiàn)因扭矩控制不當而出現(xiàn)鉆頭、螺釘、螺栓斷裂的情況，電子扭矩控制技術的出現(xiàn)十分巧妙地解決了這些問題，通過使用電子扭矩控制器，可以對螺絲刀的扭矩值以及無極調節(jié)扳手進行有效控制，與此同時，將扭矩的最大值控制在一定的范圍內，也是保障流水作業(yè)時，操作人員實現(xiàn)裝配螺釘、螺栓擰緊程度一致性的重要手段。
2.5 電子調速技術在電動工具中的推廣使用
電子調速技術是電力系統(tǒng)中電動工具領域使用最廣泛，也是最早的電子技術。
目前基本上所有的品種都采用了該項技術，通過對電動工具的運行速度進行有效設定，可以實現(xiàn)其在不同轉速，尤其是低轉速水平上的靈活、精準作業(yè)，為改善工作質量、提高工作效率創(chuàng)造了十分便利的條件。
2.6 電子啟動電流限制技術在電力系統(tǒng)中的運用
電動工具的啟動速度經由限制啟動電流控制，這一手段的運用為功率較大的電動工具進行征程作業(yè)創(chuàng)造了十分高效的前提條件。
繼電器與限流電阻各一只組成的電子啟動電流限制器，在工具機體內通過對其啟動過程中電樞、磁力線的控制，實現(xiàn)工具啟動，電流不會出現(xiàn)立刻增大的現(xiàn)象，為其正常、安全運用奠定了極其重要的保證。
2.7 微機控制技術的應用
在進行微機控制過程中，電動工具機器內部只需要安裝空間占用小、價格相對較低的單片機，便可以進行作業(yè)。
使用該項技術最大的優(yōu)勢，便在于其能夠對操作和控制進行自動選擇，通過控制屏上的按鈕進行工具運作控制，不僅實現(xiàn)了高效作業(yè)，更加實現(xiàn)了這一過程中工具完好度的保護。
3 結語
隨著技術的不斷進步以及信息化水平的不斷提高，電子技術在電力系統(tǒng)中的運用也朝著更加廣泛、多樣化的方向發(fā)展，通過對這一技術積極、有效的探索與運用，我國電力系統(tǒng)必將在現(xiàn)代化建設中發(fā)揮做出更加令人矚目貢獻。
參考文獻
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【摘 要】煤炭行業(yè)的電力消耗量約占總能耗的67%。
現(xiàn)國有統(tǒng)配煤礦基本實現(xiàn)了機械化，但電氣化仍較落后。
從電氣傳動技術及其裝備水平看，工業(yè)技術先進國家的電力拖動系統(tǒng)中，采用變頻調速技術已達到70%～80%，而我國不足10%，煤礦的應用水平則更低。
而礦井的電能消耗中，電機消耗的電能占了近90%。
該文介紹電力電子技術的發(fā)展和應用前景，通過在煤炭企業(yè)的應用實例，論述了煤炭企業(yè)電力電子技術的推廣應用可以節(jié)約一定的電能。
【關鍵詞】電力電子;技術煤礦;節(jié)能
1.現(xiàn)代電力電子技術在煤礦電氣的應用
傳動系統(tǒng)中的應用國際上，技術先進的產煤國家，井下使用現(xiàn)代電力電子技術和裝備已相當廣泛。
如調速變頻電牽引采煤機，風機、水泵、提升機等礦用設備調速系統(tǒng);原不調速系統(tǒng)實現(xiàn)變頻調速;原直流調速系統(tǒng)正被交流變頻調速系統(tǒng)逐步代替。
1.1提高生產工藝流程自動化控制系統(tǒng)智能化水平
電氣傳動自動化技術是以生產機械的驅動裝置—電動機為自動控制對象、以微電子器件(包括微計算機系統(tǒng))為核心、以電力電子裝置為執(zhí)行機構，在自動控制理論指導下，按給定的規(guī)律控制電動機的轉速進行自動調節(jié)，以滿足生產工藝的最佳要求，達到提高效率、降低能耗、提高產品(或系統(tǒng)運行)質量、減少系統(tǒng)環(huán)節(jié)、降低勞動強度的優(yōu)化效果。
現(xiàn)代變頻裝置的智能化程度比較高，自身具有很強的保護功能，對于被驅動負載來說，它既是一個功能很強的控制環(huán)節(jié)，又是很準確的電動執(zhí)行機構。
作為電氣傳動自動化系統(tǒng)，可稱得上是控制和執(zhí)行器的機電一體化環(huán)節(jié)。
采用此項技術和設備，不但可容易地實現(xiàn)較高性能的單機自動化，而且實現(xiàn)礦井的順槽自動化控制要簡單和容易得多。
1.2提高電氣傳動系統(tǒng)的機電一體化水平，減小驅動設備占用空間
電氣傳動系統(tǒng)的機電一體化是現(xiàn)代礦井采、掘、運、提等大型生產裝備機電一體化的最重要組成部分，這不但可有效地提高生產工藝流程自動化控制系統(tǒng)智能化水平，而且可有效地減小設備占用空間。
由于井下空間有限，限制了裝備的體積及使用范圍：縮小裝備的體積可以有效地減少恫室開挖量，節(jié)約投資。
隨著現(xiàn)代電力電子技術的不斷發(fā)展和進步，發(fā)展無機械齒輪機，技術已日臻成熟，并且已進入實用階段。
如：交流主軸驅動系統(tǒng)、滾筒內裝電動機式提升絞車等已投入使用，既減少了機械傳動環(huán)節(jié)系統(tǒng)體積，又有效地提高了整體的傳動效率，為礦井電氣傳動系統(tǒng)改造提供了誘人的新技術前景。
2.現(xiàn)代電力電子技術在電機調速及拖動中的應用
礦井中電機是耗能大戶，并且集中在提升機電機通風機電機、主排水泵電機、壓縮機電機以及采煤機電機等幾個大型電機上，耗能比較集中，因此為實現(xiàn)電力電子技術改造提供了方便。
以TKD和JKMK系列提升機電控系統(tǒng)為主的交流提升電控系統(tǒng)在我國使用最為普遍，這些控制系統(tǒng)都是采用轉子附加電阻來調速的。
由于交流提升機在減速段機械特性軟調速性能較差，后來又出現(xiàn)直流調速提升機，由于在開始發(fā)展直流控制系統(tǒng)時電力電子技術特別是大功率電力電子元件及控制模塊還不是很成熟，因此這種直流調速方案主要采用F—D系統(tǒng)(直流發(fā)電機拖動直流電動機)。
這種系統(tǒng)中拖動發(fā)電機的電動機除了檢修以外，一般停機，因此電能浪費嚴重，以某礦副井提升機為例：該礦副井提升機采用的是直流F—D直流拖動系統(tǒng)，提升電機的功率是1250kw，為其提供直流電源的是功率為1450kw的直流發(fā)電機，拖動發(fā)電機的是功率為1600kw的交流同步電動機，在提升機進行電力電子技術改造前每個月的耗電量在40—45萬kw·h之間。
除此之外，整個控制系統(tǒng)仍然采用傳統(tǒng)的繼電器控制，所有參數(shù)也是模擬量，因此控制復雜、故障率高、參數(shù)易變、維護量大，每年的維修費用15萬元左右，維修時間超過500h。
該礦于2004年5月對電控系統(tǒng)進行改造，改造成電力電子整流直流調速系統(tǒng)，整套系統(tǒng)采用進口整流控制柜和PLC控制系統(tǒng)。
改造后，每月電量消耗在20萬kw·h左右，節(jié)能非常明顯，兩年內節(jié)約的電費就收回了項目投資。
同時控制系統(tǒng)數(shù)字化、模塊化，結構緊湊、集成度高、故障率低、維護方便，年維修費用2萬元以下，年維修時間200h左右。
節(jié)能效果良好，經濟和社會效益明顯。
相對于直流調速系統(tǒng)，交流電機費用低、結構簡單、維護方便，因此受到用戶的青睞，特別是交流電機的變頻調速性能和直流調速基本相似，因此變頻調速的發(fā)展速度很快，并且有逐步取代直流調速的趨勢。
交流電機采用變頻技術相對直流電機采用直流調速性能基本相似，但是變頻技術相對直流調速方案總體經濟效益較好，這一點在電梯調速方面的成功應用可以得到驗證。
煤炭企業(yè)大功率電機直接使用變頻調速的難度在于電機的額定電壓以6kv為主，應用高壓交流電機和高壓變頻調速的方案目前還沒有一個成功應用的例子。
隨著變頻技術的進步，具有內置式PID以及張力卷取軟件、速度級鏈速度跟隨以及電流平衡等功能的大功率高壓變頻器技術的成熟。
目前的礦用提升機交流電控系統(tǒng)除了調速性能不理想外其轉子串接的加速電阻也消耗部分電能，而且維修量大。
礦用刮板輸送機和帶式輸送機是煤礦生產的重要設備之一，這些設備啟動頻繁，負荷變化大，目前使用的啟動設備大多數(shù)采用普通磁力啟動器配液壓聯(lián)軸器，啟動效果不很理想，同時也無法達到節(jié)能效果。
隨著隔爆型變頻器技術的成熟，礦用運輸設備采用變頻器是完全可行的，而且可以同時達到節(jié)能和軟啟動的目的。
但是隔爆型變頻器造價高，推廣起來有一定的難度，不過現(xiàn)在國內有的企業(yè)通過和國外技術合作、引進或自制研制成功了隔爆型節(jié)能軟啟動開關，這種開關造價比變頻器低，還可以通過調整輸出電壓來達到節(jié)能的目的，在目前條件下，這種開關還是值得推廣的。
3.現(xiàn)代電力電子技術的其它應用
煤炭企業(yè)一般距離市區(qū)較遠，因此煤礦的工人村都有相對對立的物業(yè)管理體系，例如必須具備對立的供水系統(tǒng)。
現(xiàn)在大多數(shù)礦山工人采用的都是定時供水制，只在規(guī)定的時間內供水，供水的時候，就是用水的高峰期，每個用戶還要用容器存一部分水備用，實際上并不一定能用完，長流水的地方也比較多，因此造成水資源和電能的浪費。
另外，由于用水集中，為了保證有足夠的水壓，供水的水泵和電機都比較大，因此也造成了設備資源的浪費。
全自動無塔變頻供水裝置這項技術在全國推廣使用已經好幾年了，這項技術投資少，自動化程度高，同時還可以達到節(jié)水節(jié)能的目的，但是在煤炭企業(yè)應用還不是太廣泛，還沒有認識到其優(yōu)勢。
某礦工人原來使用的也是定時供水制，自從改造成全動無塔變頻供水以后，節(jié)約水資源10%以上，節(jié)約電能15%以上，而且還可以保證全天候供水，方便了居民生活，經濟和社會都很好。
我國于1996年正式啟動綠色照明計劃，綠色照明計劃的關鍵就是利用電力電子技術開發(fā)節(jié)能光源和節(jié)能燈具。
煤礦井下大量使用照明，目前礦井使用的照明設備以普通熒光燈白熾，因此大規(guī)模推廣使用節(jié)能燈具有著重要意義。
以百萬噸礦井生產照明用電容量為50kw計算時，推行節(jié)能技術可以節(jié)約電量15%，全國年產原煤12億t，年節(jié)約電量近80GW時，細算起來是一個不小的數(shù)字。
但是，我國在開發(fā)成本低、電磁污染低、可靠性高的性能先進的電子整流器方面，特別是能適應煤礦井下惡劣條件的先進節(jié)能燈具技術還不是很成熟。
4.結論
電機是感性負載，功率因數(shù)低，負載變化大，節(jié)能的空間很大。
節(jié)能的關鍵在于先進的節(jié)能設備的使用或對現(xiàn)有設備的技術改造。
電機類負荷的節(jié)能方法主要是電力電子器件，而我國煤炭企業(yè)在電力電子技術的應用不僅無法和國外先進水平相比，即使和國內其他行業(yè)相比也落后很多。
因此，煤炭企業(yè)電力電子技術的改造應用具有廣闊的前景和良好的經濟效益。
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