2015-2016前沿

“电气工程前沿”课程综合设计报告报告成绩：重庆邮电大学2015-2016学年2学期“电气工程前沿”课程综合设计报告题目电力前沿技术的现状和前景姓名：刘东麟班级：0831303学号：2013212467“电气工程前沿”课程综合设计报告题目要求(必须打印)阅读一定数量（不低于10份）的电气工程前沿相关文献，上网查询相关资料，结合讨论的情况与结果，围绕电气工程某一研究前沿方向，撰写一份综合报告。要求每个学生要有个人见解（分析、总结），不照搬书本内容，应独立完成，正文字数不少于2000字，格式规范，参考文献要在正文中引用，参考文献引用得当，电子版打印，打印后，由各班学习委员统一交到自动化学院电气工程系办公室。格式规范参考如下：摘要XXXXXXXX（200-300字）关键词：XX；XX；XX(3-5个)正文格式规范如下：一、一级标题正文样式1、二级标题正文样式⑴三级标题正文样式①四级标题正文样式.参考文献[1]郭梯云，邬国扬，李建东．移动通信［M］．西安电子科技大学出版社，2001．（书籍样式）[2]董晓芳，孙岩，陈仁贵等．自行研制仪器设备的规范化管理［J］．实验技术与管理，2007，24(5)：163－165．（期刊文献样式）“电气工程前沿”课程综合设计报告“电气工程前沿”课程综合设计报告成绩评定标准(必须打印)综合报告成绩评定标准：A.对所撰写的电气工程某一前沿方向研究内容的把握情况；B.对所撰写的电气工程某一前沿方向研究的关键技术的了解情况，重点难点的把握情况；C.对所撰写的电气工程某一前沿方向研究的未来发展方向的展望情况；D.格式是否规范；E.参考文献格式是否规范；F.参考文献是否在正文中引用；G.参考文献是否实际引用；H.是否有错别字和低级错误；I.是否文不对题；J.是否抄袭其他同学。“电气工程前沿”课程综合设计报告I摘要“电力技术是通向可持续发展的桥梁”，这个论断已经逐渐成为人们的共识。研究表明，为了实现可持续发展，应尽可能把一次能源转换为电能使用，提高电力在终端能源中的比例。因为，在保证相同的能源服务水平的前提下,使用电力这种优质能源最清洁、方便，易于控制、效率最高。如果能将大量分散燃用的化石燃料都高效洁净地转换为电力使用，人们赖以生存的环境和生活质量就会大大改善。关键词：电力技术前沿技术发展前景“电气工程前沿”课程综合设计报告II目录一、电力技术发展应用................................................................................................................................................1二、大功率电力电子技术的应用硅片引起的“第二次革命”................................................................................12.1大功率电力电子器件的重大进展.................................................................................................................12.2灵活交流输电技术(FACTS)...........................................................................................................................12.3定质电力技术.................................................................................................................................................32.4新型直流输电技术.........................................................................................................................................42.5同步开断技术.................................................................................................................................................4三、心得体会及展望..................................................................................................................................................43.1心得体会.........................................................................................................................................................43.2展望.................................................................................................................................................................5四、参考文献................................................................................................................................................................5“电气工程前沿”课程综合设计报告1一、电力技术发展应用“电力技术是通向可持续发展的桥梁”，这个论断已经逐渐成为人们的共识。研究表明，为了实现可持续发展，应尽可能把一次能源转换为电能使用，提高电力在终端能源中的比例。因为，在保证相同的能源服务水平的前提下,使用电力这种优质能源最清洁、方便，易于控制、效率最高。如果能将大量分散燃用的化石燃料都高效洁净地转换为电力使用，人们赖以生存的环境和生活质量就会大大改善。因此，电能高效洁净地生产、传输、储存、分配和使用的技术将成为下世纪电力技术的重点领域。电力技术属于传统技术的范畴，技术创新和出现重大突破的机会要比信息科学、生命科学、材料科学等新兴学科少得多。但是，应该看到，电力技术与其他学科的相互交叉和渗透的趋势越来越明显。电力研究的一些前沿课题反映了这种趋势。二、大功率电力电子技术的应用硅片引起的“第二次革命”2.1大功率电力电子器件的重大进展电力电子学（PowerElectronics）的应用已经有多年的历史。电力电子学器件用于电力拖动、变频调速、大功率换流已经是比较成熟的技术。大功率电子器件（HighPowerElectronics）的快速发展也引起了电力系统的重大变革，通常称为硅片引起的第二次革命。近10多年来，可控整流器(SCR)、可关断的晶闸管(GTO)、MOS控制的晶闸管(MCT)、绝缘门极双极性三极管(IGBT)等大功率高压开关器件的开断能力不断提高。目前，已经生产出6kA、6kV的GTO，单个元件的开断功率可达到30MW左右，这无疑是一个巨大的进步。近年来，大功率电子器件已经广泛应用于电力的一次系统。可控硅（晶闸管）用于高压直流输电已经有很长的历史。大功率电子器件应用于灵活的交流输电（FACTS）、定质电力技术（CustomPower）以及新一代直流输电技术则是近10年的事。新的大功率电力电子器件的研究开发和应用，将成为下世纪的电力研究前沿。2.2灵活交流输电技术(FACTS)灵活的交流输电系统(FACTS)是80年代后期出现的新技术，近年来在世界上发展迅速。专家们预计在未来这项技术将在电力输送和分配方面将引起重大变革，对于充分利用现有电网资源和实现电能的高效利用，将会发挥重要作用。灵活交流输电技术是指电力电子技术与现代控制技术结合以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制，从而大幅度提“电气工程前沿”课程综合设计报告2高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。FACTS技术的出现和应用的背景是：（1）发展电力市场的需要。原作为公用事业之一的电力面临着“放松管制”（Deregulation）的改革。一些国家颁布法令规定用户可以发电并售电给电网，允许电力用户可自由选择供电者，允许实行趸售托送（WholesaleWheeling），某些地区甚至允许实行电力零售托送。发电厂和电力用户可以根据协议通过电网售受电力。电网作为电力市场的物质载体，即发电厂和电力用户间电力输送和分配的通道，需要满足对电力潮流灵活调节控制（2）发展互联电网的需要。在发达国家已形成了紧密相连、多电压等级的复杂互联电网。由于电路定则使然，电网内部线路及联络线在运行中实际的潮流分布与这些线路的设计输送能力相差甚远；一部分线路已过载或接近稳定极限，而另一部分线路却被迫在远低于线路额定输送容量下运行。这就提出了灵活调节线路潮流、突破瓶颈限制、增加输送能力，以充分利用现有电网资源的要求。发达国家由于环保的严格限制，新建输电线路十分困难，使得这一要求更为迫切。传统的调节电力潮流的措施，如机械控制的移相器、带负荷调变压器抽头、开关投切电容和电感、固定串联补偿装置等，只能实现部分稳态潮流的调节功能，而且，由于机械开关动作时间长、响应慢，无法适应在暂态过程中快速灵活连续调节电力潮流、阻尼系统振荡的要求。因此，电网发展的需求促进了灵活交流输电这项新技术的发展和应用。近年来，灵活交流输电技术已经在美国、日本、瑞典、巴西等国重要的超高压输电工程中得到应用。尽管灵活交流输电技术已在多个输电工程中得到应用，并证明了它在提高线路输送能力、阻尼系统振荡、快速调节系统无功、提高系统稳定等方面的优越性能，但其推广应用的进展步伐比预期的要慢。主要原因有：工程造价比常规的解决方案高，因此，只有在常规技术无法解决的情况下，用户才会求助于FACTS技术；FACTS技术还需要进一步完善。目前FACTS技术的应用还局限于个别工程，如果大规模应用FACTS装置，还要解决一些全局性的技术问题，例如：多个FACTS装置控制系统的协调配合问题；FACTS装置与已有的常规控制、继电保护的衔接问题；FACTS控制纳入现有的电网调度控制系统问题等等。也有专家认为，FACTS技术尚不能更快推广应用是因为电力部门对新技术持谨慎观望态度，只有相当成熟的技术才会大规模应用。随着电力电子器件的性能提高和造价降低，以电力电子器件为核心部件的FACTS装置的造价会降低，可能会在不远的将来比常规的输配电方案更具竞争力。国际大电网会议展开了有关STATCOM与SVC性能价格比的讨论，不少专家认为，由于STATCOM不需要采用大量的电容器就可以实现无功的快速调节，“电气工程前沿”课程综合设计报告3而电容器的价格多年比较稳定，不大可能大幅度下降；相反，电力电子器件的价格会不断降低，故预计STATCOM会比SVC（静止无功补偿器）更有竞争力。若将超导储能装置与STATCOM配合，可以实现系统有功功率的快速调节，这是以往任何的常规设备不能胜任的。FACTS技术也在不断改进，一些新的FACTS装置被开发出来，例如可转换静止补偿器（ConvertibleStaticCompen