随着医疗快速的发展,重症医学科逐渐地应用和建立,其是一个复杂性、实践性、多样性及应用性较强的临床医学学科。其业务主要包括:抢救危重患者的生命,保证生命的延续;治疗多器官功能障碍,改善器官功能;对多器官功能障碍进行有效的防治。所以,在重症医学科中医疗工作人员的能力和水平非常重要。以往传统的临床教学模式无法满足不断发展的重症医学教学的需求,因此,在我院成立了医学模拟教学培训站,对重症医学教学模式进行全面的研究,从而提高教学质量,提升重症医师的综合能力,改善重症的医疗技术水平。 一、对重症临床教学困难问题分析 1.无法满足临床实践的需要。随着教育改革的发展,医疗教育机构的大量招生,出现许多的医科教学机构,并培养了大批基础临床实践能力较强、理论基础知识扎实的高素质人才。但是,随着医疗的发展,仍存在重症临床实践教学的不足之处。随着社会经济的发展,人们对医疗水平要求的提高,重症医疗人才人处于严重缺乏的状态,所以,还应加强重症的临床教学工作。2.缺乏教学资源。目前,国内的医疗事业仍处于探索、发展、完善阶段,仍缺乏重症临床教学资源。另外,医科高校大量招生,医科学生也在不断的增多,临床教学资源不断增加,出现了临床教学资源的供需矛盾。针对相关地区发现,大中型城市、各大高校及军区医院中,临床教学资源较多,而在国内各城市的医科高等院校中仍然缺乏临床教学资源。3.临床教学存在较大的难度。重症医学主要的诊治的对象为危重患者,而诊治过程常会危及生命,患者和家属会考虑这一点,多数不会配合临床教学工作,这样显著的减少了临床教学资源,将现场的实践教学难度增加。 二、医学模拟教学的优点分析 医学模拟教学主要是指应用先进的模拟技术建立高仿真的模拟患者及模拟的临床场景,用其替代真实的患者,从而应用实践教学方法实现临床模拟教学。医学教育的模拟教学兴起于解剖学,而现代医学中主要以高科技为基础,以模拟临床实际工作情况为前提,并以情景教学、实践教学及一体化教学为主要特征等进行医学的模拟教学。虽然临床医学模拟教学与临床的实际操作教学存在一定的差异,但是医学教学模式存在较多优点被广泛的应用,主要是其具备可重复性,并具有规范的训练内容,操作训练的真实程度,丰富的教学手段,低消耗成本等多种优点,能够有效地帮助学生熟练地掌握基本操作规范,弥补了教学中缺少的复杂病种,显著的降低教学成本,从而使高等学生的临床实际操作能力、疾病的诊断能力及良好的临床思维等得到显著的提高,保证临床教学的质量。 三、重症医学教学中医学模拟教学的应用 医学模拟教学相对于传统教学优点较多,国外的一些教学模式被国内的部分医学院借鉴,他们应用现代快速发展的教育技术,成立了临床模拟技能锻炼中心,应用模拟、标准化患者,实现临床教学实践的目标,弥补了临床技能训练的不足之处。但是,基于国内的经济形势,大部分地区的医学院校无法应用大量资金构建这样一个医学模拟教学中心,但是,基于现阶段的经济条件,作为过渡国内建立了模拟教学站用来进行临床技能教学,应以培养学生的临床能力,提高医学人才的专业素质和能力。1.重症医学模拟战的建立,同时建立临床模拟教学平台。针对重症医学的教学内容核要求,整合重症医学教学资源,并将其高效率的应用,在建立的模拟的医学站中模仿医院的基本配置设施,建立模拟高仿重症医学技能,建立高仿真的模拟患者,保证内部的器物、布局及基础设施与实际的临床环境相同。2.建设标准化、规范化的模拟教学。依据教学大纲的主要内容及医学实验站的实际条件,调整教学课程系统,对教学的内容进行重组,从而制定较先进的教学提纲及完善、完善的教学计划,设计多样化的教学项目及实用性较强的教学方案,编写实践教学指导内容,并使其与模拟教学相配套,最后建立完善的临床考核评估系统,制定详细的考核项目及严格的考核标准等,将各项评分细化,全面的提升学生各项能力。3.重症医学教学中应用模拟教学。在重症医学站中建立仿真的临床模拟诊疗环境,并在此环境中进行模拟的教学,指导学生可多变化情景模式来进行实践的诊疗操作,并进行临床技能的操作,培养学生临床思维能力,规范学生实际操作,使学生能够感受到身临其镜。4.临床综合技能考核中应用模拟教学,并对教学效果进行评价,模拟临床诊疗结合临床实际技能操作对学生的综合技能进行全面的考核,制定相应的考核项目及考核模式,并将考核指标和评分指标一一细化分出,从而在技能考核中建立一个公正的评价体系,从而更完善对学生的临床诊疗能力进行评价。 四、小结 上述医学教学的改革,得到大部分医学生的认可,并积极的参与其中,取得较好的教学效果。因此,重症医学模拟站及模拟教学平台的建立,整合重症医学教学资源,并将其高效率的应用使医学模拟教学得以顺利的实施,使重症医学临床教学提高教学质量的重要途径,同时也是提高医学生临床技术水平的有效的措施。模拟教学的应用,不仅成为了实践教学的一部分,同时补充了学生在临床见习、实习中的不足。有效地结合临床实践,将模拟训练逐渐过渡并应用于临床实践工作,使模拟医学教学有效地施行,将模拟实验室的作用发挥到最大化,同时也应继续努力创造良好的条件,使临床模拟教学重心能够早日的建立,使学生有更高水平的学习平台,并在此平台中应用开放式管理模式,使学生能够在课余时间自由的练习,反复地锻炼自身的临床技能,自主的安排个性化学习机会。模拟教学使理论学习和实践学习间的桥梁,尽管模拟教学不能与实际临床相比,但其独特的优势,为学生的学习技能提供更广阔的发展平台,从而培养实践能力强,并能够较好适应社会的医学人才。 参考文献: [1]刘春艳,邹艳,钟芳芳.模拟教学法联合Seminar教学法在儿科规范化培训中的应用[J].中国继续医学教育,2018,(32):10. [2]宋云林,,潘鹏飞,白林林,杜欣欣,于湘友.工作坊教学模式在重症监护病房心肺复苏培训中的应用[J].安徽医药,2018,(11):2273. [3]王婷.病例分析式授课和模拟临床护理程序相结合的教学方法在重症医学护理教学中的应用[J].医学理论与实践,2018,(13):2036. [4]于朝霞,郭驹,张向阳,刘瑶,陈淑萍.医学模拟教学结合以问题为导向的教学模式在重症医学教学中的应用研究[J].现代生物医学进展,2017,(32):6367. [5]徐思成,王一,谷兴丽.医学模拟教学在呼吸危重症临床实践中的应用[J].医学教育研究与实践,2017,(03):415. [6]吕波,陈立,李兰,,刘盛冬.PBL教学法在重症医学科气管插管术培训中的应用研究[J].成都中医药大学学报,2017,(01):33. [7]吴若然,赵忠岩,刘天戟.模拟教学体系在重症医学临床实践教学中的应用与探索[J].中国实验诊断学,2016,(08):1419. 作者:孙佳斌 陈颖 尚进才 骆鹏 徐建博 单位:佳木斯大学附属第一医院
对于工程计算而言,精准的计算结果以及必要的计算过程还原,是提升工程质量的重要手段,因此需要合理的应用相关计算软件,提升工程计算质量以及计算效率。Excel软件作为一种新型计算工具可以在计算中发挥作用,但是目前应用情况并不乐观。因此,对Excel软件在工程计算中的应用研究有着鲜明现实意义。 1Excel软件的应用优势 Excel软件是现阶段人们日常办公所应用到最为常见的软件,对于使用者而言Excel软件具有十分明显的便利性,无论是常见的表格记录还是图表生成都可以让工作更加便利。从使用的基本情况而言,可以将Excel软件的优势概况以下几个方面:(1)Excel软件具有明显的数据透视功能,实际应用过程中可以将数据透视表划分为十几种表格形式,并且可以通过简单操作立刻完成,尤其是在工程计算过程中,因为其内部所具有的工程类型较多,因此数据表格种类也很多,可以应用Excel软件进行合理存储。(2)Excel表格拥有较大的数据容量。在缺省状态下,Excel表格可以分为16个相同类型的“工作簿”,其中每个“工作簿”纵向共有256列,横向共有16384行,在行列交叉位置会形成单元格,数据则可以记录在单元格内部,因此每张“工作簿”中都可以记录数以百万计的数据信息。(3)Excel软件中包含有大量的计算公式以及计算函数,可以通过选择数据区间然后点击应用的函数、公式内容,可以直接输出计算结果,数据计算十分方便。(4)应用Excel表格进行工程数据计算可以降低计算错误发生概率,如果计算结果存在问题,Excel表格还会作为必要提示,发现错误之后,只要修改一个数据其它数据就可以自行改变,进一步保计算稳定性,并且Excel表格当中的图表工具十分全面,可以通过应用直观反应数据信息,这是其它计算软件以及计算方法所不具备的优点。工程量计算表的格式设计可以随心所欲。既可以设计得贴近我们习惯的传统模式,也可以依照自己的想法DIY。(5)Excel表格适用面更广。Excel软件对于复杂性工程数据计算而言十分重要,相关计算人员需要结合实际计算内容进行软件操作学习,即使是普通的工作人员在简单学习之后同样可以进行计算操作,无需学习编程知识。并且Excel的通用性较强,不需要特别的软件。Excel是使用最普遍的软件之一,可以说在有电脑的地方就可以打开它,并可随时随地编辑。 2Excel软件在工程计算中的应用研究 为了可以更加直观的分析Excel软件在工程计算中的应用方法,本文采用举例说明的方法进行论述,具体内容如下所示:首先应用Excel软件建立一个完整的工程量计算内容,工程名称为:1号配电房建筑工工程,并且键入表格第二行,在B3单元格键入地面工程,C3单元格键入墙体工程。第四行空白;A5、6键入“序号”和“1”;B5、6、7出键入项目名称、地面工程、平整场地(计价量);C5、7处键入工程量计算式、“(12.62+2*2)*(8.22+2*2*)+0.11*(0.44*10+0.75*2)”。D5、7处键入单位、m2;E5、7处键入计算结果、203.75。计算过程中,首先假设C7单元格中输入的计算公式并不会带有等号,E7处为计算结果的输出位置,具体操作步骤可以如下所示:将C7单元格选种,然后在Excel表格上方的功能栏中找到“插入”菜单,在“插入”菜单找到“名称”,在“名称”中选择“定义”,点击“定义”之后可以将会出现“定义名称”的对话框。在“定义名称”的对画框中将会出现“引用位置(R):”以及“在当前工作薄中的名称(w):”并且在以上文字的下方将会出现空白条形框,然后在“在当前工作薄中的名称(w):”下方条形框中键入“结果”(此过程中的名称可以随意设置),在“引用位置(R):”下方条形框输入“=EVALUATE(建筑工程!$C7)”在对话框右面功能键中找到“添加”按钮进行单击,然后单击“确认”按钮,退出即可。在进行此过程的操作时候需要注意,“引用位置(R):”下方的空白条形框具有下拉功能,可以在其中直接选择“=EVALUATE(建筑工程!$C7)”名称,但是选择之后公式行前面所具有的“$”标识需要删除,这样才能保证单元格中的行、列位置并非处于固定状态,这样在之后的操作过程中就可以对表格内容进行随意的下拉复制。以上操作完成之后,可以直接返回到单元格界面,然后在E7处键入“=结果”,单击键盘中的“Enter”键,E7单元格可以根据事先设定的计算公式生成结果。在复制粘贴过程中,可以应用各行选中E7,按住右下角的填充柄向下拉动填充的方法进行,也可以直接进行复制粘贴。然后采用Excel求和公式对各行计算结果进行合计。 3结论 综上所述,时代的发展促使各类尖端技术被发明和应用,Excel软件就是为了便捷工作所形成的一种技术,但是很多使用者对于软件的应用仍然停留在初级阶段,就工程计算而言,对于Excel软件的应用十分必要,可以应用软件内部所具有的应用函数以及计算公式,提升计算效率,进而影响工程进度与质量。 参考文献: [1]江雨,姚丽芳,关冰,何浚宏.利用Excel软件预测价值工程——基于3L的工程管理前期策划[J].江西建材,2018(12):57-58. [2]陆锦鹤.Excel软件VBA功能使用案例一则——从PDF文件中提取出的信息中挑选需要的信息并重新排版形成可用的Excel表格文件[J].智库时代,2018(39):133-134. 作者:刘波 单位:中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司
在当前信息化技术全面发展环境下,信息技术应用得到了各个领域的应用,电力行业也包含在内。电力自动化系统应用范畴扩充,给电力系统运行稳定性以及安全性方面提出了严格的标准。为了更好的迎合时展,减少操作难度,提升工作水平,相关部门需要把电子信息技术运用到电力自动化系统中,引导相关人员更好的落实本职工作,提升电力自动化控制系统的平稳性和安全性。电子信息技术在运营发展中,成为了电力自动化系统中的重要组成部分,对电力自动化系统今后发展有着直接影响。 一、电子信息技术在电力自动化系统中的应用意义 随着我国社会经济水平的不断提升,对电力需求量不断增加。在我们日常生活中,电可以给我们提供诸多便利,但是在便利的同时,在电力传输安全性方面提出了严格的要求。电力自动化系统作为电力工程自动化传输中的一部分,假设在运行环节中无法保证电能运行安全性,给整个电网结构带来不利影响,引发安全问题[1]。为了保证电力自动化系统运行安全,结合当前实际情况,把电子信息技术运用其中,在降低操作问题的同时,还能保证人们安全,提升工作效率。除此之外,把电子信息技术运用到电力工程自动化系统中,可以将电力工程自动化技术中的问题进行处理,改善传送效率,保证电力工程运行的平稳性。 二、电力自动化系统中的电子设备 (一)电子信息硬件设备 在电子信息硬件设备中,具备的主要功能在于信息收集和调度,是当前现代化水平相对较高的自动化智能设备。受到自身因素的影响,设备之间数据共享水平得到了提高,同时也成为了相关参数调整工作顺利进行的重要指标。在信息采集设备的应用下,可以把继电器和开关设备运行信息进行采集,同时传递到监管系统中,把调节指令当作核心,对系统各项参数加以调控,这个过程凸显了自动化主要特性。电子信息硬件设备已经得到了终端设备、远程通道等广泛应用,具备较强的通用性。 (二)电子信息系统 软件系统作为电力自动化系统中不可或缺的一部分,其是在管理需求的基础上形成的,内部子系统类型相对比较多样,最为典型的系统在于管理系统、信息收集系统等。在配套管理系统的辅助下,可以有效的提高系统自动化水平[2]。例如,在应用能量管理系统过程中,其能够对电力系统电能加以科学分配,在具体操作同时,还能实现对应信息的采集和记录。信息采集系统能够获取所需的各个信息,之后把获取的信息传递给监控系统,监控系统根据获取的信息加以分析,及时找出异常现象,并对其进行适当修改,实现电网软件记录。 三、电子信息技术在电力自动化系统中的应用对策 (一)配电自动化技术 在当前我国用电数量不断提高的环境下,电力企业要想得以顺利发展,需要确保电力系统运行的平稳性及安全性。在我国,电力系统化系统中的供配电自动化通常应用了计算机控制技术、自动化控制技术、电子技术以及通信技术等,实现对供电系统运行情况的把控。当前我国自动化电力网络中,均已经实现了对电网自愈技术的普及和应用,对馈线自动化形成的各个问题进行排查和处理[3]。除此之外,在我国配电自动化中,均已经把计算机控制技术运用其中,实现对配电网监控系统及电压副孔管理系统的整合和调配,实现电网管理水平的提升。以某市配网系统为例,在该市配网系统中,广泛把GIS系统利用接口整合。把配网运行管理、设备管理以及安全管理充分融合,促进地理信息系统应用水平的提升。 (二)变电自动化技术 在电力企业产生电能之后,需要利用变电站对企业生产的电能进行升压处理,之后把电力传递到供配电网中,在把电能传递给用户,与此同时,还要对高压电加以降压处理,这一系列操作将能够有效的降低电能的消耗。变电站应用的设备一般以各个开关及变压器为主,在变电站中把电子信息技术运用其中,能够有效的提升电力运输的平稳性及安全性,该项技术在电力系统中发挥着重要意义。其中,变电自动化具备的工作在于微机保护、数据采集以及故障检测等,从而实现对变电站设备的保护,其中包含了线路保护、变压器保护、电容器保护等。 (三)电网调度自动化技术 电网调度作为电力系统中不可或缺的一部分,给电网调度实现自动化管理提供了条件。现阶段,我国电网调度结合范畴可以划分成国家电网调度、大区域电网调度、省级电网调度以及县级电网调度等。根据不同的调度等级,采用的控制系统容量也会大不相同,应用的设备也会有所差别。以某市区域电网调度为例,已经实现了电网统一化管理。通过对各个领域电网运营情况的采集,构建自动化信息一体化平台,可以给企业管理提供依据[4]。在互联网络化中,该市已经全面实施把数据传递效率当作主体的网络联网活动,实现电网数据的传递和共享,提升数据传输水平。四、结束语总而言之,随着我国社会经济水平不断提升以及人们生活条件的改变,电子信息技术在电力自动化系统中应用逐渐广泛和普及,在这种情况下,给人们生活提供诸多便利的同时,也给工业生产等提供了充足的电力支持。由此可见,通过把电子信息技术应用到电力自动化系统中,能够有效的提升电力系统运行效率,更好的保障率电力系统运行的平稳性及安全性。 参考文献: [1]俞炜.电子信息技术在电力自动化系统中的实际应用研究[J].企业科技与发展,2018(12):119-120. [2]胡俊,胡振保.电力自动化通信技术中信息安全问题剖析及预防[J].科技风,2018(35):62. [3]曹静雅.电子信息技术在自动化系统中的应用研究[J].数字通信世界,2018(12):180-181. [4]陈玉杰.信息技术在电力自动化系统中的应用与发展探讨[J].科技创新与应用,2018(30):145-146. 作者:谢鑫 单位:湖北工程学院新技术学院
电子技术在电力系统中的应用:电力电子技术在电力系统中的应用研究 【摘 要】电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据统计,发达国家在用户最终使用的电能中,有60%以上的电能经过一次以上电力电子变流装置的处理。离开电力电子技术,电力系统的现代化是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大优势,其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。柔性交流输电亦依靠电力电子装置才得以实现。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要意义,晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。静止同步补偿器(STATCOM)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功补偿和谐波补偿的性能。直流电源和不间断电源(UPS)还用作发电厂和变电所的保护电源、事故电源和备用电源。电力电子装置在电力系统中随处可见。 【关键词】电力系统;电力电子技术;应用;浅析 1、电力电子技术的发展 电力电子技术分为器件的制造技术和电力电子电路的应用电路(变流技术)。电力电子器件经历了半控型(第一代电力电子器件)、全控型(第二代电力电子器件)和复合型(第三代电力电子器件)的发展过程,把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起,构成功率集成电路(PIC),目前其功率较小,但其代表了电力电子技术发展的一个重要方向。 1.1 电力电子变换技术 电力电子变换电路的基本功能是将电网的电能转换为负载需要的形式,不论电路拓扑结构如何,其基本转换电路只有4种形式:(1)整流电路AC―DC:(2)斩波电路DC―DC:(3)逆变电路DC―AC:(4)交流变换电路AC―AC。 1.2 电力电子控制技术 电力电子控制电路的基本功能是应用自动控制理论和计算机技术来提高系统的性能,一般的控制方式有:相控方式,频控方式,斩控方式,相频控制方式及斩频控制方式,先进的控制方式对改进变换电路的性能和效率是必不可少的关键技术之一。 随着自关断器件的普遍应用,电力电子电路向高频化反向发展,一些新的电路拓扑形式比如谐振型逆变电路、矩阵式逆变电路等不断涌现。PWM控制对推动电力电子技术的发展起了历史性作用,其它控制方式比如应用静止/旋转坐标变换的矢量控制、瞬时无功功率控制、自适应控制、采用状态观测器的控制、模糊控制、神经元控制等,这使得电力电子系统的控制技术发展到一个崭新的阶段。目前应用越来越广的基于微处理器的数字控制技术在很多方面取代了模拟控制,是控制技术的一个新的发展方向。 2、电力电子技术的应用 2.1 在发电环节中的应用 电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。 2.1.1 大型发电机的静止励磁控制 静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。 2.1.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁 水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。 2.1.3 发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。 2.2 在输电环节中的应用 电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。 2.2.1 直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDC Light)技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。 2.2.2 柔性交流输电(FACTS)技术 FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。 2.3 在节能环节的运用 2.3.1 变负荷电动机调速运行 电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面,通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面,只有将二者结合起来,电动机节电方较完善。目前,交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速,我国正在推广应用中。 2.4改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业 根据世界上较为发达的国家进行的预测和判断,今后将有百分之九十以上的电能需要利用电力电子技术进行处理之后,才可以进行使用。电力电子技术与百分之九十五的现代的工业以及各种民用的机电设备有很大的关系。特别指出的是,电力电子技术是一个用弱电来控制强电的载体,同样也是计算机技术与机电设备之间进行接口的重要瓶颈。该技术可以为传统产业和新兴产业将来采用微电子技术创造有利的条件和强大的技术支持,还可以为将来充分发挥计算机技术的优势奠定强有力的技术条件和基础。 电力系统是电力电子技术应用的一个重要领域,只有不断的加大已有研究成果的技术应用和运行投入,不断改善经济可行性,才能大幅度提高电力系统的稳定水平,产生巨大效益。文中概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用,重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 电子技术在电力系统中的应用:浅析电子技术在电力系统中的应用 摘 要:电子技术的快速发展,使得其在电力系统上被广泛的应用。本文结合实际情况,有针对性地介绍了电子技术及应用领域,重点探索其在电力系统中的发电、输电、配电环节的应用。 关键词:电力电子技术;电力系统应用 一、电力电子技术 电子技术是应用于电力系统中的一门新兴对的电子技术,是一个以计算机技术、电路技术、功率半导体器件和现代控制技术为基础的技术平台,其主要研究电力的变化情况。20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出。从此以后,电子技术在电力系统领域的应用研究得到了更为广泛的关注,同时多种电子设备相继出现。 二、在电力系统领域电子技术发挥的作用 电力系统领域,电子技术的作用主要涵盖以下几个方面: (一)电子技术有优化电能的配置和使用的作用 电子技术能够有效地处理电能,在电能的配置与使用方面,电子技术发挥着重要的作用。所以,为了优化电能的配置,提高电能使用时的高效节能性,将电子技术应用到电力系统领域是明智之举。 (二)电子技术促进传统产业的改造 目前的电能绝大多数都要通过电子技术处理完成后再使用,再加上现在的计算机接口很多都采用的是机电设备,这为传统产业的制造创造了良好的发展条件。 (三)电子技术能够促进自身的发展 随着电子技术的广泛应用,给其自身的发展,尤其是给其高频化和变频技术的发展创造了极有利的条件。另一方面,电子技术加快了其自身智能化的进程。这种发展将成为电子技术巨大变革的“导火线”。 三、电力系统中电子技术的应用 (一)电子技术在电力系统发电环节的应用 发电环节的主要机器设备是发电机组,电子技术在此环节的应用主要是改善运行中的发电机组设备的性能,主要的应用包括: 1.大型发动机的静止励磁控制。静止励磁具有以下几方面的优点:结构较为简单;运行效率高,工作成果可靠性较高;造价低廉。同时也因为静止励磁的这些优点,使得其在各大电力系统得到广泛关注和应用。和传统的静止励磁不同,现代的这一技术大多采用晶闸管整流自并励的方式,因而能够快速调节,为发挥先进控制规律提供了强有力的条件。 2.水力发电机及风力发电机的变速恒频励磁。风力发电机的有效功率和风速有着线性化规律,水力发电机器运行时的有效功率要根据其水头的压力和流量进行评估判定。使正在运行的机组能够随时让自励磁电流的频率改变,使其在和转子转速叠加之后能够让输出的频率保持稳定,从而得到最大的有效输出功率。 3.风机中水泵的调频调速。发电机厂的风机水泵运行效率不高且使用率较低,要想节约能源,可通过高压变压器调节风机中水泵的频率。 4.太阳能的发电控制系统。太阳能是近几年发现的新能源,其特点是能源丰富且可再生,环保的绿色能源。利用太阳能进行发电,需要用到逆变器,它是将太阳能发电的核心所在,因为它可将直流电转化成我们所需要的交流电。太阳能阵列如图1: (二)电子技术在发电环节的应用 1.柔性交流输电技术。柔性交流输电技术出现在20世纪80年代后期,近年来发展速度很快。柔性交流输电技术是基于电力电子技术和现代控制技术的一种交流电输出技术,快速灵活对电力功率、潮流系统参数、电压等的调节控制,从而大大提高了输电线路的输电效率,降低输电耗损,并且环保节能。 2.高压直流的输电技术。世界上第一项有关晶闸管换流阀试验的工程于1990年在瑞典建成,这标志在直流输电领域电子技术开始得到正式应用。从这以后的直流输电工程,普遍使用晶闸管换流阀。随着技术的迅速发展,新研发的HVDC技术在输电过程中不再使用换流变压器,而是采用IGBT、CTO等可关变压器件。同时高压直流输电采用脉宽调制技术,在较短的电能输送距离内,中型直流输电工程因此更具竞争力。 3.静止无功补偿器在发电环节中的应用。静止无功补偿器采用的是固态开关,取代了早先使用的电气开关,从而实现高效率地控制电容器、电抗器运行的目的。静止无功补偿器主要包括晶闸管投切电容器、电抗器和晶闸管控制电抗器。 (三)配电环节应用到的电子技术 目前,配电环节重点要解决的问题是如何改善供电的可靠性能,提高电能的质量。在配电环节中电子技术最广泛的应用当属用户的电力技术,在配电系统中结合现代控制与电力电子两大技术。在配电环节中用户电力技术通过在交流输出电系统的应用,提高供电的可靠性能以及配电时的电能输出能力。FACTS是电力电子技术在配电环节的另一广泛应用,主要作用是加强输电系统的可靠性。 (四)电子技术在节能环节的应用 节能环节一般涉及到如何调节负荷电动机速度以及电动机本身因素两个方面。只有结合这两方面内容,才能突显出电动机的节能效果。根据现在实际情况分析,不难发现如今的变负荷风机、水泵都是采用交流调速这项技术,然而这项技术在国内还不怎么推广。另一方面,变负荷机械中一般是通过调速来控制风流量及水流量。这种方法取得很好的成效,并且调速范围广,精度和效率高。然而它的成本较高,并且其产生的高次谐波会污染电网。即使这样,社会生活中、冶金及矿山等部门还是应用和推广这门技术。 四、总结 目前在电力系统的多个领域,都有应用电子技术,并且随着电力系统的发展,电子技术在其中的应用得到了更为广泛的关注、推广和应用。相信随着计算机技术发展、新电子元器件的研发,电子技术的发展空间将会更加宽广,技术性能将会更加成熟、完善,进而在电力系统的控制方面起到更关键的作用。 电子技术在电力系统中的应用:浅谈电力电子技术在电力系统中的应用 摘要:电力电子技术正在不断发展,新材料、新结构器件的陆续诞生,计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持,在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。 关键词:直流输电;电力电子;发电机 1 前言 电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 2 电力电子技术的应用 自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。 2.1 在发电环节中的应用 电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。 2.1.1 大型发电机的静止励磁控制 静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。 2.1.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁 水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。 2.1.3 发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。 2.2 在输电环节中的应用 电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。 2.2.1 直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDC Light)技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。 2.2.2 柔性交流输电(FACTS)技术 FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。 20世纪90年代以来,国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小,设备结构简单,控制方便,成本较低,所以较早得到应用。 2.3 在配电环节中的应用 配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力(Custom Power)技术或称DFACTS技术,是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版,其原理、结构均相同,功能也相似。由于潜在需求巨大,市场介入相对容易,开发投入和生产成本相对较低,随着电力电子器件价格的不断降低,可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。 2.4 在节能环节的运用 2.4.1 变负荷电动机调速运行 电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面,通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面,只有将二者结合起来,电动机节电方较完善。目前,交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速,我国正在推广应用中。 变频调速的优点是调速范围广,精度高,效率高,能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,节电率一般可达30%左右。其缺点主要为:成本高,产生高次谐波污染电网。 2.4.2 减少无功损耗,提高功率因数 在电气设备中,变压器和交流异步电动机等都属于感性负载,这些设备在运行时不仅消耗有功功率,而且还消耗无功功率。因此,无功电源与有功电源一样,是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡,否则,将会使系统电压降低 ,设备破坏,功率因数下降,严惩时会引起电压崩溃,系统解裂,造成大面积停电事故。所以,当电力网或电气设备无功容量不足时,应增装无功补偿设备,提高设备功率因数。 3结束语 文中概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用,重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 电子技术在电力系统中的应用:电力电子技术在电力系统中的应用和发展研究 【摘要】电力电子技术是建立在电子学、电力学和控制学三个学科基础之上的一门新型学科,是强电和弱点的桥梁,在电力系统中有着广泛的应用。在本文中,主要介绍了电力电子技术在电力系统中的应用,并依据它在应用中产生的负面影响提出了发展解决方案。 【关键词】电力电子;电力系统;应用;发展 电力电子技术主要是用半导体电子器件进行功率变换、控制及开断电路的应用技术,主要包括电力电子变换技术和电力电子控制技术两个方向。其中电力电子变换技术主要是以电力电子变换电路作为基础,实现将电网的电能转换为负载需要的形式的基本功能,不论电路拓扑结构如何,其基本转换电路只有4种形式: (I)整流电路AC-DC; (2)斩波电路DC―DC;(3)逆变电路DC-AC:(4)交流变换电路ACAC。电力电子控制技术是以电力电子控制电路为基础,应用自动控制理论和计算机技术来提高系统的性能,一般的控制方式有:相控方式,频控方式,斩控方式,相频控制方式及斩频控制方式。先进的控制方式对改进变换电路的性能和效率是必不可少的关键技术之一。 一、电力电子技术在发电环节中的应用 发电环节中涉及到电力系统中及发电机组的多种设备,改善这些设备的运行特性主要就是采用电力电子技术手段。 1、大型发电机的静止励磁控制 晶闸管整流自并励方式被采用在静止励磁摔制上。它的优点是:结构简单、可靠性高、造价低。因而世界各大电力系统均采用静止励磁控制。这种方式可省去励磁机的中间惯性环节,可达到快速调节的效果,使其良好控制性为先进的控制规律提供了最有利条件。 2、水力、风力发电机的变速恒频励磁 水头压力和流量是决定水利发电的有效功率的两个主要因素,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的j次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效助率,可使机组变速运行。通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定千频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。 3、发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电最约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合丹发。 二、电力电子技术在输电环节中的应用 1、电力电子器件应用于高压输电系统大幅度改善了电力网的稳定运行特性。直流输电 具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。高压直流输电通常采用可控整流和有源逆变的方式实现两个交流电网的互联。不仅可以实现电能大容量、远距离的传送、两区域电网非同步互联,还可通过控制实现功率的紧急援助、抑制低频振荡、提高交流系统的动态稳定性等。 2、柔性交流输电系统(FACTS)是综合利用现代电力电子技术、微电子技术、通讯技术和现代控制技术对电力系统的潮流和参数进行灵活快速调节控制,增加系统可控度与提高输电容量的交流输电系统。用于配电系统柔性交流输电技术为用户电力技术CPT。柔性交流输电技术是一种用于远距离输电的静态电力电子装置,核心是FACTS控制器。基于FACTS产品包括静止无功补偿品、静止调相机、统一潮流控制器、晶闸管可控串联补偿器、静止快速励磁器等。高压直流输电技术等用IGBT等可关断电力电子器件组成换流器,应用脉宽调制技术进行无源逆变,解决了用直流输电向无交流电源的负荷送电的问题。电力电子技术是FACTS和CPT同的技术基础。 三、电力电子技术在节能环节的运用 1、变负荷电动机调速运行 节电的一个方面就是挖掘电动机的节电潜能,另一个方面是通过变负荷电动机的调节技术节电,只有二者结合才能够达到最好的节电效果。我国目前的电动机节电技术已经比较完善,交流调速技术在冶金、采矿等方面的普及使得电动机节电效果更为显著。用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量,这种手段在风机、泵等复合机械中使用更能体现出其优越性。交流调速在国外的变负荷风机、水泵中以及得到广泛的应用,而我国在这一方面则相对滞后一些。 调速范围广,精度高,效率高是变频调速的主要特点,这使得无级调速能够实现,而且在调速过程中转子损耗小,定子、转子的铜耗也不大,节电率一般可达30%左右。当然,任何事物都有两面性,节能的同时,增加成本是不可避免的,另外调节过程中产生的产生高次谐波污染电网也不容忽视。 2、减少无功损耗,提高功率因数。 在电气设备中,感件负载包括变压器和交流异步电动机等,运行过程中这些设备在消耗有功功率的同时还会存在无功功率的消耗。因此,无功电源作为保证电能质量不可缺少的一部分,其作用与有功电源是一样的。无功平衡是电力系统运行中必须遵循的平衡原则,若是打破这个平衡,那么就意味着系统电压下降,设备破坏,功率因数下降,严重时会引起电压崩溃,系统解裂,造成大面积停电事故,进而造成无法预计的损失。所以,当电力网或电气设备无功容量不足时,应增装无功补偿设备,提高设备功率因数。 四、电力电子技术在电力系统应用中所产生的负面影响及解决方案 1、电力电子技术在电力系统应用中产生的负面影响 21世纪科技的发展日新月异,电力电子技术的发展更是掀开了科技历史的新的一页。但是,随着电力电子装置的普及,一些负面的影响也逐渐浮出水面。这些负面影响中,谐波污染谐波产生的危害最受人们的关注,这主要是因为谐波的存在会降低电能产生和传输环节的效率,进而影响到电网上的用电设备,使它们不能够正常、有序的运行,进而影响人们的生产和生活。比如,谐波的存在会引起振动、产生噪声以及电机过热甚至烧毁等。谐波很容易使电网上无功补偿电容器和系统中的电抗器产生谐振,从而烧毁电容器及电抗器,谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,使自动控制系统失效:同时谐波还会对通信系统产生干扰,严重的可以导致信息丢失、通讯设备中断等。 2、发展解决方案 目前,无源滤波器与有源滤波器是谐波抑制的两种主要的途径,用无源电力滤波器进行抑制谐波、补偿无功和提高电网的功率因数,但滤波效果受电力系统阻抗的影响较大,且只能消除特定次数的谐波,还可能与系统发生串、并联谐振,导致谐波放大,使设备过载甚至烧毁,而且装置笨重,体积大,有效材料消耗多。与无源电力滤波器相比,有源电力滤波器具有更大的优势,有源电力滤波器不仅能补偿各次谐波,还可同时补偿无功功率、抑制闪变、调节和平衡三相不平衡电压。滤波特性不受系统阻抗和频率的影响,可消除与电网阻抗发生串、并联谐振的危险,且对外电路的谐振具有阻尼作用,能对变化的谐波进行迅速的动态跟踪补偿。 电子技术在电力系统中的应用:浅谈电力电子技术在电力系统中的应用 摘要:近年来,不断进步的计算机技术为现代控制技术在实际生产、生活中提供了强有力的技术支持,新的材料和结构器件又促进了电力电子技术的飞速发展,且在各行业中得到广泛的应用。本文就电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用进行了详细的阐述。 关键词 电力电子技术;电力系统;应用 以功率半导体器件、电路技术、计算机技术和现代控制技术为支撑依据的电力电子技术经过半个世纪的发展,目前在新能源开发、电能质量控制和民用产品等多个行业应用越来越广泛。直流输电是最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术。20世纪80年代之后,提出了柔性交流输电(FACTS)概念,于是电力电子技术在电力系统中的应用研究引起的很大的关注,许多介绍和总结相关设备的基本原理和应用现状层出不穷,相继又出现了多种设备。笔者按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。 1 在发电环节中的应用 发电机组的多种设备在电力系统的发电环节都会被涉及到,如何改善这些设备的运行特性就需要电力电子技术参与应用。 1.1 大型发电机的静止励磁控制静止励磁结构简单、可靠性高以及造价相对较低 ,采用晶闸管整流自并励方式,在世界的各大电力系统被广泛采用。省去励磁机这个中间惯性环节,使其拥有了特有的快速性调节。这样使得控制规律的方法和更加先进,效果更加良好。 1.2 水力、风力发电机的变速恒频励磁 水头压力和流量决定了水力发电的有效功率,抽水蓄能机组最佳转速变会随着水头的变化幅度而变化。风速的三次方与风力发电的有效功率成正比,随风速的变化,风车捕捉最大风能的转速也发生变化。所以机组变速运行,即调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定,从而获得最大有效功率。变频电源是此项应用的技术核心。 1.3 发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均8%,风机水泵耗电量约是火电设备总耗电量的65%,不仅耗量大且运行效率低,为了节能,在低压或高压变频器使用时可以使风机水泵变频调速,从而减少电量的消耗。目前来讲,低压变频器技术以达到一定 的水平,国内外的生产厂家也比较多,只是系列产品还不够完整。但是高压大容量变频器设计和生产的企业还是比较少,需要院校和企业抓紧联合开发,以满足生产需求。 2 在输电环节中的应用 被称为“硅片引起的第二次革命”就是电力电子器件应用于高压输电系统,这样使得电力网的稳定运行特性大幅度的改善。 2.1 直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDC Light)技术 流输电相对远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电优势独特,因为其不仅输电容量大、稳定性好等优点而且控制调节非常灵活,从。1970年世界上第一项晶闸管换流器之后,世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀,这也是电力电子技术正式应用于直流输电的里程碑。 2.2 柔性交流输电(FACTS)技术 20世纪80年代后期,FACTS技术的概念问世,这是项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可以灵活控制交流输电功率潮流,使得电力系统的稳定水平大大的提高。 20世纪90年代后,国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其设备结构简单,控制方便,成本较低,所以应用较早。 2.3 在配电环节中的应用 如何加强供电可靠性和提高电能质量是配电系统迫切需要解决的问题,电能质量控制既要抑制各种瞬态的波动和干扰,还要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术就是用户电力(Custom Power)技术或称DFACTS技术,它是电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用。其实FACTS设备的缩小版就是DFACTS设备,因为其原理、结构、功能是相似。由于市场较大的需求,所以使用会日益的广泛,再加上电力电子器件价格日益降低,可以预计DFACTS设备产品将迅速进入快速发展期3 在节能环节的运用 3.1 变负荷电动机调速运行 要想在节能环节有所成就,就必须从电动机本身和变负荷电动机的调速技术的应用两方面入手,只有二者结合起来,电动机的节能才能达到良好的效果。 目前,变负荷的风机、水泵采用交流调速在国外居多,在我国还需要进一步推广应用。风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量收到良好的效果,其调速范围广,精度高,效率高,可以实现连续无级调速且在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,可以达到30% 的节电率,缺点就是成本较高,产生高次谐波污染电网,即使这样,并不影响其在在冶金、矿山等部门及社会生活中应用推广。阀门控制和变频控制水泵流量如图1、图2所示。 3.2 减少无功损耗,提高功率因数 在电气设备中,属于感性负载的变压器和交流异步电动机,在运行的过程中是有功功率和无功功率均消耗的设备,作为保证电能质量不可缺少的部分无功电源与有功电源是一样的,所以在电力系统中应保持无功平衡,不然就会系统电压降低、功率因数下降、设备遭到破坏 ,严重时还会造成大面积的停电事故,为防止这样的事情发生,当电力网或电气设备无功容量不足时,增装无功补偿设备,提高设备功率因数势在必行。 4 结论 总之,电力系统是电力电子技术应用的一个重要领域,只有不断的加大已有研究成果的技术应用和运行投入,不断改善经济可行性,才能大幅度提高电力系统的稳定水平,产生巨大效益。 作者简介:施伟明(1982-)男,汉,广东肇庆人,怀集县新成电力发展有限公司,电气工程及其自动化,本科学历,工程经济方向。