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關鍵詞:電子銀行 制約因素 對策
近年來,電子銀行逐漸興起,極大的豐富了人們的理財手段。所謂的電子銀行是科技和金融創新相結合的產物,是銀行等金融機構通過向公眾開放的通信網絡,以銀行特定的自助服務設施或者客戶建立的專用網絡,向客戶提供專門的網絡金融服務。電子銀行互聯網和電話業務,互聯網業務就是通過計算機設備和互聯網進行網上辦理相應銀行業務;電話業務則是指通過電話以及電信網絡和聲訊設備進行業務辦理,利用無線網絡和手機等開展手機銀行服務。此外,電子銀行還可以通過其他的應用電子設備和網絡,向客戶提供自助式的金融交易業務,例如銀行自助終端、ATM、POS等。隨著現代信息技術的不斷發展和應用,電子商務快速興起,我國電子銀行經過近十年的發展,已經取得顯著的成果。但是,隨著我國社會主義市場經濟體制的不斷完善,銀行等金融機構面臨的市場競爭越來越激烈,尤其是在電子化告訴發展的今天,電子銀行的發展面臨著巨大的挑戰,電子銀行的發展面臨眾多挑戰,醫院在開展電子銀行業務時,應該正確分析現階段我國電子銀行發展存在的風險,并制定自己相關的發展對策。
一、當前醫院開展電子銀行業務困境分析
(一)銀行業普遍存在風險意識薄弱的問題
安全因素是任何銀行開展電子銀行業務都必須首先考慮的重要問題,對于銀行和用戶來說,資金的安全都是最為關鍵的。但是隨著計算機和信息技術的不斷發展,網絡安全問題帶給銀行很多新型的商業風險,例如,電子信息的無紙化和開放性等,都嚴重的威脅著電子銀行業務開展過程中的安全。雖然現在很多的銀行都已經組建專業的團隊來進行安全防御,但是網絡黑客事件等仍然時有發生,銀行為例防止這些犯罪事件的發生,往往采取限制交易額和使用安全證書。由于限制了交易額,滿足不了一些大客戶的需求,導致客戶的損失;安全證書的使用,需要用戶自行購買數字證書,這部分費用有些用戶并不愿意承擔,而且證書的升級和換代比較繁瑣,使客戶產生了抵觸的心理。① 醫院在開展電子隱含業務時,由于銀行本身的風險管理存在漏洞,安全性是醫院應該考慮的關鍵因素。
(二)銀行目標客戶群識別模糊,不能有效實現市場定位
目前,我國大多數銀行的客戶群識別模糊,各大銀行的中、高、低客戶的比例相差巨大,一般以低端客戶為主,資源結構配置不合理。因此,在開展電子銀行業務時,就必須要考慮產品的消費群的問題。但是,我國的各個銀行在對電子產品進行市場定位時,往往存在畏難的心理,過分的關注大中型客戶,忽視了小客戶的存在,導致對消費群體的定位不準確。此外,在電子銀行的宣傳上,存在很多投機的行為,導致電子產品不能被市場充分的認知,客戶對電子銀行業務的了解不夠,自然不會進行認購。因此,在醫院進行電子銀行業務辦理時,往往找不到適合自己的產品,不能適應醫院開展財務管理的要求。
(三)銀行信用體系落后,制約電子銀行的發展
我國信用缺失一直是制約電子銀行發展的瓶頸。與西方國家相比,我國的信用體系才剛剛的起步,國民的信用意識比較差。當前,電子銀行的網上支付系統缺少有效的共享機制,企業和個人的信用記錄不完善。很多的企業不愿意采用信用結算的方式,而是偏好于現金交易、物物交易等原始的方式,究其深層次的原因,就是因為我國信用體系的不健全,海關、稅務等部門的電子支付體系建設不能與銀行的電子化同步,阻礙了電子銀行的發展。因此,醫院在開展電子銀行業務時,往往不能與稅務等部門掛鉤,辦理相關業務時有不便。
二、醫院發展電子銀行業務的路徑選擇
(一)加強安全監管,關注銀行風險防范能力提高
醫院在發展電子銀行業務時,應該從自身出發,分析自身的實際情況,切實提高風險防范的意識和能力。根據電子銀行的特征,制定出符合其業務要求的風險管理策略,實現對電子銀行相關業務的有效監控和管理。首先,應該加強安全監控,通過對網絡進行實時監控,阻止因為銀行服務器遭受惡意的網絡攻擊,防止黑客等入侵給醫院造成的損害,保護醫院內部網絡的安全性;其次,應該完善電子銀行的網絡通訊,電子銀行一般采用大型的多種通信媒體,是基于互聯網協議進行構建的,具有復雜、多變的特點。因此,醫院財務管理部門必須采用綜合性的網絡智能管理系統,實現網絡服務管理的一體化,保證在某一個協議遭受攻擊的時候其他協議的安全,避免大規模網絡的癱瘓。②
(二)選擇合適的產品
我國電子銀行的產品定位不準確,產品單一但是,隨著銀行加強產品開發,完善產品品種,滿足多層次消費者的需求,爭取實現產品的開發、銷售以及服務的一體化。醫院應該對銀行開發的電子銀行業務進行科學的分析對比,綜合考慮自身實際財務工作需要,選擇合適的電子銀行業務,實現醫院財務管理工作的有效開展。
三、結束語
隨著電子銀行的興起,各大銀行都紛紛開展電子化服務,醫院也開始嘗試辦理電子銀行業務。但是,當前我國電子銀行的風險意識薄弱,信用體系不完善,產品單一,客戶識別不清,這給醫院開展電子銀行業務帶來很多問題。因此,醫院必須加強風險防范意識和手段,選擇適合自己的電子銀行業務,有效的提高醫院的財務管理工作效率。
參考文獻:
摘要:現階段,電力電子系統逐漸被應用到電氣控制領域,使電氣控制水平得到飛速發展。本文對電力電子技術本身的發展情況進行簡單分析,提出電力電子系統在控制技術中的應用方式和應用建議,以期為我國相關領域的發展提供有力參考。
關鍵詞:電力電子系統;控制技術;應用策略
電力電子技術作為現代科技高速發展下的產物,推動著電力系統的發展,將現代化的電子技術與電力行業緊密結合,對現代電力行業當中的新技術的應用和開發產生直接影響,更與人民群眾的日常生活、社會的和諧穩定息息相關。
一、電力電子技術發展情況分析
(一)電力電子技術對電氣控制技術的重要價值。現階段,電力電子技術在電力系統中的應用范圍不斷擴大、應用水平也在逐漸提升,電力轉化與可控系統當中的電子構件,能夠有效提升電力系統工作質量與工作效率。同時,電力電子技術對于整個電器控制領域而言,也具有著直觀決定的重要地位。電工原理、現代電子學以及智能化、自動化的控制技術,相互依托、相互作用的背景下,共同構成了先進的電力電子系統。這種系統能夠有效控制各種各樣的電氣設施,精準檢驗電氣系統當中海量的數據信息,在發生問題或故障的過程中,實現自動化的實時報警。并且,將電力電子技術應用于電氣控制當中,還能達到對設備運行狀態的動態化監督管理,大幅提升電氣控制的整體質量。(二)電力電子技術發展情況分析。隨著人類科技水平的不斷提升,電力電子技術逐漸走進現代人視野,也成為相關學術領域重要研究課題。電力電子技術自誕生以來,大致經歷了兩個發展時期,即電子構件制造時期和將電力電子技術應用于電路當中的時期。在技術水平的不斷推動下,電子構件制造與電路當中的有效應用均得以快速發展。在電子構件方面,具體分為三個主要階段,即不可控、半可控以及全可控?,F階段,電力電子技術在電氣控制中的應用不斷深化,逐漸實現全自動,甚至智能化的控制。
二、電力電子系統在控制技術中的應用策略
電力電子技術在控制技術當中的使用,表現在以下幾個主要方面,包括在電路保護中的應用、在開關控制中的應用等等。為高質量提升電力系統的穩定性和可靠性,我們可以充分利用電力電子系統對電路實施精準控制,也可以利用電力電子系統掌握電氣設備各個構件的運轉狀態。(一)開關控制設備的運用。在電力系統復雜程度、功能性不斷提升的作用下,其電磁兼容水平需求也在隨之增加,對電力設備質量提出更高要求。傳統模式下的電氣系統,為達到節省空間的目的,普遍選擇常規開關對變壓器實控制。雖然這種方式能夠有效提升空間利用率,然而其本身也會對電氣系統造成一定程度的電磁干擾,不利于設備的正常使用。為解決電磁干擾問題,降低噪聲現象,可以將電力電子系統為核心的軟開關應用其中,在提升電氣設備可靠性與穩定性的同時,進一步實現電氣控制的科學化發展。(二)電路保護設備的應用。電路保護設備作為電氣系統中的重要組成部分,對整個電氣系統的正常運行產生直接影響。當電力電子電路出現問題期間,電路保護設備能夠對其產生有效的保護作用,及時作出與之相應的保護措施。現階段,常見的電路保護設備包括高效熔斷器、繼電器等等。然而,隨著電子領域技術水平的不斷提升,電力電子構件逐漸向更加輕便、小巧的方向發展,同時其功率也變得越來越大。因此,傳統電路保護設備已經難以滿足當下日益提升的要求。將電力電子系統應用于電路保護設備當中,有效結合電路檢驗設備相關信息,在檢驗到電路電流期間,能夠快速完斷電保護,大幅提升保護工作的質量和及時性。(三)靜態無功設備的應用。隨著我國經濟社會的不斷發展,人民群眾的用電需求不斷增加,對電網功率要求提出巨大挑戰。主要表現在電網當中功率變化頻率的提高,對電網可靠性、穩定性產生一定程度的負面影響,使電路當中的低頻振蕩難以控制。然而,將以電力電子技術為核心的靜態無功補償設備應用其中,能夠大幅增加電力系統負荷水平,減少功率損耗,實現電路電壓有效控制,全面提升電力系統的工作質量。(四)高壓直流送電的應用。傳統電廠送電類型普遍以交流電為主,然而在交流電的送電過程當中,會出現較為嚴重的電能消耗,與國家可持續發展戰略、生態發展戰略不符,并且不利于有效控制的實現。鑒于此,現代電廠通過高水平的直流送電技術,將交流電有效轉化為直流電,實現超遠程、高電壓送電。然后,直流電在經過超遠距離輸送后,抵達變電站。通過變電站中相關設備的處理,再使直流電轉化為交流電,為人民群眾的用電提供堅實保障。
三、結語
綜上所述,電力電子系統作為處理電力變換的新興科學技術,能夠有效實現電力功率的轉化,其應用范圍、應用領域不斷擴大,成為影響這個電氣行業發展的關鍵內容。雖然,現階段電力電子系統的應用水平得到良好發展,其應用成果極為突出,但是其對其的應用仍然存在巨大研究空間。相關領域需要建立科學發展觀,在完善現有應用方式的基礎上,對其應用范圍、應用質量進行不斷探索。
參考文獻
[1]劉進軍.電能系統未來發展趨勢及其對電力電子相關技術的挑戰[j].南方電網技術,2016(3):78-81.
關鍵詞:電力電子;智能電網;電能質量
尤其是近幾年,我們國家額科學技術飛速的發展,使得我們國家的智能電網建設速度以及規模越來越增加,這樣才能夠有效的滿足人們對電能越來越多、越來越高的需要。先進的電力電子技術在整個電力行業當中屬于比較新興的一種技術,在電力交換方面可以更好的進行運用。因為采用這一技術可以大大的提升電能的利用率,因此,當今階段這一技術已經在很多個行業當中有了非常廣泛得應用。所以,相關的工作人員一定要對先進的電力電子技術深入的進行研究,這樣就能夠在后期智能電網進行建設的時候有效的進行應用這一技術。
1先進電力電子技術在智能電網中的運用意義
對先進的電力電子技術進行應用,不但可以使電網的反應能力有非常大的提升,并且還可以使得電網的電能質量以及輸配電的能力有非常大的提高。在當今階段,我們國家的電網架構還比較薄弱,在對于輸配電方面還要不斷的進行完善。先進的電力電子技術對系統的調控能夠進行實現,并且也能夠對電網潮流的分配有效的進行調節,因此,可以使電網始終保持在一個比較安全的運行環境當中。對可再生能源進行應用的過程當中,運用先進的電力電子技術能夠更加有效的實現對可再生能源的發電控制以及有效的調度,并切也能夠使得這些能源進行大規模以及分布式的接入,為能源的利用打下堅實的基礎。在對電能質量進行管理的過程當中,運用先進的電力電子技術能夠有效的強化用戶與供電方之間的交互關系,更好的實現電網電能的質量大大的提高,從而得到質量更好、更穩定的電能供應。另外,在節能減排上運用先進的電力電子技術可以使得當今階段的輸電線路實際的輸送能力大大的提升。
2我們國家的智能電網實際的發展情況
智能電網指的就是智能化的電網,這是比較新型的一種電網,可以非常有效的提升效率,對能源的浪費大大的降低,并且對于電能的損耗也比較小,更好的保障了用電的安全等。隨著經濟快速的發展,也使得智能電網的應用范圍更加的廣泛,雖然美國的智能電網已經非常的成熟,但是,還是無法有效的滿足我們國家實際的需求;雖然,我們國家的智能電網還處在前期發展的階段,但是,在整個智能電網領域當中已經取得了非常好的效果。
3先進電力電子技術在智能電網中的應用
3.1在智能電網發電環節中的應用
怎么才能給在飛速發展的階段當中有效的實現能源的持續性的利用,這是現階段我們主要面臨的一個問題。在智能電網當中,應當廣泛的應用先進的電力電子技術,這樣就能夠比較有效的緩解能源缺乏的問題,更好的節省了能源,并且對環境也起到了非常好的保護作用。在智能電網進行發電的過程當中,應用先進的電力電子技術說就是利用先進的技術以及風能水能等一些能夠再生的資源進行發電。比如:利用風能進行發電的過程當中,就應當把電機組當中的電子利用先進的技術有效的結合到電網當中,這樣才可以更好的進行變速操作。
3.2風能、光電能、存儲混合的應用
風能以及光電能是能夠再生的能源并且也是最為清潔的能源,在進行綠色建設的過程當中非常的關鍵,這也是后期資源利用主要的發展方向,可以有效的滿足社會的需求??墒?,因為風能以及光電能不是特別的穩定,所以,實際在進行應用的過程當中,必須要重視協調生產電力與負載之間存在的關系。而實際在進行應用的過程當中,一定要利用大功率的變換器對電力系統進行連接,這樣才能夠有效的實現能量的轉化。
3.3在智能電網輸電環節中的應用
在電能在進行輸電的過程當中會包含很多相關的技術參數,主要都有:高壓直流輸電以及柔性直流輸電等等,應用先進的電力電子技術可以更好的確保直流輸電的輸電更加的穩定。在對先進的電力電子技術與電力系統進行結合的過程當中,一定要按照實際的情況來對電力系統進行控制。
3.4在智能電網變電環節中的應用
尤其是近些年來,變電站由傳統的模式向著數字化以及信息化的方向快速的發展,這主要起到作用的就是廣泛的應用了電力電子技術,變電站的未來的發展方向就是通過交流平臺有效的實現信息的共享。對變電站的數字化不斷的進行改善,才能給有效的實現變電站電網的智能化以及信息化。所以,后期的智能化電網不僅是對數字的采集,而利用先進的電力電子技術對數字深入的進行分析。
3.5在智能電網用電環節中的應用
在當今階段,市場當中的競爭主要就是用戶之間的互動情況,這也是智能電網當中在用電的環節主要的一個目標,在這一環節當中應用先進的電力電子技術,能夠有效的滿足供電方與用電方的信息需求,更加有效的確保用戶對電力的需要。
3.6在智能電網配電環節中的應用
我們必須要確保用戶對電能質量的實際需要,把先進的電力電子技術與自動化的技術有效的進行結合,對配電的過程嚴格的進行監管,為需要的用戶提供基礎的技術支持,確保用戶對于電力實際的需求。配電過程當中出現問題的時候,一定要及時的進行處理。
4結束語
總而言之,先進的電力電子技術能夠對電網有效的進行強化,更好的確保電網供電的安全性以及穩定性,還能更好的幫助電力企業有效的提升節能減排的技術,使得資源更加有效的得到利用。
參考文獻
[1]周海波.電力電子技術在智能電網中的應用研究[J].電子制作,2014(16):231-232.
[2]臧春艷,裴振江,茍銳鋒等.智能電網與現代電力電子技術[J].電氣應用,2016(13):50-53,58.
Analysis of Modern Power Electronics Teaching
KAN Xiu, LI Yuanyuan, LIANG Jianru, LUO Xiao, CHEN Xiaolong
(College of Electronic and Electrical Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620)
Abstract Modern power electronics is an effective bridge between 'force electricity' and 'weak electricity '. According to the construction of automation and automotive electronics and other majors' requirements, Modern power electronics has become the required course. Firstly, the common problems have been analyzed in the teaching process of modern power electronics. Then, the improved methods have also been discussed for modern power electronics teaching.
Key words modern power electronics; teaching; experiment
1 目前教學中存在的問題
1.1 任務重課時少
以我校自動化專業為例,現代電力電子學作為專業基礎必修課一般安排48學時(包括課內實驗4學時),教學重點包括電力電子器件和四大變換電路,如何在并不充裕的教學時間內完成教學內容并兼顧教學藝術與專業發展,已然成為擺在大多數授課教師面前的現實課題。
1.2 內容多信息大
由于教學任務繁重,且很多老師本身并不熟悉現代電力電子學在所授專業中定位與應用,造成授課過程中很難抓住專業要求合理安排教學內容,而是采用多媒體通篇教學的方法,課堂信息量過大、知識點零散,學生往往抓不住重點、不堪負重也就很難跟上授課教師的節奏,學習效果大打折扣,教學質量可想而知。
1.3 基礎弱興趣低
現代電力電子學的先修課程包括微積分、電路、數電和模電等,而這些課程(包括現代電力電子)所涉及的均為枯燥繁瑣的理論知識,加之學時的限制,學生往往對這些先修知識的掌握程度達不到現代電力電子學學習的要求,這也無形中增加了學生對課程學習的抵觸情緒,為課程的教學增加了很多難度。
1.4 強灌輸少動腦
由于種種條件的限制,目前大多數高校采用多媒體大班式授課,教學方式生硬且單一,學生多被動接受知識,很少會積極主動學習。另外,課內實驗本是檢驗學生對所學知識掌握的關鍵,也因為學生在實驗時只是按照“過于詳盡”的實驗指導書,簡單連線加上抄寫數據與波形而順利完成,使得實驗的目的與意義盡失。
2 教學方式方法的探討
2.1 立足專業完善方案
現代電力電子學雖被大多數工科專業選作修讀課程,但是每個專業都有自己的方向需求,做到根據專業所需、參考企業所求、摸清未來發展,將專業、行業與學業有機結合起來,制訂適應學科發展、行業需求的合理教學方案,做到把知識、技術與能力培養有效整合,建立起學生對學習內容和行業發展的直觀認識,調動學生的主觀能動性,使其挖掘自身所長,從自身興趣出發完成課程的認識和學習,同時掌握理論知識和應用技術,才能成為真正的專業人才。
2.2 條理清晰提高效率
教師要根據教學方案合理安排授課內容,注意條理性并突出重難點,明確各內容板塊的教學順序,以便學生能相對輕松地跟上教師的授課節奏,清楚地理解并掌握所學知識。教學過程中時刻注意學生的反應,盡量做到換位思考,多從學生的角度去分析教學過程,在問題釋義難點分析時,注意給學生盡量創造一個可自由發揮和想象的空間,充分提高課堂教學的效率。并注意在每節課中將上節課的典型問題、作業難點和學生建議反饋給課堂,解決問題的同時也加深了學生的理解。
2.3 加強實踐培養創新
對于以培養技術型人才的工科院校來講,在教學過程中完成對學生實踐能力和創新能力的培養成為其重要任務之一。實驗教學正是提高學生動手實踐與動腦創新的主要途徑,而課內實驗由于其自身的特點,要求學生在掌握必要的基礎知識的同時,理解實驗目的、實驗原理、實驗方法和實驗步驟,正確完成實驗儀器使用、實驗數據分析和實驗報告撰寫等一系列工作,讓學生們在實驗過程中理解書本知識驗證所學內容。鼓勵學生在實驗過程中提出問題解決問題,激發學生內在的學習欲望,全面鍛煉學生的學習能力、創新能力和實踐能力,促進學生的多方面協調發展。
2.4 優化方法靈活教學 (下轉第96頁)(上接第94頁)
在現代電力電子的教學過程中,大多數教師沿用了理論教學的傳統教學方式,即板書為主和PPT播放輔助,而我們知道現代電力電子其實是一門應用性很強的學科,教學過程中不宜只重視理論推導,而忽略實際應用。教師應多從實際情境出發,引出教學內容的同時,激起學生的興趣,更能形象地說明所學知識的應用背景。且在授課過程中注意板書強調重點的同時,也可以穿插圖片、動畫和視頻等教學手段,以便學生對難點知識能夠更為生動直觀地理解和接受。注意師生互動,提問學生的同時也允許學生提問,加強學生的課堂參與性,時時掌控課堂氣氛。
2.5 加強交流突出團隊
一門課程的教學想要得到真正的發展,單靠授課教師個人的力量是很難走遠的,只有發揮團隊的力量,協作分工群策群力才能做到真正的不斷向前。團隊內教師互相交流、互相聽課和互相幫助,從教學方案、教學內容、教學方法和教學分析幾個方面共同探討,以期發揮每個教師的潛力,促進課程教學水平的提高,并應特別注重對青年教師的教學指導,利用現有資源幫助他們快速走上講臺,為學科的快速發展打牢每一步基礎。并根據專業特點和學科發展需要,利用團隊優勢打造符合自身特質的精品課程。
3 結束語
現代電力電子學是電力、電子和控制技術的融合,更是理論知識與工程實踐相結合的典范。通過現代電力電子學的學習,可以使學生能夠理解控制電路結構與原理,清楚電力電子器件及其性能,掌握電能轉換的原理與技術,為學生完成后續的課程學習和未來發展打下堅實的基礎。
關鍵詞:電力電子技術;教學改革;仿真
作者簡介:李林琳(1977-),女,遼寧沈陽人,長春工程學院電氣與信息工程學院,配電自動化吉林省高校工程研究中心,講師;邢順濤(1976-),男,吉林延吉人,長春工程學院電氣與信息工程學院,講師。(吉林 長春 130012)
基金項目:本文系2011年長春工程學院教學研究課題的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)03-0064-02
“電力電子技術”是電氣工程及其自動化專業的專業基礎課程,在人才培養方案和課程體系中起著至關重要的作用。通過“電力電子技術”課程的學習,使學生掌握電力變換的基本理論知識,為后續專業課程打下堅實的理論基礎。本課程來源于工程實踐,理論與實踐并重,因此,本課程將實踐貫穿始終,具有層次性和互補性。通過理論教學、實踐鍛煉、MATLAB仿真等教學活動,有助于提高學生理論聯系實際和應用創新的能力。
一、“電力電子技術”課程教學改革的必要性
目前“電力電子技術”的教學仍然停留在傳統的教學模式上,即在課程教學中依照教材的內容和順序講述各種電力變換原理。[1]這種傳統的教學模式存在以下弊?。旱谝?,傳統的教學思想重視學生對書本知識的掌握程度,忽視學生的素質教育,忽視學生應用創新能力的培養;第二,傳統的教學形式方法單一,課堂上教師講授課程,學生只是被動參與,這樣很難激發學生的學習興趣;第三,由于現行教材不能很好地體現電力電子技術的應用和發展,且教材中講授的理論都只集中在技術層次,而忽略了現場應用的實際因素。因此現有的教學存在與實際脫節的情況,從事電力系統及相關行業工作的學生走上工作崗位后,還需投入大量的時間去了解電力電子技術的新原理和在電力系統中的應用,以及電力變換對電力系統的影響。
本文主要是針對長春工程學院(以下簡稱“我校”)電氣自動化專業的“卓越工程師培養計劃”,在“電力電子技術”課程教學中探索科學合理的教學方法,加強實踐教學工程針對性,培養學生創新思維,提高學生理論聯系實際的能力,為成就未來的“卓越工程師”奠定基礎。
二、探索“電力電子技術”課程的教學方法
1.采用多媒體教學,增加教學的直觀性
由于“電力電子技術”課程中有很多電力變換的原理需要畫波形,受板書的限制,授課的信息量很有限,所以可將“電力電子技術”課程的有關內容制作成多媒體課件進行講解。講述時多媒體教學可與黑板手寫教學同時進行,將多媒體教學和手寫的重點、難點知識相結合,增強教學效果。
現在“電力電子技術”課程的多媒體課件有很多,但是這些課件普遍存在一個共同的缺點:課件制作過于簡單,缺少動畫和過程講解,很多原理圖都是直接出現,很多結論也是直接給出,這樣對于剛剛接觸電力電子的學生來說很生硬,很難提高學生的學習興趣。對于“電力電子技術”課程的改革,首先從課件入手,重新制作課件,在課件中增加大量動畫和工程實例。比如在講授整流電路時,對于每一種整流變換的電路圖結合工作原理都制作了動畫。教師在上課時,講到某一回路和器件時,該回路和器件都有明顯的標注、聲音和動畫變換。這樣,學生有更直觀的視覺和聽覺感受,加深對工作原理的理解。
2.引入問題教學法,激勵學生自主學習
該方法是指采用互動學習的方式,在引出一個新的知識點時,教師首先將問題提出,讓學生先進行充分討論,通過問題來激發學生學習的自主性,然后由老師進行總結,得出一個正確的結論。例如,老師在課堂上給學生提出問題:如果三相橋式整流電路中,某一相觸發電路的觸發信號丟失,整流電路負載側輸出的波形會是什么樣?先請學生闡述自己的觀點,然后由老師理論講解。教師還可以利用MATLAB程序,在課堂上演示,使學生加深對理論知識的理解。這種方法可以極大地激發學生的興趣,使學生成為主動的學習者。問題式教學方法與國際教育相接軌,國外的教育跟注重人的培養,老師不會每天給學生留作業,通常會讓學生準備課題,上課進行討論。國際教育更需要學生自己主動學習,學習完全是自己的事,這樣更好地培養學生的邏輯思維、語言表述和創新意識。
3.推進案例教學法,引領學生探究工程實踐
“電力電子技術”的理論教學應與電力企業及日常生產、生活實例相結合。實例可根據教學內容穿插引入,課堂上引用的例子盡可能是學生日常接觸過的或電力行業中的設備,這樣學生會更感興趣。相關章節舉出相應實例,指出課本上的基本電路、基本原理是怎樣運用的實際中去的。這樣一方面能深刻地講述教材上的基礎知識,另一方面能擴大學生的專業應用能力,將會有更好的教學效果。例如,在講完脈沖寬度調制技術(PWM)基本原理內容后,通過風力發電生產案例引入變頻器。首先給出變頻器的主電路及各部分參數要求,其次根據變頻器的主電路圖,結合理論課講過的整流、逆變和PWM控制理論給出變頻器的工作原理,最后可以利用MATLAB仿真軟件給出逆變器各參數波形圖。
同理,在講授電力電子各部分基本知識的基礎上,可以適時地引入電力企業生產實際案例,使學生對電力電子技術在電力系統中的應用和電力變換對電網穩定性和電能質量的提高、及電力電子新技術的發展對新能源、高壓直流輸電和柔流輸電技術等的影響有所了解,以提高學生的理論知識和實踐能力。
三、加強實踐教學
“電力電子技術”是一門實踐性很強的課程,實驗實踐環節占據十分重要的位置。通過“電力電子技術”課程實驗、實習、教學仿真及學生的科技創新活動等活動,構成了螺旋上升式的實踐教學體系,逐步提高學生的實踐動手及應用創新能力。
1.課程實驗
電力電子實驗室實行開放式管理,開設近十個實驗,教師教學中可根據需要從中選做5個的實驗。每個實驗每個班級分批、分組進行,每組最多不超2人,每次實驗都由任課教師和一名電力電子實驗室老師共同指導,這樣教師可以對每組學生進行詳細指導。通過課程實驗,可以增加學生的感性認識,提高學生的動手能力,激發學生對所學知識的探索欲望,加深對理論知識的理解。
2.仿真教學
仿真實驗模塊主要是根據教學內容設計了相關的仿真實驗內容,要求學生完成簡單的電路設計,實現所要求的電路功能。為完成“卓越工程師培養計劃”的目標,現將MATLAB仿真引入到電力電子技術的理論與實踐教學中,培養學生分析解決問題的能力,在掌握基本理論知識的前提下,培養學生創新意識。
在對比目前比較流行的仿真軟件后,發現MATLAB更適合電力電子仿真。用計算機仿真可以方便地進行不同器件、不同參數的比較,進行反復試驗。MATLAB提供的仿真工具箱SIMULINK,是一個功能十分強大的仿真軟件,可以根據用戶的需要方便地為系統建立模型,并且十分直觀,它的仿真精度很高,仿真結果準確。應用計算機仿真來研究電力電子技術,有利于提高研究效率,降低研發成本。
“電力電子技術”仿真所用到的電氣、電子元件模型全部都包含在MATLAB元件庫里面。在MATLAB提示符下鍵入Powerlib命令,這個命令將打開SIMULINK仿真窗口,同時顯示出電力系統模塊工具箱。電力系統仿真環境簡稱“psb”,它幾乎提供了組成電力系統的所有元件。其中包括:同步機、異步機、變壓器、直流機、線性和非線性模塊、傳輸線路、斷路器、負荷模型、電力半導體器件、控制元件、測量元件以及信號顯示模塊等等。
應用MATLAB軟件,著重研究整流、逆變、斬波及變頻等基本電路的仿真及其波形結果分析,驗證課本中的基本原理。例如整流電路中,對不同的觸發角、不同的負載時參量輸出波形會產生什么樣的差別等,使學生能夠對這些比較難以理解的抽象內容有一個直觀的認識。如圖1單相橋式可控整流電路原理圖。
在仿真電路中,更改負載的參數就可以得到不同負載類型,如電阻性負載和阻感負載。對于相位控制的整流電路來說,控制角的相位直接影響輸出波形,可以利用MATLAB仿真調整控制角α數值,觀測單相橋式整流電路的輸出波形,及晶閘管兩端的電壓、電流的波形圖。當α=60°時,各參量輸出如圖2。
MATLAB軟件也可以對一些復雜電路進行模擬仿真,如改變觸發角對波形的影響、缺相對波形的影響等等,并對其波形結果進行量化分析研究。通過改變各項輸入參數觀察其波形變化,從而使學生對電路模型能夠熟知和精通,加深印象,改善課堂教學效果。
3.體驗式教學
根據卓越工程師培養計劃,為提高學生的實踐能力,部分課程的實踐環節可占總學時的50%,根據“電力電子技術”課程的特點,可將課堂直接搬到仿真實驗室、實訓基地甚至單位現場。根據現場實際設備結合所學的理論知識進行講解,加深學生對電力電子技術一些抽象概念的理解,做到理論與實際相結合。
對一些有興趣的學生,可以組織參加教師的科研實踐、學?;蚴〖壙萍紕撔掠媱潯⑷珖娮哟筚惖?。很多學生在比賽中獲得優異的成績,取得良好的效果。通過引領學生參與學科競賽及科技創新活動,使學生對于知識的應用與創新有了完整的體驗。
四、結論
電力電子技術在不斷地發展,教學內容與方式也要相應地變化。結合教學方法的改革,可引入新的教學內容;理論授課結合仿真、工程案例和實踐教學環節,使枯燥的理論變成體驗式課程,激發學生的學習興趣,使學生牢固地掌握電力變換的基本理論和當今電力電子技術發展的新動向,豐富知識面,為今后的工作打下堅實的基礎。
關鍵詞:IEET工程認證;電力電子;項目教學改革
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)04(c)-0000-00
1前言
中華IEET工程認證學會簡稱IEET,評估受認證的課程或機構是否符合認證機構的學術或專業標準,通過認證的大學院系畢業生,代表其已具備執行工程專業所需之基礎教育,且國內學歷將為各會員國所承認,擴大國內畢業生的學歷適用地區。
電力電子技術這門課程在“機械電子工程專業人才需求”企業調研活動中,84.66%的畢業生主要從事與電力電子技術課程相關的產品開發與設計工作,一般從事機械工業及維修、電子傳動、汽車、車床、電路設計、售后服務,產品檢修與分析、產品測試以及產品研發等行業,說明了這門課程的工程認證的必要性。
2教學現狀
電力電子技術是一門橫跨電力、電子、自動控制三門課程的交叉邊緣學科,是利用大功率半導體器件對電能進行變換與控制的專業基礎課程。
基于種種原因,以往電力電子技術理論學習難較大,課堂教學將學生置于一種被動地位,不利于學生主動進行知識建構,所以急需一種新的教學模式,以此來吸引學生的關注,加強基礎理論與工程實例的結合應用,結合電力電子領域的新技術和工程應用技術,為專業模塊化課程“機電傳動控制”、“機電產品創新設計”、“工業機器人”、“機電一體化系統設計”,以及復合型課程“電動汽車”、“汽車電器與電子技術”、“電動汽車驅動技術”、“智能裝置設計”、“智能家居”做知識儲備。
隨著各高校教學改革的深入,電力電子技術課程的課時量越來越少,實驗學時也不斷壓縮,同時實體的實驗設備極易損壞,軟件仿真又不能讓學生完全的理解概念。只是仿真,見不到實物,對驅動模塊和控制模塊沒有研究,對課程的學習效果大打折扣。例如:簡單的整流橋電路,仿真只要選擇模塊即可,學生根本不知道做實物整流橋用電力電子器件應該如何搭建,若是選集成的芯片也不知道應該選擇哪一個,是半控芯片還是全控芯片,控制引腳該如何連接,芯片需要不需要驅動?這些問題都是軟件仿真無法解決的,不是單純改革實驗教學就可以解決的,因此需要一種工程認證的思路來進行教學改革,讓學生學有所得。
3 教學改革
3.1IEET理念下教師角色的轉變
IEET強調七大核心能力:具備資訊工程相關知識的能力,具備設計與執行實驗及分析解釋數據的能力,具備工程實務流程規劃及資訊軟硬體系統整合的能力,具備協調、領導及溝通、整合的能力,具備適應職場變化的能力及持續終身學習的習慣,具備第二外語溝通與表達的能力,具備工程倫理與善盡社會責任的能力。這些不是對教師主導作用的弱化,而是對教師在整個教學活動中的掌控能力、自身的知識水平提出了更高的要求,老師的角色要求既不能一味的灌輸知識也不能完全的不干涉,而是要作為一名引路人,為學生設計短期或是長期的學習目標,激勵學生尋找到達目標的路徑和方法,這就要求理論知識的掌握不僅要有廣度還要有深度,并且具備解決問題的能力。例如講解“電力電子器件”時,應當重視各種器件的外部特性的講解,從使用角度讓學生了解其應用的場合,參數的含義,設置這幾個參數的意義。而內部結構和工作原理的詳細分析可以讓學生自行查閱資料深入了解。介紹國內一些大型企業(“株洲南車時代電氣股份有限公司”)的最新電力電子器件―脈沖功率組件、集成門極換流晶閘管,然后讓學生自己查資料了解這些器件的具體應用范圍,擴展學生的知識面。在講每一種電量變換電路之前,應當把學生引導到某一個應用場景下,這時學生會主動思考在這種情境下電量要如何變換才能滿足應用需求。例如,在講解整流電路之前,可以先引出大家日常會用到的“手機充電器”的場景。手機充電器是從城市電網當中獲得交流電,在充電器內部通過整流電流轉化成直流電給手機充電的設備,目前手機充電器的充電時間如何縮短?各種不同型號的手機充電器是否可以通用?又有怎樣的缺陷?野外如何充電?沒有充電線的情況下又是怎樣的充電結構?針對這結問題學生會積極的思考,并且和復合型的課程緊密結合在一起,知識點的講解也就更顯通俗易懂。
3.2運用項目
項目教學法是將傳統的學科體系中的章節內容轉化為若干個教學項目,圍繞項目組織和展開教學,使學生直接參與項目全過程的一種教學方法。學生在項目實踐的過程中,理解知識點的要求,掌握知識點的技能,體驗項目建立和實現的艱難與樂趣,培養分析問題與解決問題的能力,建立團隊意識和組織協調能力,這正是IEET工程認證理念的完整體現。
恰當設置項目的題目:巧妙的設計題目是項目教學法運用成功的保證,這要求教師平時的知識更新以及積累,才能既涵蓋知識點,又符合社會實際需求,所以項目的題目類型要從―跨學科理論驗證、校企結合、創新設計等方面入手,題目層次要分明--包括易、適中、難幾個難度。例如:A.每一章節可以首先給學生提出一個設計要求,比如在學習逆變電路時,要求設計一個基于SPWM的三相電壓型逆變電路,給出具體性能指標,把問題拋給學生,等課堂知識點講完之后,學生已經有了大體的調劑思路,完成主電路的設計。B.全部課程上完之后的課程設計的項目會與企業需求相結合,完成時間周期長,如“直流脈寬調速系統驅動電源的設計”。C.此外,項目的題目可以跨學科綜合,如“模糊控制下家電產品的電子設計”。
項目完成的考核方法:IEET工程認證模式,更關心的是項目完成的過程而不是結果,所以可以以小組討論的形式來完成考核。教師從項目組織情況、設計思路、設計文檔、技術指標、創新性、項目完成情況等各方面來給學生打分,并且可以在小組討論時,評出組織者、設計能力者、文檔編撰者等有不同優勢的同學,檢測學生技術層面和團隊協作層面的差異。
Matlab、Simplorer等仿真軟件的應用:隨著新技術的發展,目前高校實驗室條件跟不上新技術發展的步伐,學生動手做實驗的機會少,許多理論需要通過實驗來驗證,除了項目教學法的運用,采用軟件對電力電子進行仿真可以解決這些矛盾。這兩個軟件強大的協同仿真功能,建模更容易,和實際電路模型極為相似,易為學生所接受
3.3擬解決的關鍵問題
按照上述設想,本課程擬解決的主要問題如下:
(1)鍛煉學生團隊協同合作的能力,為各級比賽提供一批有電子設計基礎的學生;
(2)設置電力電子技術的課程設計環節;
(3)調整教學大綱;
(4) 通過項目,培養較強的項目開發、設計和建造的能力;
(5)組織興趣小組進行實際工程項目作業,理論聯系實際,加強對理論內容的理解。以社會需求為教學依據,讓學生學有所需,學能所用。
3.4實施計劃及可行性分析
電力電子技術課程為專業限選課,一般機電專業學生必選,學生數約100人,擬打算在每年的電力電子技術課程中,分別按照教學改革思路進行對照教學,觀察其教學效果,具體實施計劃如下:
1)去同類獨立院校調研,學習他們電力電子技術類課程的建設經驗;
2)調研本專業畢業生就業情況;以畢業生就業行業分布,就業難易程度等情況為依據討論電力電子技術課程建設,并對教學大綱做相應修正;
3)以企業用人需求情況統計表的統計情況,來設置課程項目的題目,決定以下三個方向的題目“電子電工產品生產與加工”、“機電產品開發與設計”以及“企業工程項目管理工作”的側重點和比例。
4)通過教學日歷的完成情況和就業趨勢對項目的題目進行微調,令學生自行組織項目合作小組,通過做電力電子技術項目的形式,把課堂理論直接與實踐相結合,通過結合實踐課程增加學生動手能力、協同合作能力、提高專業素養。
5)對整個教改過程進行總結分析,整合課程項目的題目,根據學生的反饋改進教學方式,為本課程深入教改做準備。
6)作品展示:進行電力電子技術課程的項目實物展示活動,從電力電子的課程項目成品當中,選擇具有創新性和實用性的作品進行公開答辯和實物展示,為大學生創新創業項目提供作品,豐富畢業設計作品的內容,也提升了本專業在學校的影響力。
4創新點
特色與創新:
1)電力電子技術是一門理論與實踐緊密結合的課程,為了解決理論知識學習難度大的問題,設立項目教學環節。針對理論學科性質拓展了課堂教學的問答環節、實驗教學的軟件仿真環節、課程設計的項目研發等環節,使該課程教學過程更加生動,使學生主動地學習,加強基礎理論與工程實例的結合應用,拓寬學生知識面寬,培養學生創新意識和實踐能力,從實踐過程中通過項目學習來獲取工程能力;
2)形成了校內首個將電力電子技術課程IEET工程模式下的理論與實踐相結合的教學模式;
3)本課程所設的項目為“畢業設計選題”、“大學生創新創業的項目”以及“校、企合作的項目”提供了豐富的題目資源,豐富畢業設計作品的內容,也提升了本專業在學校的影響力。
5總結
本論文旨在通過IEET工程認證模式的培養和鍛煉,以產品研發到產品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。從資訊工程相關知識的能力,設計與執行實驗及分析解釋數據的能力,工程實務流程規劃及資訊軟硬體系統整合的能力,協調、領導及溝通、整合的能力,適應職場變化的能力及持續終身學習的習慣,第二外語溝通與表達的能力,工程倫理與善盡社會責任的能力等七個層面達到預定目標。學生可以直接參與本專業的最新應用與工程項目,培養出的學生得到企業的認同,該成果可在獨立學院相近專業推廣,對本校其它專業也有一定的參考意義。
參考文獻:
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隨著科技不斷發展,人類生活水平不斷提高,電子電力技術得到推廣應用。電子電力技術應用范圍擴大,使得我國國民經濟發展得到推動。文章分析了電力電子技術發展,以及應用的領域。
【關鍵詞】電子電力 發展應用 應用領域
1 電力電子技術的應用
1.1 一般工業
工業生產中,一般都會使用到各種交流電動機,這些動力設備性能比較好,在,可以提供直流斬波電源,或者提供可控整流電源。但是提供的主體是電力電子裝備。眾所周知,交流電機變頻調速技術是整個電氣節能最關鍵之技術,相對于傳統的大型機器而言,使用的是電力電子交流節能技術,將其作為電力驅動電源,可以節能電能達到30%。近年來,隨著電力電子技術得以發展,使得交流電性能得以發揮出來,隨著社會不斷發展,交流調速技術得到廣泛應用,逐漸占據市場。
1.2 在電力系統中的應用
當電力系統離開了電力電子技術之后,電力現代化建設將很難實現。電力系統建設發展中,得到了電力電子技術支撐,現代化建設目的得以實現。高壓輸電是基于發電廠借助變壓器,將發電機發出的電壓將其升壓之后再輸出的一種全新方式。高壓直流輸電端位置以及受電端位置,一般都是使用晶閘管變流裝置,這可以避免了大容量以及長距離輸送導致電力系統出現損耗問題出現,為輸電系統使用奠定技術基礎,從而為良好輸電提供保障。在配電網系統中,電力電子裝置還可以被使用于電能質量控制,例如,使用于閃變、瞬間停電以及電壓跌落等等電能質量控制中,更好的保障供電質量。
1.3 交通運輸
電子電力技術交通中被廣泛使用,DC/DC變換技術被大量使用于地鐵、動車以及無軌電車中。在使用中,可以更好的控制無極變速,提升控制質量。在使用中,最常表現在于電氣機車中的直流機車選擇了整流裝置將其作為供電設備。但是,交流機車如果采用了變頻裝置進行供電,那么需要借助電力電子裝置做好電力驅動和和電力控制。例如:直流斬波器被廣泛使用于軌道車輛中,常見的磁懸浮列車中電力電子技術使用,這是一項技術要求較好,關鍵之技術使用案例。其中借助電動汽車將其作為蓄電池,提供能源,需要做好電力驅動控制工作。那么使用蓄電池進行充電,不能離開電源。因此,航海、航空也離不開電子技術。
2 電力電子技術未來的發展
觀看技術發展進程中看出,半導體器件使用推動了電子技術得以快速發展。當前晶閘管等電力半導體器件有著重要的角色,尤其是在電力電子技術使用過程中。進入的到79年代之后,半控型晶閘管使用開始有新的改變。之前從低壓的小電流逐漸向高壓大電流方向發展,而且還研究出大量的電子產品。這些產品被成為電子器件,隨著電子技術不斷發展,這些產品被廣泛使用。因此,被稱為第一代電力電子器件,隨著電力電子技術不斷發展,該技術使用范圍不斷擴大,將其使用于電子技術理論研究和半導體制造使用,使得工藝水平逐漸提高。我國隨后研究出了GTR、GTO、功率MOSFE等等電子器件,這些器件都是全控制型的電子器件,被成為第二代電力電子器件。近年來,隨著技術水平不斷發展,研究出了絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件,逐漸向響應快、高頻率方向發展,這是一個質的飛躍,在我國國民經濟發展中具有重要作用,它推動了我國經濟不斷發展,使得我國電子自動化進程邁進一部。進入90年代之后,電子電力器件發展更快速,逐漸朝復雜化、模塊化、智能化、功率集成的方向發展,以此形成了電力電子技術的理論研究、器件開發研制、應用的高新技術領域等,在國際上形成了新的技術熱門。目前世界上許多大公司已開發出IPM智能化功率模塊,日本三菱、東芝及美國的國際整流器公司已有成熟的產品推出。我國國產的電力半導體器件研究水平相對于西方國家,我國的電力電子技術水平相對較低,我國應該不斷創新技術,不斷進行研究,提升科研水平,更好的保障經濟建設。我國電力半導體器件如果沒有跟上社會發展步伐,將會影響我國經濟發展水平。因此,我國的電力半導體產業發展任務艱巨。在未來發展中,應該進一步研究使用新材料,提升器件功率以及溫度范圍,之間降低器件價格,使得器件被使用的范圍更廣。系統實現集成化,當獲得更好的集成化之后,才更好保障系統可靠性和安全性。
3 結束語
綜上所述,電力電子技術是一門信息、智力、知識密集型的技術,對該技術掌握對提升我國經濟可持續發展有重要作用。從當前的發展前景上看,將半導體器件作為核心技術的電力電子行業,在我國政策支撐下,科研工作深度加深,相信在不久的將來,該技術發展水平會得以提升,更加推動我國經濟發展。
參考文獻
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[3]王柯,王躍,李明,方雄.電力電子電感的研究[D] .中國電工技術學會電力電子學會第十二屆學術年會.
關鍵詞:電力電子技術;應用
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一、電力電子技術的基本概述
(一)電力電子技術的基本涵義
在當前的社會發展過程中,各領域都在進一步的創新科技,在電力電子技術領域的發展尤為顯著。電子電子技術也被稱為是功率電子技術,這一技術主要就是研究各種的電力電子器件,和與之所構成的能夠高效完成對電能轉換以及控制的電路以及裝置,這一技術不僅是電子學在高電壓以及大電流或者是電工領域的分支,同時也是電工學在弱電或者是電子領域當中的分支,總而言之是強弱電結合的新學科。
(二)電力電子技術的作用分析
首先它能夠對電能的使用進行優化,在電力電子技術的處理之下,電能的使用能夠達到合理以及高效和節約,從而有效的實現電能使用的最佳化。例如對于電力牽引以及工業窯爐等,應用電力電子技術能夠達到有效的節能效果。其次是對于我國的傳統產業以及發展機電一體化這些新興的產業有著改造的作用。再者是電力電子技術的高頻化和變頻技術的發展能夠使得機電設備對于工頻傳統能夠突破,從而向著高頻的方向進行發展。最后就是電力電子智能化的進展從很大程度上能夠把信息處理以及功率處理得到統一,從而使得微電子技術和電力電子技術得到有效的結合這能夠對電子技術的改革起到推動性作用。
二、電力電子技術的發展
(一)整流器時代
60 年代到 70 年代,大功率硅整流管和晶閘管占主導地位,這個時期被稱為電力電子技術的整流時代,大功率硅整流管和晶閘管也被稱為第一代電力電子器件,它們屬于半控型器件。利用大功率硅整流器高效地把工頻交流電變為直流電,大功率的工業用電由工頻交流發電機提供。
(二)逆變器時代
在 70 年代到 80 年代期間,電力電子技術實現了逆變,這個期間稱為逆變器時代。世界能源危機爆發,變頻調速裝置因為節能在工業領域大受歡迎。巨型功率晶體管(GTR)、門極可關斷晶閘管(GTO)、電力雙極型晶體管(BJT)、電力場效應管(Power-MOSFET)成為電力電子的主導器件,它們屬于全控型器件,通過對門極的控制可使其開通也可使其關斷。在開關速度性能上,全控型器件普遍高于晶閘管,可用于開關頻率較高的電路。它們屬于第二代電力電子器件。
(三)變頻器時代
80 年代,功率半導體復合型器件絕緣柵極雙極型晶體管(IGBT)的橫空出世,推動了電力電子技術向高頻化發展。功率半導體復合型器件集合了驅動功率小、開關速度快、通態壓降小、載流能力大的優點,正在向高壓、高頻和大電流的大規模集成電路技術飛速發展,新型器件的性能也越來越完善,具有了以前難以實現的功能,它們屬于第三代電力電子器件,成為電力電子技術發展的里程碑,現代電力電子技術發展的墊基石。
(四)現代電力電子時代
隨著工業制造水平的逐步提高,也為了滿足人們更高的使用需求,智能功率模塊應運而生了。將功率開關器件和驅動電路集成在一起,形成一個整體體積小,重量輕,轉化效率高的狀態??朔嗽瓉眢w積龐大的缺點,解決了轉化效率低適應負載能力差的難題,提高了供電的靈活性和可控性,而且內部還具有電壓、電流和溫度保護功能,即使發生負載事故或使用不當,也不會導致智能模塊自身受損壞。它們屬于第四代電力電子器件。
三、電力電子技術的應用
(一) 一般工業
工業生產中,一般都會使用到各種交流電動機,這些動力設備性能比較好,在,可以提供直流斬波電源,或者提供可控整流電源。但是提供的主體是電力電子裝備。眾所周知,交流電機變頻調速技術是整個電氣節能最關鍵的技術,相對于傳統的大型機器而言,使用的是電力電子交流節能技術,將其作為電力驅動電源,可以節能電能達到30%。近年來,隨著電力電子技術得以發展,使得交流電性能得以發揮出來,隨著社會不斷發展,交流調速技術得到廣泛應用,逐漸占據市場。
(二)在電力系統中的應用
當電力系統離開了電力電子技術之后,電力現代化建設將很難實現。電力系統建設發展中,得到了電力電子技術支撐,現代化建設目的得以實現。高壓輸電是基于發電廠借助變壓器,將發電機發出的電壓將其升壓之后再輸出的一種全新方式。高壓直流輸電端位置以及受電端位置,一般都是使用晶閘管變流裝置,這可以避免了大容量以及長距離輸送導致電力系統出現損耗問題出現,為輸電系統使用奠定技術基礎,從而為良好輸電提供保障。在配電網系統中,電力電子裝置還可以被使用于電能質量控制,例如,使用于閃變、瞬間停電以及電壓跌落等等電能質量控制中,更好的保障供電質量。
(三)交通運輸
電子電力技術交通中被廣泛使用,DC /DC 變換技術被大量使用于地鐵、動車以及無軌電車中。在使用中,可以更好的控制無極變速,提升控制質量。在使用中,最常表現在于電氣機車中的直流機車選擇了整流裝置將其作為供電設備。但是,交流機車如果采用了變頻裝置進行供電,那么需要借助電力電子裝置做好電力驅動和和電力控制。例如:直流斬波器被廣泛使用于軌道車輛中,常見的磁懸浮列車中電力電子技術使用,這是一項技術要求較好,關鍵之技術使用案例。其中借助電動汽車將其作為蓄電池,提供能源,需要做好電力驅動控制工作。那么使用蓄電池進行充電,不能離開電源。因此,航海、航空也離不開電子技術。
四、電力電子技術未來的發展
觀看技術發展進程中看出,半導體器件使用推動了電子技術得以快速發展。當前晶閘管等電力半導體器件有著重要的角色,尤其是在電力電子技術使用過程中。進入的到79 年代之后,半控型晶閘管使用開始有新的改變。之前從低壓的小電流逐漸向高壓大電流方向發展,而且還研究出大量的電子產品。這些產品被成為電子器件,隨著電子技術不斷發展,這些產品被廣泛使用。因此,被稱為第一代電力電子器件,隨著電力電子技術不斷發展,該技術使用范圍不斷擴大,將其使用于電子技術理論研究和半導體制造使用,使得工藝水平逐漸提高。我國隨后研究出了GTR、GTO、功率MOSFE 等等電子器件,這些器件都是全控制型的電子器件,被成為第二代電力電子器件。近年來,隨著技術水平不斷發展,研究出了絕緣柵雙極晶體管(IGBT) 為代表的第三代電力電子器件,逐漸向響應快、高頻率方向發展,這是一個質的飛躍,在我國國民經濟發展中具有重要作用,它推動了我國經濟不斷發展,使得我國電子自動化進程邁進一部。進入90 年代之后,電子電力器件發展更快速,逐漸朝復雜化、模塊化、智能化、功率集成的方向發展,以此形成了電力電子技術的理論研究、器件開發研制、應用的高新技術領域等,在國際上形成了新的技術熱門。目前世界上許多大公司已開發出IPM 智能化功率模塊,日本三菱、東芝及美國的國際整流器公司已有成熟的產品推出。我國國產的電力半導體器件研究水平相對于西方國家,我國的電力電子技術水平相對較低,我國應該不斷創新技術,不斷進行研究,提升科研水平,更好的保障經濟建設。我國電力半導體器件如果沒有跟上社會發展步伐,將會影響我國經濟發展水平。因此,我國的電力半導體產業發展任務艱巨。在未來發展中,應該進一步研究使用新材料,提升器件功率以及溫度范圍,之間降低器件價格,使得器件被使用的范圍更廣。系統實現集成化,當獲得更好的集成化之后,才更好保障系統可靠性和安全性。
五、結語
電力電子技術作為經濟發展的重要基礎,在各個行業中被廣泛的應用,對經濟的發展有著不可忽視的作用。隨著科學技術的不斷進步相信電力電子技術會取得更大的突破,從而為國家的建設與發展提供有力的保障。
參考文獻:
[1]田瑾. 電力電子技術的發展趨勢及應用[J]. 電腦知識與技術,2013,05:1190-1191+1197.
關鍵詞:電力工程;電力電子技術;系統應用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.131
0 引言
通過計算機與信息技術的應用,電力系統實現了電力電子技術的控制,該技術由控制系統、半導體器件和計算機技術組合搭建而成,其目的在于通過強電與弱電的有效組合,實現大功率電力系統向直流電的轉化,是為電力系統控制的關鍵所在。因此,如何加強電力電子技術的研究,使其更好的服務于現代電力系統的發展,對于我國電力事業的可持續發展具有深遠的意義。
1 在發電環節中的應用
電力電子技術主要以發電機組的變頻調速與勵磁控制為其在電力系統發電環節的體現,對于我國以及整個世界范圍的情況而言,靜止勵磁系統為各大型電場發電機組中運用最為常見的一種形式,隨著電力電子技術的發展,其逐漸取代了勵磁機環節在勵磁控制中的應用,并以此實現了靜止勵磁控制構造的簡化、運作成本的降低以及工作性能的提高。與此同時,由于現代電子技術的應用,可迅速有效的調節靜止勵磁系統的自身運行情況,從而大大提高了整個電力系統的工作效率。
其次,對于發電機組變速恒頻勵磁而言,電力電子技術也有較為普遍的應用。水利發電系統中,水源頭壓力與單位時間內水力流動量同時影響著發電機組的運轉速度與工作效率, 并且其在風力發電與火力發電中擁有同樣的影響作用,因此,通過電力電子技術的應用,可有效調整發電機組轉動的勵磁電流頻率,使其與機組的轉速保持一致,以此實現發電機組的最大運作功效。
同時,對于太陽能發電機組的控制系統與發電廠的風機水泵的變頻調速中,電力電子技術同樣擁有很好的應用效果。太陽能作為當今時代的一種新型能源,其發電技術的發展與應用過程倍受社會關注,并且電力電子技術在其發電系統中的應用效果尤為突出,是為我國乃至世界能源戰略目標所在。但是,在實際操作過程中,由于太陽能發電本身擁有過大的功率,應用過程中需用大功率的電流轉換器轉換其所生產的電能,不僅操作復雜,更是需要投入大量的既有資源,然而,通過電力電子技術的應用,可以很好的將上述問題解決,從意義上可視為現代電力系統的一種技術性革命。電力系統發電過程中,由于發動機組等自身設備同時需要損耗較大的電量,出于能源節約的考慮,在高、低壓轉換過程中,原有的變頻器逐漸被現代化風機水泵變頻機所代替,以此大大降低了電流轉換過程中的高能耗問題,但是該技術應用目前尚不完善,仍處于不斷摸索過程中。
2 在輸電環節中的應用
對于高壓輸電系統而言,電力電子技術的應用對于電力網絡的運行穩定性得到了大幅的改善?;谥绷鬏旊娍刂普{節靈活、穩定性好及電容量大等特點,因此其在不同頻率的聯網、海底電纜輸電和遠距離輸電應用中具有明顯的優勢。高壓直流輸電過程中的兩個交流電網互聯目標的實現,通常是以有源逆變和可控整流兩種方式進行實施,其不僅可以實現兩區域電網非同步互聯、遠距離輸送及大容量電能的需求,而且還可通過控制實現交流系統動態穩定性的提高、低頻振蕩的抑制與功率緊急援助的目的。柔流輸電系統(FACTS)是綜合利用現代電力電子技術、微電子技術、通訊技術和現代控制技術對電力系統的潮流和參數進行靈活快速調節控制,增加系統可控度與提高輸電容量的交流輸電系統。用于配電系統柔流輸電技術為用戶電力技術CPT,柔流輸電技術是一種用于遠距離輸電的靜態電力電子裝置,核心是FACTS控制器。基于FACTS產品包括靜止無功補償品、靜止調相機、統一潮流控制器、晶閘管可控串聯補償器、靜止快速勵磁器等。高壓直流輸電技術等用IGBT等可關斷電力電子器件組成換流器,應用脈寬調制技術進行無源逆變,解決了用直流輸電向無交流電源的負荷送電的問題。
3 在配電環節中的應用
配電任務的實施,電能質量提高與供電穩定性的加強一直以來都是我們亟待解決的問題,作為配電環節應用電力電子技術最為普遍的系統,應用用戶電力技術(Custom Power,亦稱DFACTS)是為電力電子技術與現代控制技術結合而成,通過交流輸出電系統手段的應用,配電過程中應用用戶電力技術可對供電穩定性、輸出能力及電能質量得到很好的改善效果,除此之外,柔流輸電技術(FACTS)同為配電環節應用較為普遍的一種電力電子技術,與用戶用電技術相比,其可視為該技術的姊妹版或縮小版,原理大致相同,目前,兩種技術已得到了有效的融合。
4 在節能環節中的應用
4.1 變負荷電動機調速運行
目前,變負荷的風機、水泵采用交流調速在國外居多,在我國還需要進一步推廣應用。風機、泵類等變負荷機械中采用調速控制代替擋風板或節流閥控制風流量和水流量收到良好的效果,其調速范圍廣,精度高,效率高,可以實現連續無級調速且在調速過程中轉差損耗小,定子、轉子的銅耗也不大,可以達到30% 的節電率,缺點就是成本較高,產生高次諧波污染電網。
4.2 減少無功損耗,提高功率因數
在電氣設備中,屬于感性負載的變壓器和交流異步電動機,在運行的過程中是有功功率和無功功率均消耗的設備,作為保證電能質量不可缺少的部分無功電源與有功電源是一樣的,所以在電力系統中應保持無功平衡,不然就會系統電壓降低、功率因數下降、設備遭到破壞,嚴重時還會造成大面積的停電事故,為防止這樣的事情發生,當電力網或電氣設備無功容量不足時,增裝無功補償設備,提高設備功率因數勢在必行。
5 結語
基于以上論述,現代電力電子技術在電力系統中的應用研究為一項復雜而漫長的工作,時代在發展,社會在進步,新環境的出現必然會遇到新問題,作為一名現代化電力工程從事者,這就要求我們不斷探索,不斷實踐,在探索與實踐過程中實現技術的更新與改進,以此時刻保證控制技術的先進性與實時性,真正實現我國電力系統電力電子技術的多元化與標準化發展方向。
參考文獻: