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第1篇

PAFC技術(shù)開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀與動(dòng)向：

日本自實(shí)施月光計(jì)劃以來(lái)，作為國(guó)家級(jí)項(xiàng)目，正在實(shí)施5000千瓦級(jí)加壓型和1000千瓦級(jí)常壓型電廠實(shí)證運(yùn)行。目前，磷酸型燃料電池的發(fā)電效率為30％～40％，如果將熱利用考慮進(jìn)去，綜合效率可高達(dá)60％～80％。

除日本外，目前世界約有60臺(tái)PAFC發(fā)電設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)，總輸出功率約為4.1萬(wàn)千瓦。按國(guó)別和地區(qū)劃分日本為2.9萬(wàn)千瓦，美國(guó)8000千瓦，歐洲3000千瓦，亞洲900千瓦。運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)電設(shè)備除3臺(tái)(日本2臺(tái)，意大利1臺(tái))為加壓型外，其他均為常壓型。磷酸型燃料電池的制造廠家目前主要為日本和美國(guó)，設(shè)備主要銷往歐、亞。

美國(guó)已完成基礎(chǔ)研究，200千瓦級(jí)電廠用電池近期有望商品化，但大容量電廠用電池處于停滯狀態(tài)。德國(guó)已引進(jìn)美國(guó)200千瓦級(jí)電廠用電池進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行。另外，瑞典、意大利、瑞士等國(guó)也引進(jìn)日、美的電池進(jìn)行試運(yùn)行。

2.熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)

日本對(duì)MCFC發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)開(kāi)發(fā)始于1981年度的月光計(jì)劃，該計(jì)劃圍繞開(kāi)發(fā)1千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組這個(gè)目標(biāo)展開(kāi)了對(duì)MCFC燃料、電極等的開(kāi)發(fā)。該開(kāi)發(fā)研究進(jìn)展順利，從1984年開(kāi)始，進(jìn)而對(duì)10千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。1986年，日立、東芝、富士電機(jī)、三菱電機(jī)、IHI分別對(duì)5臺(tái)10千瓦級(jí)機(jī)組進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)，其結(jié)果是輸出功率為10千瓦，初期性能為電池電壓0.75伏，電流密度150毫安/平方厘米。

1987年起，日本在對(duì)1000千瓦級(jí)實(shí)驗(yàn)電場(chǎng)(外部改質(zhì)型)進(jìn)行主要開(kāi)發(fā)的同時(shí)，對(duì)100千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組以及1000千瓦級(jí)機(jī)組的設(shè)備的開(kāi)發(fā)研究也取得了進(jìn)展。1993年度，日立、IHI的2臺(tái)100千瓦級(jí)外部改質(zhì)型機(jī)組和三菱電機(jī)的1臺(tái)30千瓦級(jí)內(nèi)部改質(zhì)型機(jī)組開(kāi)始試驗(yàn)發(fā)電運(yùn)行。其試驗(yàn)結(jié)果以及1994年度進(jìn)行的5-25千瓦級(jí)機(jī)組的試驗(yàn)結(jié)果表明，電池電壓0.8伏，電流密度達(dá)15毫安/平方厘米，單位時(shí)間內(nèi)的劣化率小于1％。

在此基礎(chǔ)上，1994年度起開(kāi)始著手開(kāi)發(fā)1000千瓦級(jí)試驗(yàn)工廠。1995年10月在中部電力(株)川越發(fā)電所開(kāi)始建廠，確立了1000千瓦級(jí)實(shí)用化發(fā)電系統(tǒng)試驗(yàn)工廠的基本系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)有的事業(yè)用燃料電池電廠的運(yùn)行進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)劃1999年開(kāi)始試驗(yàn)運(yùn)行，其目標(biāo)為：燃料利用率為80％，千小時(shí)電池的劣化率小于1％，初期性能為：電池電壓大于0.8伏，電流密度1500毫安/平方厘米，計(jì)劃試驗(yàn)運(yùn)行5000小時(shí)。

為使電池實(shí)用化，在上述研究開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上，還進(jìn)行了機(jī)組長(zhǎng)壽命化研究，計(jì)劃連續(xù)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行4萬(wàn)小時(shí)，每千小時(shí)單位劣化率小于0.25％。除此之外，還在開(kāi)發(fā)200千瓦級(jí)內(nèi)部改質(zhì)型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。

美國(guó)能源部和美國(guó)電力研究所，正在積極開(kāi)發(fā)MCFC。美國(guó)ERC公司開(kāi)發(fā)的2兆瓦級(jí)內(nèi)部改質(zhì)型機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)于1996年5月在圣克拉拉開(kāi)始試驗(yàn)運(yùn)行。MC－power公司開(kāi)發(fā)的250千瓦級(jí)外部改質(zhì)型機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)，1997年2月起在圣迭戈開(kāi)始試運(yùn)行。

在歐洲，MCFC作為共同項(xiàng)目正在研究開(kāi)發(fā)，取得了一些進(jìn)展，其主要項(xiàng)目如下：

①高級(jí)DIC－MCFC發(fā)展計(jì)劃(1996-1998年)。荷蘭、英、法、瑞典等國(guó)參加研究，歐洲在市場(chǎng)分析、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)以及內(nèi)部改質(zhì)型機(jī)組的開(kāi)發(fā)等方面取得進(jìn)展。

②ARGE項(xiàng)目(1990年起計(jì)劃10年內(nèi)完成)。德、丹麥參加，并在內(nèi)部改質(zhì)型發(fā)電系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)上取得進(jìn)展。

③MOLCARE。由意、西班牙參加，并在外部改質(zhì)型發(fā)電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)上取得進(jìn)展。

韓國(guó)從1993年起開(kāi)始開(kāi)發(fā)MCFC，1997年以開(kāi)發(fā)100千瓦外部改質(zhì)型發(fā)電系統(tǒng)為目標(biāo)，開(kāi)始了第二階段研究開(kāi)發(fā)工作。

3.固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)

作為SOFC開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)科學(xué)離子學(xué)，其開(kāi)發(fā)歷史很長(zhǎng)，日、美、德等國(guó)已有30多年的開(kāi)發(fā)史。日本工業(yè)技術(shù)院電子技術(shù)綜合研究所從1974年起就開(kāi)始研究SOFC，1984年進(jìn)行了500瓦發(fā)電試驗(yàn)(最大輸出功率為1.2千瓦)。美國(guó)西屋公司從1960年起開(kāi)始開(kāi)發(fā)SOFC，1987年該公司與日本東京煤氣、大阪煤氣共同開(kāi)發(fā)出3千瓦熱自立型電池模塊，在國(guó)內(nèi)外掀起了開(kāi)發(fā)SOFC的。

日本新陽(yáng)光計(jì)劃中，以產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)，為首，從1989年起開(kāi)始開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)制造技術(shù)，對(duì)數(shù)百千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行測(cè)試。1992年起，富士電機(jī)綜合研究所和三洋電機(jī)在共同研究開(kāi)發(fā)數(shù)千瓦級(jí)平板型模塊基礎(chǔ)上，還組織了7個(gè)研究機(jī)構(gòu)積極開(kāi)發(fā)高性能、長(zhǎng)壽命的SOFC材料及其基礎(chǔ)技術(shù)。

除此之外，三菱重工神戶造船所與中部電力合作，共同開(kāi)發(fā)平板型SOFC，1996年創(chuàng)造了5千瓦級(jí)模塊成功運(yùn)行的先例。同時(shí)，在圓筒橫縞型電池領(lǐng)域中，1995年三菱重工長(zhǎng)崎造船所在電源開(kāi)發(fā)共同研究中，采用圓筒橫縞型電池，開(kāi)發(fā)出10千瓦級(jí)模塊，成功地進(jìn)行了500小時(shí)試運(yùn)行，之后又于1996年開(kāi)發(fā)了2.5千瓦模塊，并試運(yùn)行1000小時(shí)。TOTO與九州電力共同開(kāi)發(fā)全濕式圓筒縱縞型電池，1996年起，開(kāi)始開(kāi)發(fā)1千瓦級(jí)模塊。同時(shí)，在日本以大學(xué)與國(guó)立研究所為首的許多研究機(jī)構(gòu)在積極開(kāi)發(fā)SOFC。

美國(guó)西屋公司在能源部的支持下，開(kāi)始開(kāi)發(fā)圓筒縱縞型電池。東京煤氣和大阪煤氣對(duì)25千瓦級(jí)發(fā)電及余熱供暖系統(tǒng)進(jìn)行的共同測(cè)試表明，截至1997年3月，已成功運(yùn)行了約1.3萬(wàn)小時(shí)，其間已經(jīng)過(guò)11次啟動(dòng)與停機(jī)，千小時(shí)單位電池的劣化率小于0.1％，可見(jiàn)其技術(shù)已非常成熟。西屋公司除計(jì)劃在1998年與荷蘭、丹麥共同進(jìn)行100千瓦級(jí)模塊運(yùn)行外，為降低制造成本，還在研究開(kāi)發(fā)濕式電池制造技術(shù)。美國(guó)Allied－signal、SOFCo、Z－tek等公司在開(kāi)發(fā)平板型SOFC上取得進(jìn)展，目前正對(duì)1千瓦級(jí)模塊進(jìn)行試運(yùn)行。

在歐洲，德國(guó)西門子公司在開(kāi)發(fā)采用合金系列分離器的平板型SOFC，1995年開(kāi)發(fā)出10千瓦(利用氧化劑中的氧，若在空氣中則為5千瓦)模塊，1996年開(kāi)發(fā)出7.2千瓦模塊(利用氧化劑中的空氣)。

奔馳汽車制造公司在開(kāi)發(fā)陶瓷系列分離器式平板型SOFC上取得進(jìn)展，1996年對(duì)2.2千瓦模塊試運(yùn)行6000小時(shí)。瑞士的薩爾澤爾公司在積極開(kāi)發(fā)家庭用SOFC，目前已開(kāi)發(fā)出1千瓦級(jí)模塊。今后，德國(guó)還計(jì)劃在特蒙德市進(jìn)行7千瓦級(jí)發(fā)電及余熱供暖系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

在此基礎(chǔ)研究上，以英、法、荷等國(guó)的大學(xué)和國(guó)立研究所為中心的研究機(jī)構(gòu)，正在積極研究開(kāi)發(fā)低溫型(小于800℃)SOFC材料。

4.固體高分子型燃料電池(PEFC)

日本開(kāi)發(fā)固體高分子膜的單位有旭化成、旭哨子、Japangore－tex等，開(kāi)發(fā)改質(zhì)器以及電極催化媒體的機(jī)構(gòu)有田中貴金屬、大阪煤氣等。在開(kāi)發(fā)汽車燃料電池方面，豐田制造出甲醇改質(zhì)型燃料電池汽車(1997年)，同時(shí)三菱電機(jī)、馬自達(dá)也在著手開(kāi)發(fā)汽車燃料電池。

在供電及余熱供暖系統(tǒng)方面，PEFC排熱溫度較低，為70℃左右，在熱利用上有所限制，與其他類型燃料電池相比，目前只開(kāi)發(fā)小型系統(tǒng)。東芝(30千瓦)、三洋電機(jī)(數(shù)千瓦)、三菱重工和東京煤氣(5千瓦)、富士電機(jī)和關(guān)西電力(5千瓦)等公司在開(kāi)發(fā)以天然氣和甲醇為燃料的電池系統(tǒng)，同時(shí)，三洋電機(jī)在開(kāi)發(fā)1千瓦級(jí)氫燃料便攜式商品化電源，三菱重工在開(kāi)發(fā)特殊用途(無(wú)人潛水艇用)燃料電池。

PEFC主要作為汽車動(dòng)力電源在開(kāi)發(fā)。但在汽車上燃料的搭載方式各種各樣，有高壓氫、液化氫和甲醇等。這些燃料各具長(zhǎng)短，目前還未能確定最適方式。

德國(guó)奔馳與加拿大BPS在進(jìn)行共同開(kāi)發(fā)，它們開(kāi)發(fā)的搭載氫燃料、小底盤(pán)汽車在試運(yùn)行。除此之外它們還共同開(kāi)發(fā)甲醇燃料電池汽車。若在降低成本、提高運(yùn)行性能等方面再取得一些進(jìn)展，電池汽車就有望走向市場(chǎng)。

美國(guó)克萊斯勒、通用、福特三公司協(xié)力合作，計(jì)劃到2000年開(kāi)發(fā)出輸出50千瓦、輸出密度1千瓦/公斤的燃料電池。另外，BMW、Rover和西門子三家公司也在開(kāi)展共同開(kāi)發(fā)。

第2篇

人口是影響能耗的重要因素，全球人口的增加將造成能耗增加，導(dǎo)致大氣層中二氧化碳濃度上升，使氣溫上升，全球變暖。

在發(fā)電領(lǐng)域減少二氧化碳產(chǎn)生的途徑包括：提高發(fā)電效率減少燃耗；采用原子能發(fā)電；使用再生(天然)能源。每單位發(fā)電量二氧化碳的產(chǎn)生，以礦物燃料發(fā)電最高，特別是燒煤電廠。再生能源發(fā)電雖然設(shè)施的建造會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，但發(fā)電本身不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。因此，增加使用再生能源發(fā)電和有效使用礦物燃料，是抑制產(chǎn)生二氧化碳的有效方法。

再生能源發(fā)電技術(shù)可分為水力發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電；太陽(yáng)能發(fā)電(太陽(yáng)─熱發(fā)電和光伏發(fā)電)；海洋發(fā)電(海洋-熱能轉(zhuǎn)換、潮汐、洋流、海波)；地?zé)岚l(fā)電。

水力發(fā)電

水力發(fā)電是目前發(fā)電技術(shù)中每單位發(fā)電量產(chǎn)生二氧化碳最低的。它不會(huì)產(chǎn)生破壞環(huán)境的物質(zhì)；在徑流式水電站的情況下，也不需要水庫(kù)，對(duì)保護(hù)環(huán)境最為有利。在水庫(kù)型和抽水儲(chǔ)能型電站情況下，必須考慮水庫(kù)建造對(duì)環(huán)境的影響。

風(fēng)力發(fā)電

歐洲和美洲在風(fēng)力渦輪的發(fā)展上處于領(lǐng)先地位，隨著在美國(guó)公用事業(yè)管理政策條例(PURPA)的制定和加州減免賦稅，它們的實(shí)際應(yīng)用迅速取得進(jìn)展。三菱重工(MHI)已在美國(guó)加州安裝了660臺(tái)275千瓦級(jí)的風(fēng)力渦輪。實(shí)際應(yīng)用的這些渦輪機(jī)，其輸出功率范圍從100千瓦到600千瓦，而兆瓦級(jí)的風(fēng)力渦輪目前正處于中試階段。在日本，迄今輸出功率最高為300-400千瓦，但MHI開(kāi)發(fā)的500千瓦級(jí)的渦輪在1996年10月已成功運(yùn)轉(zhuǎn)。

太陽(yáng)-熱發(fā)電

太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)可分為太陽(yáng)-熱發(fā)電和光伏發(fā)電。在前一種情況下，通過(guò)搜集的太陽(yáng)熱能，用水或低沸點(diǎn)流體直接或間接產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)；在后一種情況下，通過(guò)p-型和n-型半導(dǎo)體的組合，將陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換為電。太陽(yáng)-熱發(fā)電又分為直接和間接(二元循環(huán))型發(fā)電系統(tǒng)。在前一種情況下，使用一臺(tái)冷凝器，通過(guò)直接產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)；而在后一種情況下，是在主系統(tǒng)使用一種沸點(diǎn)高于水的熔鹽或液態(tài)鈉，通過(guò)熱交換加熱輔助系統(tǒng)內(nèi)的工作流體-水或低沸點(diǎn)流體產(chǎn)生蒸汽。雖然前一種系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但熱效率低于后者，難以在高溫下取得蒸汽，需要輔助燃料點(diǎn)火。

在日本已建成輸出功率1000千瓦的中試裝置，應(yīng)用了塔型和曲線-直線型冷凝器，用熱水蓄熱設(shè)施予以補(bǔ)充。美國(guó)在1982年開(kāi)始對(duì)10兆瓦級(jí)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行研究，隨后建成了實(shí)際應(yīng)用輸出功率超過(guò)30兆瓦的裝置。

再生能源發(fā)電尚有一些問(wèn)題需研究解決：

(1)由于日光能量密度低(在白天，最高每平方米1千瓦)，要放置太陽(yáng)熱能收集器需要巨大的空間。

(2)太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度變化大，因發(fā)電取決于時(shí)間和天氣，所以不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電。

(3)由于難以通過(guò)熱積累把蒸汽的溫度提高到一個(gè)高水平，所以不能實(shí)現(xiàn)高效率的蘭金循環(huán)(總效率10%～15%)。

為減少成本，實(shí)現(xiàn)電力的穩(wěn)定供應(yīng)和提高效率，要解決的問(wèn)題(1)必須改善拋物面反向鏡型和定日鏡塔型系統(tǒng)的熱收集效率；(2)必須應(yīng)用一補(bǔ)充鍋爐或蓄熱系統(tǒng)；(3)需使用一個(gè)二元循環(huán)提高溫度，并通過(guò)應(yīng)用低沸點(diǎn)混合液體改善蘭金循環(huán)。

光伏發(fā)電

應(yīng)用光伏發(fā)電所產(chǎn)生的二氧化碳量?jī)H次于水力發(fā)電技術(shù)，也不會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)，是一種理想的干凈發(fā)電技術(shù)。為發(fā)電提供能量的日光是無(wú)限的。假定在白天太陽(yáng)輻射的最高強(qiáng)度是每平方米1千瓦，發(fā)電效率為10%，整個(gè)地面上每年可能的發(fā)電量為1.4億億度，大約相當(dāng)于全世界能耗量的100倍。這意味著如果把太陽(yáng)電池放置于不到全球陸地面積的1/100，或其沙漠面積的1/20，所發(fā)電量就足以滿足全世界能量的需求。

這種再生能源每單位面積的輸出功率密度低，所需要的面積大約為燒煤電站的20倍。在美國(guó)和印度，沙漠面積巨大，目前正在進(jìn)行的計(jì)劃是建造188兆瓦(美國(guó))或50兆瓦(印度)的光伏發(fā)電廠。由于世界上有許多地區(qū)適用于大規(guī)模光伏發(fā)電，作為新日照計(jì)劃的一部分，發(fā)展一種全球性的干凈能源系統(tǒng)，即世界能源網(wǎng)(WENET)正在進(jìn)行中，該計(jì)劃的目的是，在這些地區(qū)實(shí)現(xiàn)中央光伏發(fā)電，用所發(fā)出的電使水分解產(chǎn)生氫，氫既可用做能源，又可用做蓄能和輸能介質(zhì)。從保護(hù)全球環(huán)境和能量生產(chǎn)角度看，實(shí)現(xiàn)這一計(jì)劃很重要。

地?zé)岚l(fā)電

可供發(fā)電的地?zé)豳Y源可粗分為蒸汽、蒸汽和熱水二相流、熱水。地?zé)嵴羝刹患犹幚碇苯右肫啓C(jī)；而二相流被分為熱水和蒸汽，熱水通過(guò)閃蒸器變?yōu)檎羝肫啓C(jī)的低壓側(cè)。在熱水情況下，可采用上述的二元系統(tǒng)(通過(guò)使用主系統(tǒng)一側(cè)的熱水使輔助側(cè)的低沸點(diǎn)液體蒸發(fā)，并通過(guò)低沸點(diǎn)液體驅(qū)動(dòng)渦輪)。

自從1966和1967年9.5兆瓦、11兆瓦的電站(由日本三菱重工安裝)分別投入運(yùn)行以來(lái)，目前在日本正在運(yùn)行的裝置有18臺(tái)，約生產(chǎn)530兆瓦的電。以間歇泉電站的容量最高，為151兆瓦。美國(guó)目前正在運(yùn)行的間歇泉電站，功率在100萬(wàn)千瓦以上。

日本三菱重工的技術(shù)得到高度評(píng)價(jià)，它通過(guò)單級(jí)或雙級(jí)閃蒸系統(tǒng)，將熱水變?yōu)檎羝⒄羝霚u輪的中壓或低壓段，這樣，雙相流熱資源就得到了有效應(yīng)用。

這種雙級(jí)閃蒸系統(tǒng)于1977年投入商用，目前用在60多臺(tái)發(fā)電裝置。

從有效使用小規(guī)模地?zé)豳Y源觀點(diǎn)看，預(yù)計(jì)未來(lái)會(huì)發(fā)展小型(便攜式)發(fā)熱發(fā)電裝置。

洋能發(fā)電

第3篇

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能發(fā)電綠色照明一體化

太陽(yáng)能發(fā)電是利用電池組件將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。太陽(yáng)能電池組件(Solarcells)是利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性實(shí)現(xiàn)P-V轉(zhuǎn)換的固體裝置，在廣大的無(wú)電力網(wǎng)地區(qū)，該裝置可以方便地實(shí)現(xiàn)為用戶照明及生活供電，一些發(fā)達(dá)國(guó)家還可與區(qū)域電網(wǎng)并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。目前從民用的角度，在國(guó)外技術(shù)研究趨于成熟且初具產(chǎn)業(yè)化的是"光伏--建筑(照明)一體化"技術(shù)，而國(guó)內(nèi)主要研究生產(chǎn)適用于無(wú)電地區(qū)家庭照明用的小型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。

1太陽(yáng)能發(fā)電原理

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)主要包括：太陽(yáng)能電池組件(陣列)、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負(fù)載等組成。其中，太陽(yáng)能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng)，控制器和逆變器為控制保護(hù)系統(tǒng)，負(fù)載為系統(tǒng)終端。

1.1太陽(yáng)能電源系統(tǒng)

太陽(yáng)能電池與蓄電池組成系統(tǒng)的電源單元，因此蓄電池性能直接影響著系統(tǒng)工作特性。

(1)電池單元：

由于技術(shù)和材料原因，單一電池的發(fā)電量是十分有限的，實(shí)用中的太陽(yáng)能電池是單一電池經(jīng)串、并聯(lián)組成的電池系統(tǒng)，稱為電池組件(陣列)。單一電池是一只硅晶體二極管，根據(jù)半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性，當(dāng)太陽(yáng)光照射到由P型和N型兩種不同導(dǎo)電類型的同質(zhì)半導(dǎo)體材料構(gòu)成的P-N結(jié)上時(shí)，在一定的條件下，太陽(yáng)能輻射被半導(dǎo)體材料吸收，在導(dǎo)帶和價(jià)帶中產(chǎn)生非平衡載流子即電子和空穴。同于P-N結(jié)勢(shì)壘區(qū)存在著較強(qiáng)的內(nèi)建靜電場(chǎng)，因而能在光照下形成電流密度J，短路電流Isc，開(kāi)路電壓Uoc。若在內(nèi)建電場(chǎng)的兩側(cè)面引出電極并接上負(fù)載，理論上講由P-N結(jié)、連接電路和負(fù)載形成的回路，就有"光生電流"流過(guò)，太陽(yáng)能電池組件就實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)載的功率P輸出。

理論研究表明，太陽(yáng)能電池組件的峰值功率Pk，由當(dāng)?shù)氐奶?yáng)平均輻射強(qiáng)度與末端的用電負(fù)荷(需電量)決定。

(2)電能儲(chǔ)存單元：

太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的直流電先進(jìn)入蓄電池儲(chǔ)存，蓄電池的特性影響著系統(tǒng)的工作效率和特性。蓄電池技術(shù)是十分成熟的，但其容量要受到末端需電量，日照時(shí)間(發(fā)電時(shí)間)的影響。因此蓄電池瓦時(shí)容量和安時(shí)容量由預(yù)定的連續(xù)無(wú)日照時(shí)間決定。

1.2控制器

控制器的主要功能是使太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)始終處于發(fā)電的最大功率點(diǎn)附近，以獲得最高效率。而充電控制通常采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)即PWM控制方式，使整個(gè)系統(tǒng)始終運(yùn)行于最大功率點(diǎn)Pm附近區(qū)域。放電控制主要是指當(dāng)電池缺電、系統(tǒng)故障，如電池開(kāi)路或接反時(shí)切斷開(kāi)關(guān)。目前日立公司研制出了既能跟蹤調(diào)控點(diǎn)Pm，又能跟蹤太陽(yáng)移動(dòng)參數(shù)的"向日葵"式控制器，將固定電池組件的效率提高了50%左右。

1.3DC-AC逆變器

逆變器按激勵(lì)方式，可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變。主要功能是將蓄電池的直流

電逆變成交流電。通過(guò)全橋電路，一般采用SPWM處理器經(jīng)過(guò)調(diào)制、濾波、升壓等，得到與照

明負(fù)載頻率f，額定電壓UN等匹配的正弦交流電供系統(tǒng)終端用戶使用。

2太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的效率

在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總效率ηese由電池組件的PV轉(zhuǎn)換率、控制器效率、蓄電池效率、逆變器效率及負(fù)載的效率等組成。但相對(duì)于太陽(yáng)能電池技術(shù)來(lái)講，要比控制器、逆變器及照明負(fù)載等其它單元的技術(shù)及生產(chǎn)水平要成熟得多，而且目前系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率只有17%左右。因此提高電池組件的轉(zhuǎn)換率，降低單位功率造價(jià)是太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)和難點(diǎn)。太陽(yáng)能電池問(wèn)世以來(lái)，晶體硅作為主角材料保持著統(tǒng)治地位。目前對(duì)硅電池轉(zhuǎn)換率的研究，主要圍繞著加大吸能面，如雙面電池，減小反射；運(yùn)用吸雜技術(shù)減小半導(dǎo)體材料的復(fù)合；電池超薄型化；改進(jìn)理論，建立新模型；聚光電池等。幾種太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。

充分利用太陽(yáng)能是綠色照明的重要內(nèi)容之一。而真正意義上的綠色照明至少還包括：照明系統(tǒng)的高效率，高穩(wěn)定性，高效節(jié)能的綠色光源等。

3.1發(fā)電--建筑照明一體化

目前成功地把太陽(yáng)能組件和建筑構(gòu)件加以整合，如太陽(yáng)能屋面(頂)、墻壁及門窗等，實(shí)現(xiàn)了"光伏--建筑照明一體化(BIPV)"。1997年6月，美國(guó)宣布了以總統(tǒng)命名的"太陽(yáng)能百萬(wàn)屋頂計(jì)劃"，在2010年以前為100萬(wàn)座住宅實(shí)施太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。日本"新陽(yáng)光計(jì)劃"已在2000年以前將光伏建筑組件裝機(jī)成本降到170～210日元/W，太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量達(dá)10MW，電池成本降到25～30日元/W。1999年5月14日，德國(guó)僅用一年兩個(gè)月建成了全球首座零排放太陽(yáng)能電池組件廠，完全用可再生能源提供電力，生產(chǎn)中不排放CO2。工廠的南墻面為約10m高的PV陣列玻璃幕墻，包括屋頂PV組件，整個(gè)工廠建筑裝有575m2的太陽(yáng)能電池組件，僅此可為該建筑提供三分之一以上的電能，其墻面和屋頂PV組件造型、色彩、建筑風(fēng)格與建筑物的結(jié)合，與周圍的自然環(huán)境的整合達(dá)到了十分完美的協(xié)調(diào)。該建筑另有約45kW容量，由以自然狀態(tài)的菜子油作燃料的熱電廠提供，經(jīng)設(shè)計(jì)燃燒菜子油時(shí)產(chǎn)生的CO2與油菜生長(zhǎng)所需的CO2基本平衡，是一座真正意義上的零排放工廠。BIPV還注重建筑裝飾藝術(shù)方面的研究，在捷克由德國(guó)WIP公司和捷克合作，建成了世界第一面彩色PV幕墻。印度西孟加拉邦為一無(wú)電島117家村民安裝了12.5kW的BIPV。國(guó)內(nèi)常州天合鋁板幕墻制造有限公司研制成功一種"太陽(yáng)房"，把發(fā)電、節(jié)能、環(huán)保、增值融于一房，成功地把光電技術(shù)與建筑技術(shù)結(jié)合起來(lái)，稱為太陽(yáng)能建筑系統(tǒng)(SPBS)，SPBS已于2000年9月20日通過(guò)專家論證。近日在上海浦東建成了國(guó)內(nèi)首座太陽(yáng)能--照明一體化的公廁，所有用電由屋頂太陽(yáng)能電池提供。這將有力地推動(dòng)太陽(yáng)能建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)化與市場(chǎng)化的進(jìn)程。

3.2綠色照明光源研究

綠色照明系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，要求低能耗下獲得高的光效輸出，并延長(zhǎng)燈的使用壽命。因此DC-AC逆變器設(shè)計(jì)，應(yīng)獲得合理的燈絲預(yù)熱時(shí)間和激勵(lì)燈管的電壓和電流波形。目前處在研究開(kāi)發(fā)中的太陽(yáng)能照明光源激勵(lì)方式有四種典型電路：①自激推挽振蕩電路，通過(guò)燈絲串聯(lián)啟輝器預(yù)熱啟動(dòng)。該光源系統(tǒng)的主要參數(shù)是：輸入電壓DC＝12V，輸出光效＞495Lm/支，燈管額定效率9W，有效壽命3200h,連續(xù)開(kāi)啟次數(shù)＞1000次。②自激推挽振蕩(簡(jiǎn)單式)電路，該光源系統(tǒng)的主要參數(shù)是：輸入電壓DC＝12V，燈管功率9W，輸出光效315Lm/支，連續(xù)啟動(dòng)次數(shù)＞1500次。③自激單管振蕩電路，燈絲串聯(lián)繼電器預(yù)熱啟動(dòng)方式。④自激單管振蕩(簡(jiǎn)單式)電路等方式的高效節(jié)能綠色光源。

第4篇

其具體包括以下幾方面的內(nèi)容：第一，通過(guò)對(duì)電力電子技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)將傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁轉(zhuǎn)化為由中頻交流勵(lì)磁和電力電子整流相結(jié)合的方法，并且在推廣應(yīng)用過(guò)程中取得了良好的效果，其運(yùn)行的可靠性也得到了提高。第二，電力電子技術(shù)的應(yīng)用有效地改變了水輪發(fā)電機(jī)的變頻勵(lì)磁。發(fā)電頻率取決于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用了電力電子技術(shù)后，將水輪發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l交流變頻勵(lì)磁。當(dāng)水流量減少時(shí)，提高勵(lì)磁頻率，可以把發(fā)電頻率補(bǔ)償?shù)筋~定，延長(zhǎng)水輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電周期，解決水力發(fā)電中發(fā)電機(jī)工作時(shí)間受季節(jié)性水流量影響而導(dǎo)致的頻率無(wú)法調(diào)節(jié)、浪費(fèi)較多水能的問(wèn)題。這對(duì)大型水力發(fā)電設(shè)施來(lái)說(shuō)，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2電力電子技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

從近幾十年的發(fā)展歷程中我們可以看出，半導(dǎo)體的發(fā)明與應(yīng)用有效地推動(dòng)了電子技術(shù)的快速發(fā)展，其中晶閘管等電力半導(dǎo)體在這一過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用。在進(jìn)入20世紀(jì)70年代后，半控型晶閘管形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產(chǎn)品，被稱為第一代電力電子器件。隨著電力電子技術(shù)理論研究和半導(dǎo)體制造工藝水平的不斷提高，先后研制出GTR、GTO、功率MOSFET等自關(guān)斷全控型第二代電力電子器件。近期研制的以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件，開(kāi)始向大容量高頻率、響應(yīng)快、低損耗的方向發(fā)展，這又是一個(gè)飛躍。步入20世紀(jì)90年代后，電力電子技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，與該技術(shù)有關(guān)的產(chǎn)品也得到進(jìn)一步升級(jí)，大都朝著智能化、模塊化方向發(fā)展，逐步形成了電力電子技術(shù)的三步走模式及理論的研發(fā)，產(chǎn)品的研制、產(chǎn)品的應(yīng)用，成為國(guó)際科研領(lǐng)域的新星，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的熱門行業(yè)。但是，就目前我國(guó)電力電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，還不容樂(lè)觀，其中電力半導(dǎo)體器件的研發(fā)與應(yīng)用同西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在較大的差距，還比較落后，所以，如果在21世紀(jì)國(guó)際電力電子技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，我國(guó)半導(dǎo)體器件的落后狀態(tài)得不到改善，將直接影響我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因此，對(duì)于我國(guó)電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，仍然任重而道遠(yuǎn)。

3結(jié)語(yǔ)

第5篇

我國(guó)的電子信息技術(shù)起步于二十世紀(jì)中期，近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子信息技術(shù)日新月異，我國(guó)在電子信息技術(shù)方面也有了明顯進(jìn)步，應(yīng)用范圍明顯增加，在國(guó)際范圍內(nèi)具有了一定的影響力。我國(guó)電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)主要經(jīng)過(guò)了四次階段性的轉(zhuǎn)型，樹(shù)立了強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)動(dòng)力，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面發(fā)生了較大的變化，技術(shù)與開(kāi)發(fā)水平有了明顯提高，產(chǎn)品出口額有了明顯增加，基本上實(shí)現(xiàn)在滿足我國(guó)部分電子信息市場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上，走出國(guó)門的愿景。但隨著應(yīng)用的日漸廣泛，使得我國(guó)在電子信息技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，例如企業(yè)研發(fā)能力弱、電子信息技術(shù)方面知識(shí)產(chǎn)權(quán)缺乏、信息化程度低等等，這些問(wèn)題嚴(yán)重限制了我國(guó)電子信息技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，拉大了我國(guó)與世界信息技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，目前而言我國(guó)電子信息技術(shù)發(fā)展中存在的問(wèn)題主要有以下三個(gè)方面：

1.1環(huán)境資源匱乏環(huán)境資源匱乏是限制我國(guó)電子信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要問(wèn)題，目前而言我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)混亂，假冒偽劣、知識(shí)侵權(quán)現(xiàn)象猖獗，盜版產(chǎn)品走私販賣以及企業(yè)間的不良競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，這些均嚴(yán)重危害了我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得我國(guó)電子信息技術(shù)研發(fā)緩慢，這在很大程度上降低了我國(guó)電子信息技術(shù)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，遏制了我國(guó)電子信息技術(shù)的發(fā)展?jié)摿Α３水a(chǎn)業(yè)內(nèi)部環(huán)境存在很大問(wèn)題，我國(guó)法律對(duì)電子信息技術(shù)的保護(hù)力量薄弱也是很大原因造成盜版猖獗的一個(gè)原因，因?yàn)槿狈ΡＷo(hù)使得電子信息技術(shù)的科研成果很容易被不法分子竊取，科研工作者嘔心瀝血研究而得新技術(shù)在隨后的盜版中被大量侵占，很大程度上降低了科研工作者的信心，再加上國(guó)內(nèi)市場(chǎng)電子產(chǎn)品的走私、販賣現(xiàn)象猖獗，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)電子信息技術(shù)開(kāi)發(fā)企業(yè)缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。所以缺乏有效嚴(yán)格的法律環(huán)境也是我國(guó)致使我國(guó)電子信息技術(shù)問(wèn)題頻發(fā)的又一原因。

1.2電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理我國(guó)電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)80年代的“863”計(jì)劃，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，但也因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)界限模糊，使得產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)問(wèn)題凸顯，技術(shù)創(chuàng)新體系并不明顯，使得我國(guó)的電子產(chǎn)品不能與國(guó)外頂尖電子產(chǎn)品相提并論。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，投入產(chǎn)出差距明顯，使得我國(guó)電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力薄弱，所以只有改變傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重構(gòu)科學(xué)合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，才能改變目前我國(guó)進(jìn)步緩慢的電子信息產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀。

1.3科研能力不足、從業(yè)人員素質(zhì)不高作為以技術(shù)為首要驅(qū)動(dòng)力的電子信息產(chǎn)業(yè)，科研能力的強(qiáng)弱決定了技術(shù)進(jìn)步快慢，而產(chǎn)業(yè)內(nèi)從業(yè)人員的素質(zhì)又在很大程度上決定了技術(shù)創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱。隨著我國(guó)教育普及程度的增加，不可否認(rèn)的是，我國(guó)信息技術(shù)方面的人才不少，可以說(shuō)還在不斷增加中，各方面的技術(shù)人員也很完備，但是很多人才都是單一型，他們或許是某一方面可以登峰造極，但是卻缺乏其他方面的知識(shí)儲(chǔ)備，甚至可以說(shuō)毫無(wú)了解。現(xiàn)在社會(huì)越來(lái)越需要復(fù)合型人才，而我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)方面更需要這方面的復(fù)合型人才，也正是因?yàn)槿瞬诺娜狈Γ矅?yán)重的制約了電子信息技術(shù)的創(chuàng)新，目前我國(guó)仍有許多技術(shù)需要購(gòu)買國(guó)外的先進(jìn)專利，這種強(qiáng)依賴性，也是因?yàn)閺?fù)合型人才的嚴(yán)重欠缺。

2我國(guó)電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

人類進(jìn)步永無(wú)止境，技術(shù)發(fā)展更需分秒必爭(zhēng)，每天有無(wú)數(shù)的新型技術(shù)誕生，所以我國(guó)的電子信息技術(shù)更不能滿足現(xiàn)狀，更應(yīng)正確分析局勢(shì)，不斷優(yōu)化和升級(jí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，逐步完善我國(guó)的電子信息技術(shù)。憑借高技術(shù)含量、高市場(chǎng)附加值、強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力與明朗的市場(chǎng)前景，電子信息產(chǎn)業(yè)具有其他產(chǎn)業(yè)都無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，所以電子信息產(chǎn)業(yè)是世界各國(guó)都大力爭(zhēng)奪的技術(shù)產(chǎn)業(yè)，目前很多西方國(guó)家已經(jīng)將注意力集中與電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，大量投入人力、物力、財(cái)力，旨在通過(guò)電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展帶動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展。總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)的電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的總體態(tài)勢(shì)是：產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展的速度比較快，產(chǎn)業(yè)內(nèi)總體的經(jīng)濟(jì)效益比較好以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展后勁還是比較強(qiáng)的。綜上所訴，我國(guó)應(yīng)努力追趕世界潮流，加大對(duì)電子信息產(chǎn)業(yè)的投入，不斷完善電子信息產(chǎn)業(yè)，未來(lái)我國(guó)電子信息技術(shù)將呈現(xiàn)出如下三方面的發(fā)展趨勢(shì)：

2.1階梯化、多元化發(fā)展任何事情的發(fā)展都不是一蹴而就，而是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程，所以在未來(lái)我國(guó)電子信息技術(shù)的發(fā)展也必然呈現(xiàn)處階梯化、多元化的多元發(fā)展。目前，我國(guó)的電子信息技術(shù)遠(yuǎn)不如西方發(fā)達(dá)國(guó)家，他們憑借其雄厚的資金、技術(shù)以及品牌優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行有目標(biāo)地系統(tǒng)的研究、管理和銷售工作。前文已提到，我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)混亂，從業(yè)人員素質(zhì)不高，所以我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)未來(lái)還有很長(zhǎng)一段路要走，必須遵循階梯化網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展道路，首先需加大資金投入，加強(qiáng)立法保護(hù)，不僅僅是急于復(fù)制他國(guó)的先進(jìn)產(chǎn)品，而是培養(yǎng)先進(jìn)技術(shù)人才，在學(xué)習(xí)西方先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，師夷長(zhǎng)技以制夷，一步步穩(wěn)扎穩(wěn)打，才能逐步加快電子信息技術(shù)的發(fā)展。目前，電子信息技術(shù)已滲入生活的各個(gè)領(lǐng)域，正逐步實(shí)現(xiàn)著與機(jī)械、能源、交通、建筑等其他技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，所以電子信息技術(shù)必然不能獨(dú)善其身，片面發(fā)展，只有將電子信息技術(shù)多元化發(fā)展，更多的應(yīng)用于實(shí)際生活，才能真正使電子信息產(chǎn)業(yè)做到為人類服務(wù)。

2.2個(gè)性化、規(guī)模化發(fā)展眾所周知，每個(gè)產(chǎn)品都具有顯著得到規(guī)模效應(yīng)，電子產(chǎn)品當(dāng)然也不能例外。電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)很多是精密技術(shù)產(chǎn)業(yè)，所以其生產(chǎn)規(guī)模才能得以生存和發(fā)展，否則很難在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立足，很快就會(huì)被淘汰出局。我國(guó)電子信息技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大，很多大型跨國(guó)公司憑借其大規(guī)模的產(chǎn)量和嚴(yán)格的質(zhì)量控制，有效的利用了規(guī)模經(jīng)濟(jì)，取得了很大的經(jīng)濟(jì)收益，所以規(guī)模化發(fā)展必然是未來(lái)電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)眼光越來(lái)越獨(dú)到，消費(fèi)者逐漸成為市場(chǎng)主導(dǎo)，個(gè)性化消費(fèi)已經(jīng)成為必然趨勢(shì)，再加上電子信息市場(chǎng)更新?lián)Q代速度驚人，人們對(duì)電子信息技術(shù)產(chǎn)品的需求日益呈現(xiàn)出多元化發(fā)展，所以如何在浩如煙海的電子信息市場(chǎng)獨(dú)占鰲頭，個(gè)性化必不可少。

2.3國(guó)際化、全球化發(fā)展電子信息技術(shù)的發(fā)展不是一國(guó)閉門造車的過(guò)程，而是國(guó)際性的發(fā)展過(guò)程，其采購(gòu)、生產(chǎn)、加工、銷售都具有全球化的特征，很多技術(shù)不是僅靠一國(guó)之力便可完成，再加上我國(guó)電子信息技術(shù)起步晚，所以必須加強(qiáng)國(guó)際化交流，學(xué)習(xí)世界先進(jìn)技術(shù)，才能遵循全球化發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展和信息網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然要遵循國(guó)際化的發(fā)展趨勢(shì)。目前我國(guó)已經(jīng)有不少電子信息技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始走出國(guó)門，海爾、華為在世界已經(jīng)有了很大的知名度，但是依舊有很多電子產(chǎn)品走山寨、翻版的低端路線，所以加快電子信息技術(shù)國(guó)際化發(fā)展必然是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

3結(jié)語(yǔ)

第6篇

煤粉爐因?yàn)樽陨砣紵时容^高，并且便于大型化生產(chǎn)，所以在近些年來(lái)被我國(guó)各大燃煤發(fā)電企業(yè)廣泛應(yīng)用。但是在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中，會(huì)因?yàn)槊悍N波動(dòng)、煤炭質(zhì)量下降等諸多外界因素的問(wèn)題，給設(shè)備造成一定的損壞，最終導(dǎo)致燃燒的效率明顯下降，增大了企業(yè)的用電量，從經(jīng)濟(jì)的角度影響了企業(yè)的發(fā)展。筆者認(rèn)為，想要對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，首先可以從煤爐型號(hào)方面進(jìn)行選擇，可以選擇R型的火焰爐、W型的火焰爐等。在射流配置方面，可以選擇反吹風(fēng)、12次風(fēng)反向切圓等手段。因?yàn)槊悍墼诜€(wěn)焰以及燃盡等方面，都取決于初始階段的實(shí)際情況，所以在創(chuàng)造新思路的時(shí)候就要在燃燒器出口位置少量的增加煙氣回流，為煤爐提供出足夠的火熱。讓煤粉的濃度實(shí)現(xiàn)局部富集，從根本上減少燃燒過(guò)程中需要用到的火熱。在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高溫區(qū)，便于煤粉加熱。如果該方式不適合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中使用，那么還可以根據(jù)實(shí)際情況將改進(jìn)措施轉(zhuǎn)變?yōu)闊犭娐?lián)產(chǎn)技術(shù)。所謂的熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，從本質(zhì)上說(shuō)就是使用抽氣機(jī)將氣體抽出，轉(zhuǎn)用到供熱方面，盡量的減少冷源損失情況。使用熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改造，不僅可以從根本上提升煤炭資源使用效率，與此同時(shí)還可以最大化的減少煤炭燃燒對(duì)環(huán)境造成的污染，使用范圍比較廣泛。使用該方法進(jìn)行改造，不僅能降低發(fā)電過(guò)程中燃煤的損耗數(shù)量，也可以擴(kuò)增燃煤爐整體的容量，從根本上提升煤炭資源的使用效率。

2集成優(yōu)化

可以通過(guò)集成和優(yōu)化火力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的方式，盡量的回收高溫的煙氣，降低燃燒過(guò)后排出煙的溫度，可以通過(guò)該方式將余熱進(jìn)行回收，從而提升機(jī)組實(shí)際發(fā)電效率，降低燃煤消耗量，在機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能。這一方式不僅限于紙上談兵，在現(xiàn)實(shí)生活中，上海的外高橋三期使用廣義的回?zé)嵯到y(tǒng)，將1000MW的超超臨界機(jī)組徹底的進(jìn)行了一次系統(tǒng)集成及其優(yōu)化。通過(guò)實(shí)際工作檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在集成優(yōu)化之后，該企業(yè)實(shí)現(xiàn)了機(jī)組不發(fā)生變化的前提下，整體耗能減少了6%，從側(cè)面加速了超臨界機(jī)組的升級(jí)速度。以外高橋三期的實(shí)際年生產(chǎn)實(shí)力上分析，經(jīng)過(guò)改造的機(jī)組，每年大約可以為企業(yè)節(jié)省下20×104t的煤炭，經(jīng)過(guò)計(jì)算我們可以得出，減少20×104t的煤炭也就代表著每年向空氣當(dāng)中排放出的二氧化碳量減少了55.7×104t。該廠在機(jī)組用電效率方面，單位產(chǎn)值內(nèi)的用電效率要明顯低于我國(guó)平均水平，通過(guò)企業(yè)自身的實(shí)際改進(jìn)方式論證了集成優(yōu)化在燃煤發(fā)節(jié)能工作中的實(shí)際應(yīng)用效果與可行性。

3空冷發(fā)電

本文將以2×600MW為主要論述點(diǎn)，對(duì)大型空冷發(fā)電技術(shù)進(jìn)行分析。2×600MW的濕冷機(jī)組整體耗水情況大約為2950m3/h，但是相同情況下的空冷機(jī)組每小時(shí)的耗水量?jī)H為750m3，從上述數(shù)據(jù)當(dāng)中我們便可以發(fā)現(xiàn)，空冷機(jī)組在耗水量方面性能要明顯優(yōu)于濕冷機(jī)組。為了從根本上實(shí)現(xiàn)大型且直接的空冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)自主化，我國(guó)發(fā)改委曾經(jīng)將遼通電廠三期工程視為我國(guó)大型空冷系統(tǒng)工作的一個(gè)示范工程。這個(gè)工程投資方在我國(guó)電力投資集團(tuán)公司，內(nèi)部主要組織成分為電力工程的顧問(wèn)公司以及位于哈爾濱的空調(diào)股份公司。兩家公司從企業(yè)內(nèi)部的系統(tǒng)設(shè)計(jì)到相關(guān)機(jī)械設(shè)備供應(yīng)等方面要進(jìn)行溝通決策，保證空冷系統(tǒng)自身的實(shí)用性。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究之后，明確了空冷凝汽器的面積、器械迎面風(fēng)速等諸多房現(xiàn)代的關(guān)鍵技術(shù)，攻克了學(xué)術(shù)上較多的難題，并且將相關(guān)技術(shù)成功的應(yīng)用到實(shí)際工程當(dāng)中。目前位于大同的第二發(fā)電廠空冷機(jī)組成功的投入使用，而且運(yùn)行情況比較好。但是相關(guān)技術(shù)人員并沒(méi)有就此止步，又從現(xiàn)在掌握的技術(shù)角度入手，進(jìn)行了深層次的研究，研究出了超臨界機(jī)組，而且在應(yīng)用到實(shí)際工作中的時(shí)候我們可以總結(jié)發(fā)現(xiàn)，超臨界機(jī)組自身的熱耗數(shù)量要明顯的低于亞臨界的機(jī)組，每年沒(méi)個(gè)機(jī)組可以為所在企業(yè)節(jié)省下來(lái)900萬(wàn)左右的資金，而且節(jié)水效果比較明顯，符合當(dāng)今我國(guó)綠色可持續(xù)發(fā)展的國(guó)情。從社會(huì)大背景的視角下進(jìn)行分析，使用空冷機(jī)進(jìn)行發(fā)電，可以從根本上避免因?yàn)槿紵^(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽蒸發(fā)給環(huán)境帶來(lái)的影響，以及循環(huán)水方面對(duì)工廠所在地區(qū)的影響，節(jié)省大量的可用水資源，緩解了人類和工業(yè)用水之間的矛盾，保持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，符合燃煤發(fā)電節(jié)能目標(biāo)。

4燃煤聯(lián)合循環(huán)

想要提升燃煤發(fā)電的節(jié)能技術(shù)，不僅可以使用上述三種方法進(jìn)行改造完善，同時(shí)也可以使用燃煤聯(lián)合循環(huán)的發(fā)電技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。燃煤聯(lián)合循環(huán)屬于近些年來(lái)剛剛興起的一種發(fā)電技術(shù)，可以通過(guò)該技術(shù)來(lái)提升發(fā)電廠燃煤使用效率，降低煤炭燃燒給環(huán)境帶來(lái)的污染，從而達(dá)到降低施工成本，降低發(fā)電能耗的目的。我國(guó)傳統(tǒng)的電力工廠都會(huì)使用煤碳粉來(lái)燃燒，算是一種煤炭?jī)?nèi)部能量的轉(zhuǎn)換方式，使用水為介質(zhì)，幫助能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但是這一方法已經(jīng)明顯不符合當(dāng)前我國(guó)發(fā)展的要求，而且與時(shí)代拖過(guò)，所以要使用燃煤聯(lián)合循環(huán)的發(fā)電技術(shù)進(jìn)行發(fā)電。將燃燒物脫硫，并且對(duì)粉塵比較多的燃燒物進(jìn)行除塵處理，減少工廠對(duì)水資源的依靠，提升燃煤使用效率的同時(shí)也減輕了煤炭燃燒給環(huán)境帶來(lái)的污染，從而提升了煤炭發(fā)電節(jié)能工作的發(fā)展。

5結(jié)束語(yǔ)

第7篇

當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來(lái),電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。

1.電力電子技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來(lái)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(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。

1.1整流器時(shí)代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)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(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無(wú)軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?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(kāi)發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。

1.2逆變器時(shí)代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)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(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)取＿@時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。

1.3變頻器時(shí)代

進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問(wèn)世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源

第8篇

上世紀(jì)50年代末晶閘管在美國(guó)問(wèn)世，標(biāo)志著電力電子技術(shù)就此誕生。第一代電力電子器件主要是可控硅整流器(SCR)，我國(guó)70年代將其列為節(jié)能技術(shù)在全國(guó)推廣。然而，SCR畢竟是一種只能控制其導(dǎo)通而不能控制關(guān)斷的半控型開(kāi)關(guān)器件，在交流傳動(dòng)和變頻電源的應(yīng)用中受到限制。70年代以后陸續(xù)發(fā)明的功率晶體管(GTR)、門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管(PowerMOSFET)、絕緣柵晶體管(IGBT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)和靜電感應(yīng)晶閘管(SITH)等，它們的共同特點(diǎn)是既控制其導(dǎo)通，又能控制其關(guān)斷，是全控型開(kāi)關(guān)器件，由于不需要換流電路，故體積、重量較之SCR有大幅度下降。當(dāng)前，IGBT以其優(yōu)異的特性已成為主流器件，容量大的GTO也有一定地位[1][2][3]。

許多國(guó)家都在努力開(kāi)發(fā)大容量器件，國(guó)外已生產(chǎn)6000V的IGBT。IEGT(injectionenhancedgatethyristor)是一種將IGBT和GTO的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)的新型器件，已有1000A/4500V的樣品問(wèn)世。IGCT(integratedgateeommutatedthyristor)在GTO基礎(chǔ)上采用緩沖層和透明發(fā)射極，它開(kāi)通時(shí)相當(dāng)于晶閘管，關(guān)斷時(shí)相當(dāng)于晶體管，從而有效地協(xié)調(diào)了通態(tài)電壓和阻斷電壓的矛盾，工作頻率可達(dá)幾千赫茲[2][3]。瑞士ABB公司已經(jīng)推出的IGCT可達(dá)4500一6000V，3000一3500A。MCT因進(jìn)展不大而引退而IGCT的發(fā)展使其在電力電子器件的新格局中占有重要的地位。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在器件制造方面比在應(yīng)用方面有更大的差距。高功率溝柵結(jié)構(gòu)IGBT模塊、IEGT、MOS門控晶閘管、高壓砷化稼高頻整流二極管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在國(guó)外有了最新發(fā)展。可以相信，采用GaAs、SiC等新型半導(dǎo)體材料制成功率器件，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)“理想器件”的追求，將是21世紀(jì)電力電子器件發(fā)展的主要趨勢(shì)。

高可靠性的電力電子積木(PEBB)和集成電力電子模塊(IPEM)是近期美國(guó)電力電子技術(shù)發(fā)展新熱點(diǎn)。GTO和IGCT，IGCT和高壓IGBT等電力電子新器件之間的激烈競(jìng)爭(zhēng)，必將為21世紀(jì)世界電力電子新技術(shù)和變頻技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

二、變頻技術(shù)的發(fā)展過(guò)程

變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的需要而誕生的。電力電子器件的更新促使電力變換

技術(shù)的不斷發(fā)展。起初,變頻技術(shù)只局限于變頻不能變壓。20世紀(jì)70年代開(kāi)始,脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM-VVVF)調(diào)速研究引起了人們的高度重視。20世紀(jì)80年代,作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問(wèn)題吸引著人們的濃厚興趣,并得出諸多優(yōu)化模式,如:調(diào)制波縱向分割法、同相位載波PWM技術(shù)、移相載波PWM技術(shù)、載波調(diào)制波同時(shí)移相PWM技術(shù)等。

VVVF變頻器的控制相對(duì)簡(jiǎn)單,機(jī)械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求,已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是,這種控制方式在低頻時(shí),由于輸出電壓較小,受定子電阻壓降的影響比較顯著,故造成輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。

矢量控制變頻調(diào)速的做法是:將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic通過(guò)三相——二相變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Iml、Itl,然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法,求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量,經(jīng)過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換,實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。

直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動(dòng)機(jī)化成等效直流電動(dòng)機(jī),因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算;它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制,也不需要為解耦而簡(jiǎn)化交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。

VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低,諧波電流大,直流回路需要大的儲(chǔ)能電容,再生能量又不能反饋回電網(wǎng),即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。為此,矩陣式交—交變頻應(yīng)運(yùn)而生。

三、變頻技術(shù)與家用電器

20世紀(jì)70年代,家用電器開(kāi)始逐步變頻化,出現(xiàn)了電磁烹任器、變頻照明器具、變頻空調(diào)、變頻微波爐、變頻電冰箱、IH(感應(yīng)加熱)飯堡、變頻洗衣機(jī)等[4]。

20世紀(jì)末期期,家用電器則依托變頻技術(shù),主要瞄準(zhǔn)高功能和省電。

首先是電冰箱,由于它處于全天工作,采用變頻制冷后,壓縮機(jī)始終處在低速運(yùn)行狀態(tài),可以徹底消除因壓縮機(jī)起動(dòng)引的噪聲,節(jié)能效果更加明顯。其次,空調(diào)器使用變頻后,擴(kuò)大了壓縮機(jī)的工作范圍,不需要壓縮機(jī)在斷續(xù)狀態(tài)下運(yùn)行就可實(shí)現(xiàn)冷、暖控制,達(dá)到降低電力消耗,消除由于溫度變動(dòng)而引起的不適感。近年來(lái),新式的變頻冷藏庫(kù)不但耗電量減少、實(shí)現(xiàn)靜音化,而且利用高速運(yùn)行能實(shí)現(xiàn)快速冷凍。

在洗衣機(jī)方面,過(guò)去使用變頻實(shí)現(xiàn)可變速控制,提高洗凈性能,新流行的洗衣機(jī)除了節(jié)能和靜音化外,還在確保衣物柔和洗滌等方面推出新的控制內(nèi)容;電磁烹任器利用高頻感應(yīng)加熱使鍋?zhàn)又苯影l(fā)熱,沒(méi)有燃?xì)夂碗娂訜岬臒霟岵糠?因此不但安全,還大幅度提高加熱效率,其工作頻率高于聽(tīng)覺(jué)之上,從而消除了飯鍋振動(dòng)引起的噪聲。

四、電力電子裝置帶來(lái)的危害及對(duì)策

電力電子裝置中的相控整流和不可控二極管整流使輸入電流波形發(fā)生嚴(yán)重畸變,不但大大降低了系統(tǒng)的功率因數(shù),還引起了嚴(yán)重的諧波污染。

另外,硬件電路中電壓和電流的急劇變化,使得電力電子器件承受很大的電應(yīng)力,并給周圍的電氣設(shè)備及電波造成嚴(yán)重的電磁干擾(EM1),而且情況日趨嚴(yán)重。許多國(guó)家都已制定了限制諧波的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)、國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)和國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)紛紛推出了自己的諧波標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)政府也制定了限制諧波的有關(guān)規(guī)定[5]。

（一）諧波與電磁干擾的對(duì)策

1、諧波抑制

為了抑制電力電子裝置產(chǎn)生的諧波,一種方法是進(jìn)行諧波補(bǔ)償,即設(shè)置諧波補(bǔ)償裝置,使輸入電流成為正弦波[3]。

傳統(tǒng)的諧波補(bǔ)償裝置是采用IC調(diào)諧濾波器,它既可補(bǔ)償諧波,又可補(bǔ)償無(wú)功功率。其缺點(diǎn)是,補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響,易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振,導(dǎo)致諧波放大,使LC濾波器過(guò)載甚至燒毀。此外,它只能補(bǔ)償固定頻率的諧波,效果也不夠理想。

電力電子器件普及應(yīng)用之后,運(yùn)用有源電力濾波器進(jìn)行諧波補(bǔ)償成為重要方向。其原理是,從補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出諧波電流,然后產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等極性相反的補(bǔ)償電流,從而使電網(wǎng)電流只含有基波分量。這種濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償,且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。

大容量變流器減少諧波的主要方法是采用多重化技術(shù):將多個(gè)方波疊加以消除次數(shù)較低的諧波,從而得到接近正弦的階梯波。重?cái)?shù)越多,波形越接近正弦,但電路結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。小容量變流器為了實(shí)現(xiàn)低諧波和高功率因數(shù),一般采用二極管整流加PWM斬波,常稱之為功率因數(shù)校正(PEC)。典型的電路有升壓型、降壓型、升降壓型等。

2、電磁干擾抑制

解決EMI的措施是克服開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)出現(xiàn)過(guò)大的電流上升率di/dt和電壓上升率du/dt,目前比較引入注目的是零電流開(kāi)關(guān)(ZCS)和零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS)電路。方法是:

(1)開(kāi)關(guān)器件上串聯(lián)電感,這樣可抑制開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)的di/dt,使器件上不存在電壓、電流重疊區(qū),減少了正關(guān)損耗;

(2)開(kāi)關(guān)器件上并聯(lián)電容,當(dāng)器件關(guān)斷后抑制du/dt上升,器件上不存在電壓、電流重疊區(qū),減少了開(kāi)關(guān)損耗;

(3)器件上反并聯(lián)二極管,在二極管導(dǎo)通期間,開(kāi)關(guān)器件呈零電壓、零電流狀態(tài),此時(shí)驅(qū)動(dòng)器件導(dǎo)通或關(guān)斷能實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS動(dòng)作。

目前較常用的軟件開(kāi)關(guān)技術(shù)有部分諧振PWM和無(wú)損耗緩沖電路。

（二）功率因數(shù)補(bǔ)償

早期的方法是采用同步調(diào)相機(jī),它是專門用來(lái)產(chǎn)生無(wú)功功率的同步電機(jī),利用過(guò)勵(lì)磁和欠勵(lì)磁分別發(fā)出不同大小的容性或感性無(wú)功功率。然而,由于它是旋轉(zhuǎn)電機(jī),噪聲和損耗都較大,運(yùn)行維護(hù)也復(fù)雜,響應(yīng)速度慢。因此,在很多情況下已無(wú)法適應(yīng)快速無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)囊蟆?/p>

另一種方法是采用飽和電抗器的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置。它具有靜止型和響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn),但由于其鐵心需磁化到飽和狀態(tài),損耗和噪聲都很大,而且存在非線性電路的一些特殊問(wèn)題,又不能分相調(diào)節(jié)以補(bǔ)償負(fù)載的不平衡,所以未能占據(jù)靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置的主流。

隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,使用SCR、GTO和IGBT等的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置得到了長(zhǎng)足發(fā)展,其中以靜止無(wú)功發(fā)生器最為優(yōu)越。它具有調(diào)節(jié)速度快、運(yùn)行范圍寬的優(yōu)點(diǎn),而且在采取多重化、多電平或PWM技術(shù)等措施后,可大大減少補(bǔ)償電流中諧波含量。更重要的是,靜止無(wú)功發(fā)生器使用的抗器和電容元件小,大大縮小裝置的體積和成本。靜止無(wú)功發(fā)生器代表著動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的發(fā)展方向。

五、結(jié)束語(yǔ)

我們相信，電力電子技術(shù)將成為21世紀(jì)重要的支柱技術(shù)之一，變頻技術(shù)在電力電子技術(shù)領(lǐng)域中占有重要的地位，近年來(lái)在中壓變頻調(diào)速和電力牽引領(lǐng)域中的發(fā)展引人注目。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化及我國(guó)加人世界貿(mào)易組織，我國(guó)電力電子技術(shù)及變頻技術(shù)產(chǎn)業(yè)將出現(xiàn)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。

參考文獻(xiàn):

[1]周明寶.電力電子技術(shù)[M].北京:機(jī)制工業(yè)出版社,1985.

[2]陳堅(jiān).電力電子學(xué)－電力電子變換和控制技術(shù).北京：高等教育出版社,2002.

[3]王兆安黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

[4]陳國(guó)呈,周勤利.變頻技術(shù)研究[J].上海大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院學(xué)報(bào),1995(6):23-26.

第9篇

數(shù)字電視信號(hào)要求發(fā)射機(jī)功放系統(tǒng)必須有較好的線性，當(dāng)前改善功放系統(tǒng)線性度比較成熟的方法是在數(shù)字激勵(lì)器中加入預(yù)校正技術(shù)和均衡技術(shù)。數(shù)字激勵(lì)器的均衡器包括線性均衡器和群時(shí)延均衡器。數(shù)字均衡器主要有兩個(gè)功能，一個(gè)功能是預(yù)校正數(shù)字I、Q基帶信號(hào)的電平（相位、頻響），另一個(gè)功能是將數(shù)字I、Q基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，同時(shí)送入調(diào)制器進(jìn)行變頻轉(zhuǎn)換。均衡器補(bǔ)償數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的各部分產(chǎn)生的線性總失真，線性失真包括相位線性失真和幅度線性失真。發(fā)射機(jī)產(chǎn)生線性失真的主要器件是功放系統(tǒng)的輸入/輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和腔體及射頻濾波器。這些器件產(chǎn)生的頻響成為復(fù)頻響，都需要對(duì)其幅度和相位進(jìn)行均衡。均衡器輸出的頻響與發(fā)射機(jī)各部分的總頻響呈復(fù)數(shù)共軛的函數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系，當(dāng)發(fā)射機(jī)的復(fù)頻響與均衡器產(chǎn)生的頻響函數(shù)相乘后，發(fā)射機(jī)的線性失真將下降至滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的水平。理想的頻響是一個(gè)常數(shù)和頻率無(wú)關(guān)。群時(shí)延就是相位相對(duì)于頻率的失真，是指不同頻率的信號(hào)在通過(guò)整個(gè)信號(hào)帶寬范圍時(shí)產(chǎn)生不同的時(shí)延。理想的群時(shí)延也是一個(gè)常數(shù)和頻率無(wú)關(guān)。補(bǔ)償群時(shí)延失真的辦法通常是采用兩個(gè)數(shù)字均衡濾波器用于高頻和低頻補(bǔ)償。數(shù)字激勵(lì)器調(diào)制器的功能是把經(jīng)過(guò)COFDM調(diào)制并進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后的兩路I、Q正交信號(hào)和頻率合成器輸出的視頻載波信號(hào)進(jìn)行混頻、變頻成一路射頻輸出。

二、頻率合成器

頻率合成器的主要功能為輸出調(diào)制需要的視頻載波本振信號(hào)頻率，為單頻網(wǎng)提供參考時(shí)間和參考頻率。載波頻率的產(chǎn)生通過(guò)PLL（鎖相環(huán)頻率合成器）完成。PLL回路包括一個(gè)恒溫VCXO（壓控晶體振蕩器），帶寬為10MHz。輸出的每個(gè)頻率都與10MHz基準(zhǔn)頻率同步，10MHz基準(zhǔn)頻率的頻率精度較高，較高的頻率精度可降低噪聲和確保短期的穩(wěn)定性。5控制電路數(shù)字激勵(lì)器一般都配有可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控的RS232接口，同時(shí)安裝以工控機(jī)為核心的控制處理單元。控制處理單元提供了發(fā)射機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)信息、故障報(bào)警信息、參數(shù)配置信息、發(fā)射機(jī)的開(kāi)啟與關(guān)閉及歷史記錄等信息。通過(guò)操控工控機(jī)可以顯示功放系統(tǒng)內(nèi)部各功放模塊的實(shí)時(shí)狀態(tài)，控制單元通過(guò)外接傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)各裝置，管理發(fā)射機(jī)的全部操作。

三、中頻自適應(yīng)數(shù)字預(yù)校正技術(shù)