时间：2023-04-08 11:46:03
引言：易发表网凭借丰富的文秘实践，为您精心挑选了九篇发电技术论文范例。如需获取更多原创内容，可随时联系我们的客服老师。
PAFC技术开发的现状与动向：
日本自实施月光计划以来，作为国家级项目，正在实施5000千瓦级加压型和1000千瓦级常压型电厂实证运行。目前，磷酸型燃料电池的发电效率为30％～40％，如果将热利用考虑进去，综合效率可高达60％～80％。
除日本外，目前世界约有60台PAFC发电设备在运转，总输出功率约为4.1万千瓦。按国别和地区划分日本为2.9万千瓦，美国8000千瓦，欧洲3000千瓦，亚洲900千瓦。运转中的发电设备除3台(日本2台，意大利1台)为加压型外，其他均为常压型。磷酸型燃料电池的制造厂家目前主要为日本和美国，设备主要销往欧、亚。
美国已完成基础研究，200千瓦级电厂用电池近期有望商品化，但大容量电厂用电池处于停滞状态。德国已引进美国200千瓦级电厂用电池进行试验运行。另外，瑞典、意大利、瑞士等国也引进日、美的电池进行试运行。
2.熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)
日本对MCFC发电系统的技术开发始于1981年度的月光计划，该计划围绕开发1千瓦级发电机组这个目标展开了对MCFC燃料、电极等的开发。该开发研究进展顺利，从1984年开始，进而对10千瓦级发电机组进行研究开发。1986年，日立、东芝、富士电机、三菱电机、IHI分别对5台10千瓦级机组进行发电试验，其结果是输出功率为10千瓦，初期性能为电池电压0.75伏，电流密度150毫安/平方厘米。
1987年起，日本在对1000千瓦级实验电场(外部改质型)进行主要开发的同时，对100千瓦级发电机组以及1000千瓦级机组的设备的开发研究也取得了进展。1993年度，日立、IHI的2台100千瓦级外部改质型机组和三菱电机的1台30千瓦级内部改质型机组开始试验发电运行。其试验结果以及1994年度进行的5-25千瓦级机组的试验结果表明，电池电压0.8伏，电流密度达15毫安/平方厘米，单位时间内的劣化率小于1％。
在此基础上，1994年度起开始着手开发1000千瓦级试验工厂。1995年10月在中部电力(株)川越发电所开始建厂，确立了1000千瓦级实用化发电系统试验工厂的基本系统，对现有的事业用燃料电池电厂的运行进行评价，计划1999年开始试验运行，其目标为：燃料利用率为80％，千小时电池的劣化率小于1％，初期性能为：电池电压大于0.8伏，电流密度1500毫安/平方厘米，计划试验运行5000小时。
为使电池实用化，在上述研究开发的基础上，还进行了机组长寿命化研究，计划连续实验运行4万小时，每千小时单位劣化率小于0.25％。除此之外，还在开发200千瓦级内部改质型燃料电池发电系统。
美国能源部和美国电力研究所，正在积极开发MCFC。美国ERC公司开发的2兆瓦级内部改质型机组发电系统于1996年5月在圣克拉拉开始试验运行。MC－power公司开发的250千瓦级外部改质型机组发电系统，1997年2月起在圣迭戈开始试运行。
在欧洲，MCFC作为共同项目正在研究开发，取得了一些进展，其主要项目如下：
①高级DIC－MCFC发展计划(1996-1998年)。荷兰、英、法、瑞典等国参加研究，欧洲在市场分析、系统开发以及内部改质型机组的开发等方面取得进展。
②ARGE项目(1990年起计划10年内完成)。德、丹麦参加，并在内部改质型发电系统的开发上取得进展。
③MOLCARE。由意、西班牙参加，并在外部改质型发电系统开发上取得进展。
韩国从1993年起开始开发MCFC，1997年以开发100千瓦外部改质型发电系统为目标，开始了第二阶段研究开发工作。
3.固体电解质型燃料电池(SOFC)
作为SOFC开发的基础科学离子学，其开发历史很长，日、美、德等国已有30多年的开发史。日本工业技术院电子技术综合研究所从1974年起就开始研究SOFC，1984年进行了500瓦发电试验(最大输出功率为1.2千瓦)。美国西屋公司从1960年起开始开发SOFC，1987年该公司与日本东京煤气、大阪煤气共同开发出3千瓦热自立型电池模块，在国内外掀起了开发SOFC的。
日本新阳光计划中，以产业技术综合开发机构(NEDO)，为首，从1989年起开始开发基础制造技术，对数百千瓦级发电机组进行测试。1992年起，富士电机综合研究所和三洋电机在共同研究开发数千瓦级平板型模块基础上，还组织了7个研究机构积极开发高性能、长寿命的SOFC材料及其基础技术。
除此之外，三菱重工神户造船所与中部电力合作，共同开发平板型SOFC，1996年创造了5千瓦级模块成功运行的先例。同时，在圆筒横缟型电池领域中，1995年三菱重工长崎造船所在电源开发共同研究中，采用圆筒横缟型电池，开发出10千瓦级模块，成功地进行了500小时试运行，之后又于1996年开发了2.5千瓦模块，并试运行1000小时。TOTO与九州电力共同开发全湿式圆筒纵缟型电池，1996年起，开始开发1千瓦级模块。同时，在日本以大学与国立研究所为首的许多研究机构在积极开发SOFC。
美国西屋公司在能源部的支持下，开始开发圆筒纵缟型电池。东京煤气和大阪煤气对25千瓦级发电及余热供暖系统进行的共同测试表明，截至1997年3月，已成功运行了约1.3万小时，其间已经过11次启动与停机，千小时单位电池的劣化率小于0.1％，可见其技术已非常成熟。西屋公司除计划在1998年与荷兰、丹麦共同进行100千瓦级模块运行外，为降低制造成本，还在研究开发湿式电池制造技术。美国Allied－signal、SOFCo、Z－tek等公司在开发平板型SOFC上取得进展，目前正对1千瓦级模块进行试运行。
在欧洲，德国西门子公司在开发采用合金系列分离器的平板型SOFC，1995年开发出10千瓦(利用氧化剂中的氧，若在空气中则为5千瓦)模块，1996年开发出7.2千瓦模块(利用氧化剂中的空气)。
奔驰汽车制造公司在开发陶瓷系列分离器式平板型SOFC上取得进展，1996年对2.2千瓦模块试运行6000小时。瑞士的萨尔泽尔公司在积极开发家庭用SOFC，目前已开发出1千瓦级模块。今后，德国还计划在特蒙德市进行7千瓦级发电及余热供暖系统现场测试。
在此基础研究上，以英、法、荷等国的大学和国立研究所为中心的研究机构，正在积极研究开发低温型(小于800℃)SOFC材料。
4.固体高分子型燃料电池(PEFC)
日本开发固体高分子膜的单位有旭化成、旭哨子、Japangore－tex等，开发改质器以及电极催化媒体的机构有田中贵金属、大阪煤气等。在开发汽车燃料电池方面，丰田制造出甲醇改质型燃料电池汽车(1997年)，同时三菱电机、马自达也在着手开发汽车燃料电池。
在供电及余热供暖系统方面，PEFC排热温度较低，为70℃左右，在热利用上有所限制，与其他类型燃料电池相比，目前只开发小型系统。东芝(30千瓦)、三洋电机(数千瓦)、三菱重工和东京煤气(5千瓦)、富士电机和关西电力(5千瓦)等公司在开发以天然气和甲醇为燃料的电池系统，同时，三洋电机在开发1千瓦级氢燃料便携式商品化电源，三菱重工在开发特殊用途(无人潜水艇用)燃料电池。
PEFC主要作为汽车动力电源在开发。但在汽车上燃料的搭载方式各种各样，有高压氢、液化氢和甲醇等。这些燃料各具长短，目前还未能确定最适方式。
德国奔驰与加拿大BPS在进行共同开发，它们开发的搭载氢燃料、小底盘汽车在试运行。除此之外它们还共同开发甲醇燃料电池汽车。若在降低成本、提高运行性能等方面再取得一些进展，电池汽车就有望走向市场。
美国克莱斯勒、通用、福特三公司协力合作，计划到2000年开发出输出50千瓦、输出密度1千瓦/公斤的燃料电池。另外，BMW、Rover和西门子三家公司也在开展共同开发。
人口是影响能耗的重要因素，全球人口的增加将造成能耗增加，导致大气层中二氧化碳浓度上升，使气温上升，全球变暖。
在发电领域减少二氧化碳产生的途径包括：提高发电效率减少燃耗；采用原子能发电；使用再生(天然)能源。每单位发电量二氧化碳的产生，以矿物燃料发电最高，特别是烧煤电厂。再生能源发电虽然设施的建造会产生二氧化碳，但发电本身不会产生二氧化碳。因此，增加使用再生能源发电和有效使用矿物燃料，是抑制产生二氧化碳的有效方法。
再生能源发电技术可分为水力发电；风力发电；太阳能发电(太阳─热发电和光伏发电)；海洋发电(海洋-热能转换、潮汐、洋流、海波)；地热发电。
水力发电
水力发电是目前发电技术中每单位发电量产生二氧化碳最低的。它不会产生破坏环境的物质；在径流式水电站的情况下，也不需要水库，对保护环境最为有利。在水库型和抽水储能型电站情况下，必须考虑水库建造对环境的影响。
风力发电
欧洲和美洲在风力涡轮的发展上处于领先地位，随着在美国公用事业管理政策条例(PURPA)的制定和加州减免赋税，它们的实际应用迅速取得进展。三菱重工(MHI)已在美国加州安装了660台275千瓦级的风力涡轮。实际应用的这些涡轮机，其输出功率范围从100千瓦到600千瓦，而兆瓦级的风力涡轮目前正处于中试阶段。在日本，迄今输出功率最高为300-400千瓦，但MHI开发的500千瓦级的涡轮在1996年10月已成功运转。
太阳-热发电
太阳能发电技术可分为太阳-热发电和光伏发电。在前一种情况下，通过搜集的太阳热能，用水或低沸点流体直接或间接产生的蒸汽驱动汽轮发电机；在后一种情况下，通过p-型和n-型半导体的组合，将阳光直接转换为电。太阳-热发电又分为直接和间接(二元循环)型发电系统。在前一种情况下，使用一台冷凝器，通过直接产生的蒸汽驱动汽轮机；而在后一种情况下，是在主系统使用一种沸点高于水的熔盐或液态钠，通过热交换加热辅助系统内的工作流体-水或低沸点流体产生蒸汽。虽然前一种系统简单，但热效率低于后者，难以在高温下取得蒸汽，需要辅助燃料点火。
在日本已建成输出功率1000千瓦的中试装置，应用了塔型和曲线-直线型冷凝器，用热水蓄热设施予以补充。美国在1982年开始对10兆瓦级的发电机进行研究，随后建成了实际应用输出功率超过30兆瓦的装置。
再生能源发电尚有一些问题需研究解决：
(1)由于日光能量密度低(在白天，最高每平方米1千瓦)，要放置太阳热能收集器需要巨大的空间。
(2)太阳辐射的强度变化大，因发电取决于时间和天气，所以不能实现稳定发电。
(3)由于难以通过热积累把蒸汽的温度提高到一个高水平，所以不能实现高效率的兰金循环(总效率10%～15%)。
为减少成本，实现电力的稳定供应和提高效率，要解决的问题(1)必须改善抛物面反向镜型和定日镜塔型系统的热收集效率；(2)必须应用一补充锅炉或蓄热系统；(3)需使用一个二元循环提高温度，并通过应用低沸点混合液体改善兰金循环。
光伏发电
应用光伏发电所产生的二氧化碳量仅次于水力发电技术，也不会产生污染环境的物质，是一种理想的干净发电技术。为发电提供能量的日光是无限的。假定在白天太阳辐射的最高强度是每平方米1千瓦，发电效率为10%，整个地面上每年可能的发电量为1.4亿亿度，大约相当于全世界能耗量的100倍。这意味着如果把太阳电池放置于不到全球陆地面积的1/100，或其沙漠面积的1/20，所发电量就足以满足全世界能量的需求。
这种再生能源每单位面积的输出功率密度低，所需要的面积大约为烧煤电站的20倍。在美国和印度，沙漠面积巨大，目前正在进行的计划是建造188兆瓦(美国)或50兆瓦(印度)的光伏发电厂。由于世界上有许多地区适用于大规模光伏发电，作为新日照计划的一部分，发展一种全球性的干净能源系统，即世界能源网(WENET)正在进行中，该计划的目的是，在这些地区实现中央光伏发电，用所发出的电使水分解产生氢，氢既可用做能源，又可用做蓄能和输能介质。从保护全球环境和能量生产角度看，实现这一计划很重要。
地热发电
可供发电的地热资源可粗分为蒸汽、蒸汽和热水二相流、热水。地热蒸汽可不加处理直接引入汽轮机；而二相流被分为热水和蒸汽，热水通过闪蒸器变为蒸汽，引入汽轮机的低压侧。在热水情况下，可采用上述的二元系统(通过使用主系统一侧的热水使辅助侧的低沸点液体蒸发，并通过低沸点液体驱动涡轮)。
自从1966和1967年9.5兆瓦、11兆瓦的电站(由日本三菱重工安装)分别投入运行以来，目前在日本正在运行的装置有18台，约生产530兆瓦的电。以间歇泉电站的容量最高，为151兆瓦。美国目前正在运行的间歇泉电站，功率在100万千瓦以上。
日本三菱重工的技术得到高度评价，它通过单级或双级闪蒸系统，将热水变为蒸汽并将蒸汽引入涡轮的中压或低压段，这样，双相流热资源就得到了有效应用。
这种双级闪蒸系统于1977年投入商用，目前用在60多台发电装置。
从有效使用小规模地热资源观点看，预计未来会发展小型(便携式)发热发电装置。
洋能发电
关键词：太阳能发电绿色照明一体化
太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solarcells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑(照明)一体化"技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。
1太阳能发电原理
太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。
1.1太阳能电源系统
太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。
(1)电池单元：
由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件(阵列)。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，就有"光生电流"流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。
理论研究表明，太阳能电池组件的峰值功率Pk，由当地的太阳平均辐射强度与末端的用电负荷(需电量)决定。
(2)电能储存单元：
太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间(发电时间)的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。
1.2控制器
控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率。而充电控制通常采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式，使整个系统始终运行于最大功率点Pm附近区域。放电控制主要是指当电池缺电、系统故障，如电池开路或接反时切断开关。目前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm，又能跟踪太阳移动参数的"向日葵"式控制器，将固定电池组件的效率提高了50%左右。
1.3DC-AC逆变器
逆变器按激励方式，可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流
电逆变成交流电。通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照
明负载频率f，额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。
2太阳能发电系统的效率
在太阳能发电系统中，系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲，要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多，而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率，降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来，晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究，主要围绕着加大吸能面，如双面电池，减小反射；运用吸杂技术减小半导体材料的复合；电池超薄型化；改进理论，建立新模型；聚光电池等。几种太阳能电池的转换效率。
充分利用太阳能是绿色照明的重要内容之一。而真正意义上的绿色照明至少还包括：照明系统的高效率，高稳定性，高效节能的绿色光源等。
3.1发电--建筑照明一体化
目前成功地把太阳能组件和建筑构件加以整合，如太阳能屋面(顶)、墙壁及门窗等，实现了"光伏--建筑照明一体化(BIPV)"。1997年6月，美国宣布了以总统命名的"太阳能百万屋顶计划"，在2010年以前为100万座住宅实施太阳能发电系统。日本"新阳光计划"已在2000年以前将光伏建筑组件装机成本降到170～210日元/W，太阳能电池年产量达10MW，电池成本降到25～30日元/W。1999年5月14日，德国仅用一年两个月建成了全球首座零排放太阳能电池组件厂，完全用可再生能源提供电力，生产中不排放CO2。工厂的南墙面为约10m高的PV阵列玻璃幕墙，包括屋顶PV组件，整个工厂建筑装有575m2的太阳能电池组件，仅此可为该建筑提供三分之一以上的电能，其墙面和屋顶PV组件造型、色彩、建筑风格与建筑物的结合，与周围的自然环境的整合达到了十分完美的协调。该建筑另有约45kW容量，由以自然状态的菜子油作燃料的热电厂提供，经设计燃烧菜子油时产生的CO2与油菜生长所需的CO2基本平衡，是一座真正意义上的零排放工厂。BIPV还注重建筑装饰艺术方面的研究，在捷克由德国WIP公司和捷克合作，建成了世界第一面彩色PV幕墙。印度西孟加拉邦为一无电岛117家村民安装了12.5kW的BIPV。国内常州天合铝板幕墙制造有限公司研制成功一种"太阳房"，把发电、节能、环保、增值融于一房，成功地把光电技术与建筑技术结合起来，称为太阳能建筑系统(SPBS)，SPBS已于2000年9月20日通过专家论证。近日在上海浦东建成了国内首座太阳能--照明一体化的公厕，所有用电由屋顶太阳能电池提供。这将有力地推动太阳能建筑节能产业化与市场化的进程。
3.2绿色照明光源研究
绿色照明系统优化设计，要求低能耗下获得高的光效输出，并延长灯的使用寿命。因此DC-AC逆变器设计，应获得合理的灯丝预热时间和激励灯管的电压和电流波形。目前处在研究开发中的太阳能照明光源激励方式有四种典型电路：①自激推挽振荡电路，通过灯丝串联启辉器预热启动。该光源系统的主要参数是：输入电压DC＝12V，输出光效＞495Lm/支，灯管额定效率9W，有效寿命3200h,连续开启次数＞1000次。②自激推挽振荡(简单式)电路，该光源系统的主要参数是：输入电压DC＝12V，灯管功率9W，输出光效315Lm/支，连续启动次数＞1500次。③自激单管振荡电路，灯丝串联继电器预热启动方式。④自激单管振荡(简单式)电路等方式的高效节能绿色光源。
其具体包括以下几方面的内容：第一，通过对电力电子技术的应用，已经将传统发电机直流励磁转化为由中频交流励磁和电力电子整流相结合的方法，并且在推广应用过程中取得了良好的效果，其运行的可靠性也得到了提高。第二，电力电子技术的应用有效地改变了水轮发电机的变频励磁。发电频率取决于发电机的转速，采用了电力电子技术后，将水轮发电机直流励磁转变为低频交流变频励磁。当水流量减少时，提高励磁频率，可以把发电频率补偿到额定，延长水轮发电机的发电周期，解决水力发电中发电机工作时间受季节性水流量影响而导致的频率无法调节、浪费较多水能的问题。这对大型水力发电设施来说，具有巨大的经济效益。
2电力电子技术的未来发展趋势
从近几十年的发展历程中我们可以看出，半导体的发明与应用有效地推动了电子技术的快速发展，其中晶闸管等电力半导体在这一过程中发挥了重要的作用。在进入20世纪70年代后，半控型晶闸管形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品，被称为第一代电力电子器件。随着电力电子技术理论研究和半导体制造工艺水平的不断提高，先后研制出GTR、GTO、功率MOSFET等自关断全控型第二代电力电子器件。近期研制的以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件，开始向大容量高频率、响应快、低损耗的方向发展，这又是一个飞跃。步入20世纪90年代后，电力电子技术得到突飞猛进的发展，与该技术有关的产品也得到进一步升级，大都朝着智能化、模块化方向发展，逐步形成了电力电子技术的三步走模式及理论的研发，产品的研制、产品的应用，成为国际科研领域的新星，成为经济社会发展的热门行业。但是，就目前我国电力电子技术发展现状来看，还不容乐观，其中电力半导体器件的研发与应用同西方发达国家相比，还存在较大的差距，还比较落后，所以，如果在21世纪国际电力电子技术迅猛发展的背景下，我国半导体器件的落后状态得不到改善，将直接影响我国国民经济的快速发展，因此，对于我国电力电子技术的发展趋势来说，仍然任重而道远。
3结语
1.1RF输出单元：输出滤波器是RF输出单元的主要器件，它主要影响发射机的无用发射性能，由于数字电视发射机的无用发射是连续的，因此必须采用带通滤波器。
1.2监控部分：数字电视的监控系统由五部分构成，主要包括传感器、微处理器和PC机等。它的主要作用就是对发射机的工作状态、信号传输、电视机故障处理等进行监控，以此保证发射机的稳定工作。
2数字电视发射机的技术与应用
2.1数字电视发射技术与模拟电视发射机技术。数字电视发射技术和模拟电视发射技术都是全固态、单通道发射，两者在大功率合成、供电系统、冷却系统、控制单元等技术上存在互通的关系，在设计理念上，两者都实现了设计的模块化、智能化、自动化、网络化特点，综上所述，数字电视发射机与模拟发射机存在很多相似之处。但是数字电视发射技术与模拟技术又存在着一定的差异性。数字电视发射技术在激励器方面采用了信道编码，这项技术是国标规定的内容，颁布国标之后，信道编码已经顺利解决了国标部分的问题，伴随着我国数字电视发射机技术的发展，中国厂商在发射机产品制造中解决了基带预矫正、平均功率、低相噪本振和单频网等技术难题，这些关键性技术难题的克服都离不开数字化技术水平的提高。
2.2调频广播发射的数字技术特点。数字化技术的发展使得调频广播的发射具备了以下特点：抗干扰能力强、信号稳定、电台频道变宽。调频广播的信号传播受到自然环境、工业生产活动、家用电器干扰等等因素的影响，诸多因素在信号传播过程中一旦一起参与进来就难以被分辨出来，调频收音机却可以通过限幅变化切除掉干扰信号。数字调频激励器的引入，使得调频广播发射机改进了同步指标，降低了传播过程中的噪音影响，使人们获得了更好的音频质量。数字音频信号传输节约了系统同步性用时，提高了系统调试和维护的工作强度。调频广播系统是一个全方位的信息传播平台，具有较大的社会实用性。随着科技的进步，数字化技术还会不断更新，数字化广播也会有更长足的发展和进步。
2.3数字微波通信技术。数字微波通过技术经过近半个世纪的发展，已经取得了一定的成绩，且在一段时期内是通信系统传输的主要方式之一，但是由于近年来各种信息传输技术的快速发展，如光纤技术、卫星技术等，使得微波技术进行了新的发展期，面临的挑战也更多。现代通信传输的三大支柱是卫星技术、光纤技术和数字微波通信技术。当前我国的广播电视领域，已经将光纤传播作为主要的信号传输方式，我国广电行业早已开展以光纤网络为基础的网络建设。光纤通信技术的特点是容量大、抗干扰能力强、损耗程度低，在广播电视信号的传输过程中基本不会受到中继引起的噪声影响，减少了接受信号延时较长的现象。光纤传播技术是高质量的视频和音频传输介质，它的传输效果非常理想化，逐步成为了直播或者远地传播最为主要的方式，也成为了广播电视城域网最稳定可靠的数字电视和数据传输链路。随着数字电视的不断普及，电视正在由给人们提供单项接收信息向双向互动方向发展，光纤传播技术在电视传播中的使用，扩展了传输的长度和宽度，还使电视传播具备了很强的信号质量，带动了广播电视技术的双向发展。综上所述，数字电视发射机技术不仅使数字电视行业得到了高效的发展，其在社会生活的各个领域中都发挥着重要的作用。
煤粉炉因为自身燃烧效率比较高，并且便于大型化生产，所以在近些年来被我国各大燃煤发电企业广泛应用。但是在实际使用过程当中，会因为煤种波动、煤炭质量下降等诸多外界因素的问题，给设备造成一定的损坏，最终导致燃烧的效率明显下降，增大了企业的用电量，从经济的角度影响了企业的发展。笔者认为，想要对这一问题进行改进，首先可以从煤炉型号方面进行选择，可以选择R型的火焰炉、W型的火焰炉等。在射流配置方面，可以选择反吹风、12次风反向切圆等手段。因为煤粉在稳焰以及燃尽等方面，都取决于初始阶段的实际情况，所以在创造新思路的时候就要在燃烧器出口位置少量的增加烟气回流，为煤炉提供出足够的火热。让煤粉的浓度实现局部富集，从根本上减少燃烧过程中需要用到的火热。在燃烧过程中会产生高温区，便于煤粉加热。如果该方式不适合实际生产过程中使用，那么还可以根据实际情况将改进措施转变为热电联产技术。所谓的热电联产技术，从本质上说就是使用抽气机将气体抽出，转用到供热方面，尽量的减少冷源损失情况。使用热电联产技术进行改造，不仅可以从根本上提升煤炭资源使用效率，与此同时还可以最大化的减少煤炭燃烧对环境造成的污染，使用范围比较广泛。使用该方法进行改造，不仅能降低发电过程中燃煤的损耗数量，也可以扩增燃煤炉整体的容量，从根本上提升煤炭资源的使用效率。
2集成优化
可以通过集成和优化火力发电机组系统的方式，尽量的回收高温的烟气，降低燃烧过后排出烟的温度，可以通过该方式将余热进行回收，从而提升机组实际发电效率，降低燃煤消耗量，在机组运行的过程中实现节能。这一方式不仅限于纸上谈兵，在现实生活中，上海的外高桥三期使用广义的回热系统，将1000MW的超超临界机组彻底的进行了一次系统集成及其优化。通过实际工作检验发现，在集成优化之后，该企业实现了机组不发生变化的前提下，整体耗能减少了6%，从侧面加速了超临界机组的升级速度。以外高桥三期的实际年生产实力上分析，经过改造的机组，每年大约可以为企业节省下20×104t的煤炭，经过计算我们可以得出，减少20×104t的煤炭也就代表着每年向空气当中排放出的二氧化碳量减少了55.7×104t。该厂在机组用电效率方面，单位产值内的用电效率要明显低于我国平均水平，通过企业自身的实际改进方式论证了集成优化在燃煤发节能工作中的实际应用效果与可行性。
3空冷发电
本文将以2×600MW为主要论述点，对大型空冷发电技术进行分析。2×600MW的湿冷机组整体耗水情况大约为2950m3/h，但是相同情况下的空冷机组每小时的耗水量仅为750m3，从上述数据当中我们便可以发现，空冷机组在耗水量方面性能要明显优于湿冷机组。为了从根本上实现大型且直接的空冷系统设计自主化，我国发改委曾经将辽通电厂三期工程视为我国大型空冷系统工作的一个示范工程。这个工程投资方在我国电力投资集团公司，内部主要组织成分为电力工程的顾问公司以及位于哈尔滨的空调股份公司。两家公司从企业内部的系统设计到相关机械设备供应等方面要进行沟通决策，保证空冷系统自身的实用性。经过一段时间的研究之后，明确了空冷凝汽器的面积、器械迎面风速等诸多房现代的关键技术，攻克了学术上较多的难题，并且将相关技术成功的应用到实际工程当中。目前位于大同的第二发电厂空冷机组成功的投入使用，而且运行情况比较好。但是相关技术人员并没有就此止步，又从现在掌握的技术角度入手，进行了深层次的研究，研究出了超临界机组，而且在应用到实际工作中的时候我们可以总结发现，超临界机组自身的热耗数量要明显的低于亚临界的机组，每年没个机组可以为所在企业节省下来900万左右的资金，而且节水效果比较明显，符合当今我国绿色可持续发展的国情。从社会大背景的视角下进行分析，使用空冷机进行发电，可以从根本上避免因为燃烧过程中产生的蒸汽蒸发给环境带来的影响，以及循环水方面对工厂所在地区的影响，节省大量的可用水资源，缓解了人类和工业用水之间的矛盾，保持当地生态环境，符合燃煤发电节能目标。
4燃煤联合循环
想要提升燃煤发电的节能技术，不仅可以使用上述三种方法进行改造完善，同时也可以使用燃煤联合循环的发电技术进行生产。燃煤联合循环属于近些年来刚刚兴起的一种发电技术，可以通过该技术来提升发电厂燃煤使用效率，降低煤炭燃烧给环境带来的污染，从而达到降低施工成本，降低发电能耗的目的。我国传统的电力工厂都会使用煤碳粉来燃烧，算是一种煤炭内部能量的转换方式，使用水为介质，帮助能量进行转换，但是这一方法已经明显不符合当前我国发展的要求，而且与时代拖过，所以要使用燃煤联合循环的发电技术进行发电。将燃烧物脱硫，并且对粉尘比较多的燃烧物进行除尘处理，减少工厂对水资源的依靠，提升燃煤使用效率的同时也减轻了煤炭燃烧给环境带来的污染，从而提升了煤炭发电节能工作的发展。
5结束语
关键词：农村电网；电网建设；科技发展
0引言
党的十六届五中全会提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，这是推进全面建设小康社会和现代化进程的一项重要战略举措。国家电网公司适时召开了“新农村、新电力、新服务”工作会议，制定了《国家电网公司服务社会主义新农村建设工作的指导意见》，用以指导和推动服务社会主义新农村建设工作。目前，我国农电系统面临着重大的发展机遇和挑战，要求我们对农电系统的现实状况和发展目标及任务做出充分的分析与判断，才能为社会主义新农村建设提供优质、高效的服务。本文主要对我国农电系统的技术发展现状、存在问题，以及今后各方面技术的发展方向进行了一些探讨。
1农电系统发展现状分析
1.1“两改一同价”与“十五”建设取得的成绩
实施“两改一同价”以来，农村电网建设大大加强，有力地推动了农村经济的发展，农村用电量占全社会用电量的比例逐年提升。农村电气化事业的发展，对扩大内需，推动国民经济增长，促进农村产业结构调整，起到了积极的推动作用。“两改一同价”的实施，从根本上解决了长期以来制约农村经济社会发展和农民生活质量提高的农村电价过高问题，带动了相关产业发展，发挥了重大而深远的作用。归纳起来，经过实施“两改一同价”与“十五”期间的建设，农电系统取得的成绩集中体现在如下几个方面：
（1）农村电网更加坚强。通过农电系统科技规划和农村电网建设与改造工程的实施，改善了农电系统布局，提高了电网的供电能力和自动化水平，降低了电网损耗，很大程度上改变了农村电网结构不尽合理，网架薄弱，多数县级电网为单电源供电，中低压线路供电半径过长的不合理局面。农电系统的供电能力、安全性、可靠性及电能质量水平都获得了较大幅度的提高。
（2）电网装备水平和科技含量明显提高。农电系统大力推广新技术、新设备、新材料、新工艺，取得了显著效果。节能型配电变压器占有率达95.5%以上，35kV及以上电压等级有载调压主变压器占有率达到60%以上；实现开关无油化的35kV及以上变电所占有率达到58.8%；微机保护和综合自动化装置占有率达90%以上，无人值班的35kV及以上变电所占有率达49.5%；35kV及以上小型化变电所占有率达25.6%；推广使用了782个35kV箱式变电所；非晶合金配电变压器和调容配电变压器得到了应用；基本淘汰了高耗能配电变压器、过励磁变压器、铝线圈变压器、多油开关、阀型避雷器、电磁型保护装置。
（3）通信技术、自动化技术、计算机和网络技术得到广泛应用。随着通信技术和自动化技术的发展，县级调度自动化技术和配网自动化技术得到了快速普及和发展。“十五”期末，农电系统613个县级调度自动化系统已经建设完成，其中通过实用化验收的县级调度自动化系统达538个；完成配网自动化系统建设26个；完成调配合一自动化系统建设25个。
（4）现代化管理水平得到显著提升。技术比较成熟的财务管理系统、用电营销管理系统、线损理论计算系统、95598客户服务系统、办公自动化系统等得到了广泛使用；生产管理系统、负荷预测系统、远程集中抄表系统、远程视频会议系统得到了应用。“十五”期末有970个县实现了办公自动化，有666个县建立了生产管理MIS系统，有540个县实现了负荷控制和需求侧管理，有1270个县开通了95598客户服务系统。
（5）农电系统线损率、供电可靠率和电压合格率指标逐年改善。通过大规模的农电系统建设与改造，不断采取技术降损和管理降损措施，农电系统线损率指标得到不断地改善。农电系统的电压合格率和供电可靠率的调控手段和能力得到不断加强和提高，变电所内电容器补偿容量占主变压器容量的比例达到15.2%；安全性评价、带电作业和状态检修技术得到推广应用，各类电压监测仪及供电可靠性管理软件得到推广普及，电压合格率和供电可靠率水平得到不断提高，“十五”期末农电系统客户端电压合格率达到95%；供电可靠率RS1达到了99.2%，RS3达到了99.6%。
（6）农电系统科技人才队伍得到发展。通过不断加强农电系统科技人才队伍建设，农电系统科技人才的数量和质量水平都有了不同程度的提高，“十五”期末农电系统专业技术人员占农电系统总人数的比例达到27.47%，比“九五”期末提高6.19个百分点。
1.2存在问题
同时，农电系统的科技进步与发展也面临着一些问题，集中表现在如下几个方面。
（1）农网科技发展的长效投资机制没有形成，限制了农网科技工作的可持续发展。由于农电事业在社会发展、电力事业中的特殊性，世界各国都给予了特殊的政策倾斜和扶持，但在我国还缺乏在政策上的持续支持和健全的机制体制保障。农网改造工程结束后，由于没有持续的资金投入，农电企业缺乏自我积累发展的机制，建设改造资金短缺。
（2）农网科技进步管理体系和激励机制还不够健全和完善，农网系统、科研机构、生产企业等各方面的积极性和优势没能得到充分的调动，针对农网系统生产运行和建设运营中存在的热点、难点问题进行的研究开发项目较少，一些难点问题不能得到及时解决。
（3）现有的农网科技队伍，还不能满足农网科研开发、推广应用新产品、新技术的要求。由于农网的行业特点，其对科技人员的数量和专业面要求都很宽广，科技队伍建设已成为制约农电技术进步的主要因素。
（4）农村电网相关技术标准、工作标准、管理标准不够健全。淘汰、制定、修改农电相关标准的工作任务相当大，目前投入的人力、物力与实际需要差距较大。
（5）农村电网信息化建设没有统一的规划和规约，重复开发、孤岛运行，造成资源浪费。
（6）安全生产和农村安全用电缺乏先进有效的控制手段。农网安全管理基础不牢固,人员设备管理需进一步加强；由于农村电网改造不彻底，加之农村用电点多线长面广，设施安全可靠性较城网差距较大；农网改造后，农村电力资产维护界限不够明晰，属用户产权的用电设施安全可靠性不高，加大了企业的工作量和工作难度，也引发出一系列延伸服务带来的安全责任和服务责任；窃电、外力破坏和盗窃电力设施等违法案件屡禁不止，造成企业经济损失的同时严重威胁着电网安全。
（7）农电服务水平需要进一步提升。随着农村经济的发展和农民生活水平的提高，对农村用电安全、质量、可靠性要求越来越高。农村用电服务的方便性、规范性都还有差距。现代化技术手段在农电服务中的作用还远没有发挥出来。
2农电科技发展的基本方向
《国家电网公司农网“十一五”科技发展规划纲要》围绕国家电网公司“一强三优”的战略发展目标、“三抓一创”工作思路与农网可持续发展的原则，密切结合“县供电企业创一流”及“同业对标”工作安排，明确提出了以切实提高农网在电网建设、供电质量、节能降损、自动化与信息化建设、“四新”技术应用、企业管理、优质服务等方面的科技发展目标。
该规划纲要将大力推行“科技兴电”战略，贯彻国家科技政策，加大农网科技投入；坚持统一规划，统一标准，实现资源优化配置，避免低水平重复开发和建设；坚持安全可靠、技术先进、经济实用、因地制宜、符合国情；坚持长远目标和近期需求相结合，突出重点，循序渐进；坚持自主研发与引进吸收相结合，建立和完善自主创新机制，积极推广成熟适用的“四新”技术；坚持降损节能、保护环境、节省耕地，促进节约型社会的建设，实现社会效益和经济效益的共同提高；坚持“以人为本”，服务“三农”，注重人才培养，不断提高农网供电能力和供电质量，作为未来农电系统科技发展的基本原则，明确了农电系统科技发展方向和任务。
2.1电网建设
电网建设方面重点研究与推广的内容主要包括：
(1)研究适合于不同地域、不同经济发展水平，符合农村经济和用电负荷发展特点，在电压等级组合、变电所布局、供电范围、变压器容量配置和网络接线等方面进行充分优化论证的农网建设方案。
(2)研究适合农网负荷变化特点的主、配变容量选择和变压器负载率、主干线电流密度、供电半径的合理配置方案。
(3)研究建立农网中低压配电网络指标评价体系。
(4)完善基于地理信息系统开发的农村电网规划软件和管理系统。
(5)推广应用农网10kV及以下工程和35～110kV（66
kV）变电所典型设计；推广应用10～110kV（66kV）组合式箱式变电所。
(6)推广使用变电所户外组合电器、小型化的一次电气设备；研究开发35kV以上电压等级和10kV大容量调容变压器；推广使用S11型及以上的节能型变压器，积极推广应用非晶合金铁心配电变压器；推广应用外露带电体绝缘化的配电变压器；积极推广使用配电变压器用新型熔断器和金属氧化物避雷器；推广应用复合绝缘材料制造的电气设备和线路绝缘子。
(7)制定集保护、控制、计量、无功补偿、防雷等功能于一体的多功能配电柜选用标准。
2.2自动化建设
自动化建设方面重点研究与推广的主要内容包括：
（1）研究适合于农网特点的运行可靠、维护方便、功能完备的配网自动化系统方案，特别是FTU模式馈线自动化系统。积极开展农网配电自动化系统工程的应用试点，在城区、重要城镇、工业园区等区域努力实现配网自动化的馈线自动化（DA）功能，努力实施配网自动化系统的配电网监控功能和就地控制功能，因地制宜扩展管理和地理信息系统（GIS）功能。
（2）积极推广使用最新的计算机操作系统、数据库技术、图形技术、网络通信技术、多媒体等技术。依据《国家电网公司农村电网自动化及通信系统建设技术导则》的大、中、小型调度自动化系统建设模式，建设完成600个实现SCADA功能的小型县级调度自动化系统；建设完成400个实现SCADA功能、电网应用分析（PAS）等功能的中型县级调度自动化系统；建设完成200个实现SCADA功能、电网应用分析（PAS）、电能量计量、配网自动化等功能的大型县级调度自动化系统。
（3）积极采用计算机系统安全防护措施，保证县级调度自动化系统、配网自动化系统运行安全。
（4）推广应用变电所遥视系统，有效解决变电所现场可视化及环境监控问题。
（5）积极探索农村电网经济适用的通信技术，重点解决农村电网偏远变电所、配网自动化、低压集中抄表中的通信问题。在自动化系统推广公共通信网络的应用模式，完善公共通信网络在自动化系统应用中的安全技术措施。
2.3信息化建设
信息化建设方面重点研究与推广的主要内容包括：①研究企业管理的数据信息流，建立统一的数据规范，消除信息孤岛，实现数据资源共享。②深入研究网络、信息技术在农网管理中的应用，制定农网管理综合信息系统规范和实用化标准。③积极应用国内外成熟的信息安全技术及产品，做好农村电力信息安全工作。
2.4安全生产管理
安全生产管理方面重点研究与推广的主要内容包括：
（1）推广应用供电可靠性评估技术。建立适应本地区的输配电网、中低压用户的可靠性统计管理及决策专家系统，对电网运行数据进行综合分析，对设备的运行状态和寿命进行评估，实现可靠性目标管理。
（2）研究推广以状态检修为特征的设备优化检修、主设备监控和诊断技术，开发适应农网的事故诊断装置。推广应用先进实用的在线监测技术和设备，有效地对设备进行在线监督、分析和诊断，实现设备的优化检修，提高设备运行管理水平和供电可靠性。
（3）推广应用高电压等级带电作业技术和带电作业设备，努力提高中压用户的供电可靠性。
（4）推广应用降损节能新技术；研究开发新型节能技术和设备及配电网络线损在线计算软件，有效降低电能损失；推广农村电网电压和无功综合调控方法，推广应用自动无功静态补偿和动态补偿新技术，采用电压无功的综合调控方法，实现无功电源和无功补偿最优化，实现农网无功分层、分区、就地平衡，进一步降低线损，节约能源。
（5）研究推广先进实用的电能质量控制技术。建立电能质量实时监测及监督管理体系，开展电网谐波污染的预防、测量和分析工作，积极采用改善电能质量的抑制干扰和降低电能污染的控制措施。
（6）开展电网故障、负荷控制、运行方式、运行状态、经济运行和环保状况等方面的分析研究工作。
（7）采用先进的安全生产管理技术和管理手段，开展安全性评价和标准化作业工作，应用“两票”管理系统和安全违章预控系统，有效地预防人身和设备事故的发生。
（8）研究推广中低压配电网防人身触电的技术措施。
（9）研究推广农网电力设施防外力破坏和防盗窃的技术措施。
2.5营销管理和服务
营销管理和优质服务方面重点研究与推广的主要内容包括：①制定营销信息管理规范；完善营销信息管理系统、95598客户服务信息管理系统、供电所规范化管理系统等数据整合平台。②按照统一规划的原则，建设具备电能计量、电费回收、业扩报装、决策分析等综合功能的电力营销信息管理系统。③全面推广具备用户咨询、查询、事故报修、投诉举报、停电预报、业扩报装等功能的95598客户服务系统，实现农网服务的信息化和社会化。④研究开发用电需求侧管理系统，对受电容量在315
kVA及以上的用户加装负控装置，逐步实现农网重要负荷的有效监控。⑤有条件的地区逐步推广使用远程（集中）抄表系统。⑥研究开发农网系统的电子商务应用系统。着重解决与银行、农村信用社、邮电、电信等联网后的电费代交以及网上业扩报装等问题。
2.6科技人才队伍建设
科技人才队伍建设方面重点研究的内容主要包括：①制定农网科技人才发展规划。②加强在职人员的继续教育，制定培训计划，利用现代化的培训手段，加强对员工的培训，不断提高职工队伍的科技素质。③提供优惠的用人条件，建立人才激励和保障机制，为推进农网的科技进步创造良好的环境。努力培养一批管理人才、专业技术人才、高级技能人才和既懂技术又懂经营的复合型人才队伍。④在国家电网公司、各网、省市公司建立农网科技人才专家库。
为确保农电系统科技发展目标的实现，贯彻科技工作“有效投入、投入有效”的基本原则，未来农电系统将在7个方面陆续推出相关政策和要求：建立科技创新和发展机制；加大农网科技投入；建立科技工作的激励机制；发挥典型示范作用，推动农网科技进步工作；加强技术标准化管理；加强国内外科技交流与合作；建立农网科技进步的服务体系。
3结语
建设社会主义新农村为农电事业发展带来了新的机遇，也提出了更高的要求。对照新农村“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的建设标准，当前的农村电气化技术还处在较低的水平。鉴于农电系统的特殊性，农电科技发展必然受到越来越高的重视，农电科技进步需要更多的关注和推动。
4参考文献
［1］国家电网公司农电管理与发展情况的调研报告，国家电网公司“新农村、新电力、新服务”工作会议文件，2006年3月.
［2］国家电网公司服务社会主义新农村建设工作的指导意见，2006，4.
上世纪50年代末晶闸管在美国问世，标志着电力电子技术就此诞生。第一代电力电子器件主要是可控硅整流器(SCR)，我国70年代将其列为节能技术在全国推广。然而，SCR毕竟是一种只能控制其导通而不能控制关断的半控型开关器件，在交流传动和变频电源的应用中受到限制。70年代以后陆续发明的功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率MOS场效应管(PowerMOSFET)、绝缘栅晶体管(IGBT)、静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)等，它们的共同特点是既控制其导通，又能控制其关断，是全控型开关器件，由于不需要换流电路，故体积、重量较之SCR有大幅度下降。当前，IGBT以其优异的特性已成为主流器件，容量大的GTO也有一定地位[1][2][3]。
许多国家都在努力开发大容量器件，国外已生产6000V的IGBT。IEGT(injectionenhancedgatethyristor)是一种将IGBT和GTO的优点结合起来的新型器件，已有1000A/4500V的样品问世。IGCT(integratedgateeommutatedthyristor)在GTO基础上采用缓冲层和透明发射极，它开通时相当于晶闸管，关断时相当于晶体管，从而有效地协调了通态电压和阻断电压的矛盾，工作频率可达几千赫兹[2][3]。瑞士ABB公司已经推出的IGCT可达4500一6000V，3000一3500A。MCT因进展不大而引退而IGCT的发展使其在电力电子器件的新格局中占有重要的地位。与发达国家相比，我国在器件制造方面比在应用方面有更大的差距。高功率沟栅结构IGBT模块、IEGT、MOS门控晶闸管、高压砷化稼高频整流二极管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在国外有了最新发展。可以相信，采用GaAs、SiC等新型半导体材料制成功率器件，实现人们对“理想器件”的追求，将是21世纪电力电子器件发展的主要趋势。
高可靠性的电力电子积木(PEBB)和集成电力电子模块(IPEM)是近期美国电力电子技术发展新热点。GTO和IGCT，IGCT和高压IGBT等电力电子新器件之间的激烈竞争，必将为21世纪世界电力电子新技术和变频技术的发展带来更多的机遇和挑战。
二、变频技术的发展过程
变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。电力电子器件的更新促使电力变换
技术的不断发展。起初,变频技术只局限于变频不能变压。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,如:调制波纵向分割法、同相位载波PWM技术、移相载波PWM技术、载波调制波同时移相PWM技术等。
VVVF变频器的控制相对简单,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较小,受定子电阻压降的影响比较显著,故造成输出最大转矩减小。
矢量控制变频调速的做法是:将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic通过三相——二相变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Iml、Itl,然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。
直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。
VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。
三、变频技术与家用电器
20世纪70年代,家用电器开始逐步变频化,出现了电磁烹任器、变频照明器具、变频空调、变频微波炉、变频电冰箱、IH(感应加热)饭堡、变频洗衣机等[4]。
20世纪末期期,家用电器则依托变频技术,主要瞄准高功能和省电。
首先是电冰箱,由于它处于全天工作,采用变频制冷后,压缩机始终处在低速运行状态,可以彻底消除因压缩机起动引的噪声,节能效果更加明显。其次,空调器使用变频后,扩大了压缩机的工作范围,不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制,达到降低电力消耗,消除由于温度变动而引起的不适感。近年来,新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化,而且利用高速运行能实现快速冷冻。
在洗衣机方面,过去使用变频实现可变速控制,提高洗净性能,新流行的洗衣机除了节能和静音化外,还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容;电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热,没有燃气和电加热的炽热部分,因此不但安全,还大幅度提高加热效率,其工作频率高于听觉之上,从而消除了饭锅振动引起的噪声。
四、电力电子装置带来的危害及对策
电力电子装置中的相控整流和不可控二极管整流使输入电流波形发生严重畸变,不但大大降低了系统的功率因数,还引起了严重的谐波污染。
另外,硬件电路中电压和电流的急剧变化,使得电力电子器件承受很大的电应力,并给周围的电气设备及电波造成严重的电磁干扰(EM1),而且情况日趋严重。许多国家都已制定了限制谐波的国家标准,国际电气电子工程师协会(IEEE)、国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。我国政府也制定了限制谐波的有关规定[5]。
（一）谐波与电磁干扰的对策
1、谐波抑制
为了抑制电力电子装置产生的谐波,一种方法是进行谐波补偿,即设置谐波补偿装置,使输入电流成为正弦波[3]。
传统的谐波补偿装置是采用IC调谐滤波器,它既可补偿谐波,又可补偿无功功率。其缺点是,补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧毁。此外,它只能补偿固定频率的谐波,效果也不够理想。
电力电子器件普及应用之后,运用有源电力滤波器进行谐波补偿成为重要方向。其原理是,从补偿对象中检测出谐波电流,然后产生一个与该谐波电流大小相等极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。
大容量变流器减少谐波的主要方法是采用多重化技术:将多个方波叠加以消除次数较低的谐波,从而得到接近正弦的阶梯波。重数越多,波形越接近正弦,但电路结构越复杂。小容量变流器为了实现低谐波和高功率因数,一般采用二极管整流加PWM斩波,常称之为功率因数校正(PEC)。典型的电路有升压型、降压型、升降压型等。
2、电磁干扰抑制
解决EMI的措施是克服开关器件导通和关断时出现过大的电流上升率di/dt和电压上升率du/dt,目前比较引入注目的是零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)电路。方法是:
(1)开关器件上串联电感,这样可抑制开关器件导通时的di/dt,使器件上不存在电压、电流重叠区,减少了正关损耗;
(2)开关器件上并联电容,当器件关断后抑制du/dt上升,器件上不存在电压、电流重叠区,减少了开关损耗;
(3)器件上反并联二极管,在二极管导通期间,开关器件呈零电压、零电流状态,此时驱动器件导通或关断能实现ZVS、ZCS动作。
目前较常用的软件开关技术有部分谐振PWM和无损耗缓冲电路。
（二）功率因数补偿
早期的方法是采用同步调相机,它是专门用来产生无功功率的同步电机,利用过励磁和欠励磁分别发出不同大小的容性或感性无功功率。然而,由于它是旋转电机,噪声和损耗都较大,运行维护也复杂,响应速度慢。因此,在很多情况下已无法适应快速无功功率补偿的要求。
另一种方法是采用饱和电抗器的静止无功补偿装置。它具有静止型和响应速度快的优点,但由于其铁心需磁化到饱和状态,损耗和噪声都很大,而且存在非线性电路的一些特殊问题,又不能分相调节以补偿负载的不平衡,所以未能占据静止无功补偿装置的主流。
随着电力电子技术的不断发展,使用SCR、GTO和IGBT等的静止无功补偿装置得到了长足发展,其中以静止无功发生器最为优越。它具有调节速度快、运行范围宽的优点,而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后,可大大减少补偿电流中谐波含量。更重要的是,静止无功发生器使用的抗器和电容元件小,大大缩小装置的体积和成本。静止无功发生器代表着动态无功补偿装置的发展方向。
五、结束语
我们相信，电力电子技术将成为21世纪重要的支柱技术之一，变频技术在电力电子技术领域中占有重要的地位，近年来在中压变频调速和电力牵引领域中的发展引人注目。随着全球经济一体化及我国加人世界贸易组织，我国电力电子技术及变频技术产业将出现前所未有的发展机遇。
参考文献:
[1]周明宝.电力电子技术[M].北京:机制工业出版社,1985.
[2]陈坚.电力电子学－电力电子变换和控制技术.北京：高等教育出版社,2002.
[3]王兆安黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2003.
[4]陈国呈,周勤利.变频技术研究[J].上海大学自动化学院学报,1995(6):23-26.
数字电视信号要求发射机功放系统必须有较好的线性，当前改善功放系统线性度比较成熟的方法是在数字激励器中加入预校正技术和均衡技术。数字激励器的均衡器包括线性均衡器和群时延均衡器。数字均衡器主要有两个功能，一个功能是预校正数字I、Q基带信号的电平（相位、频响），另一个功能是将数字I、Q基带信号转换为模拟信号，同时送入调制器进行变频转换。均衡器补偿数字电视发射机的各部分产生的线性总失真，线性失真包括相位线性失真和幅度线性失真。发射机产生线性失真的主要器件是功放系统的输入/输出匹配网络和腔体及射频滤波器。这些器件产生的频响成为复频响，都需要对其幅度和相位进行均衡。均衡器输出的频响与发射机各部分的总频响呈复数共轭的函数转换关系，当发射机的复频响与均衡器产生的频响函数相乘后，发射机的线性失真将下降至满足标准要求的水平。理想的频响是一个常数和频率无关。群时延就是相位相对于频率的失真，是指不同频率的信号在通过整个信号带宽范围时产生不同的时延。理想的群时延也是一个常数和频率无关。补偿群时延失真的办法通常是采用两个数字均衡滤波器用于高频和低频补偿。数字激励器调制器的功能是把经过COFDM调制并进行数模转换后的两路I、Q正交信号和频率合成器输出的视频载波信号进行混频、变频成一路射频输出。
二、频率合成器
频率合成器的主要功能为输出调制需要的视频载波本振信号频率，为单频网提供参考时间和参考频率。载波频率的产生通过PLL（锁相环频率合成器）完成。PLL回路包括一个恒温VCXO（压控晶体振荡器），带宽为10MHz。输出的每个频率都与10MHz基准频率同步，10MHz基准频率的频率精度较高，较高的频率精度可降低噪声和确保短期的稳定性。5控制电路数字激励器一般都配有可实现远程遥控的RS232接口，同时安装以工控机为核心的控制处理单元。控制处理单元提供了发射机当前的运行状态信息、故障报警信息、参数配置信息、发射机的开启与关闭及历史记录等信息。通过操控工控机可以显示功放系统内部各功放模块的实时状态，控制单元通过外接传感器监测发射机各装置，管理发射机的全部操作。
三、中频自适应数字预校正技术
