发布时间：2023-10-30 11:13:05
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中图分类号:TP391文献标识码:A
文章编号:1674-1145(2009)27-0010-02
一、电力电子的含义和任务
从学科的角度讲，电力电子的主要任务是研究电力电子(功率半导体)器件、变流器拓扑及其控制和电力电子应用系统，实现对电、磁能量的变换、控制、传输和存贮，以达到合理、高效地使用各种形式的电能，为人类提供高质量电、磁能量。电力电子的研究范围与研究内容主要包括:(1)电力电子元、器件及功率集成电路。(2)电力电子变流技术，其研究内容主要包括新型的或适用于电源、节能及电力电子新能源利用、军用和太空等特种应用中的电力电子变流技术;电力电子变流器智能化技术;电力电子系统中的控制和计算机仿真、建模等。(3)电力电子应用技术，其研究内容主要包括超大功率变流器在节能、可再生能源发电、钢铁、冶金、电力、电力牵引、舰船推进中的应用;电力电子系统信息与网络化;电力电子系统故障分析和可靠性;复杂电力电子系统稳定性和适应性等。(4)电力电子系统集成，其研究内容主要包括电力电子模块标准化;单芯片和多芯片系统设计;电力电子集成系统的稳定性、可靠性等。
从工程应用的角度看，无论是电力、机械、矿冶、交通、石油化工、轻纺等传统产业，还是通信、激光、机器人、环保、原子能、航天等高科技产业，都迫切需要提供高质量的电能，特别是要求节能。而电力电子则是实现将各种能源高效率地变换成高质量电能、节能、环保和提高人民生活质量的重要手段，它已经成为弱电控制与强电运行之间，信息技术与先进制造技术之间，传统产业实现自动化、智能化、节能化、机电一体化的桥梁。电力电子的突出特点是高效、节能、省材，所以电力电子已成为我国国民经济的重要基础技术，是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。因此，无论上述诸多高技术应用领域，还是各种传统产业，乃至照明、家电等量大面广的，与人民日常生活密切相关的应用领域，电力电子产品已无所不在。由于目前我国还没有形成独立自主的、完整的、强大的电力电子的产业体系，因此它已成为制约我国建立独立自主的现代科学、工业和国防体系的瓶颈之一。
二、电力电子技术对社会经济的广泛影响及其重要性
下面结合可再生能源发电、分布式发电、电力质量控制、电力牵引和电机驱动、国防和前沿科学技术等实例，进一步具体说明电力电子技术在这些经济领域中的广泛应用及其重要性。
(一)可再生能源发电
可再生能源(R E)主要包括风能、太阳能、生物能和地热能等。各种能源由于其转化为电能的方式不同，将其送入电网时必须应用电力电子技术按用户的要求对其进行调整和控制。天然气虽然不是可再生能源，但它通过提炼转化为氢气后，再通过燃料电池转化为电能，对环境零污染，也可达到绿色能源的要求。诸多系统中直流-直流变流环节、储能控制环节、直流-交流逆变环节和并网控制环节均不可缺少电力电子技术。
值得指出的是，大部分可再生能源直接产生的能量通常是不稳定的。以风能为例，并网型风力发电都要用到大容量的风力发电机，为了尽可能多地利用风能资源，通常多台大容量的风力发电机并联，由于风场风力的不稳定性，它们在并网时如果不加控制和调节，就会对电网造成严重的冲击，同时为了保证将尽可能多的有功能量送入电网，风力发电系统还必须有储能环节，并需解决存储能量再次转化的问题，上述这些过程都需要利用电力电子技术对其进行控制。
综上所述，开发和利用可再生能源与电力电子技术特别是大功率变流技术密切相关，无论是其中的能量变换、储存、发电机控制和并网控制均离不开电力电子这一关键技术。
(二)分布式发电
分布式发电技术(Distributed Generation)已得到了发达国家的普遍关注。目前，国外已有多种分布式发电技术获得了工业应用，它使得发电设备更加靠近用户，不但减小了人们对远距离输电的依赖，而且提高了人们使用可再生能源发电的兴趣，提高了用户用电的独立性、可靠性、安全性和灾变应变能力。风能发电、太阳能发电、燃料电池发电和小型高速涡轮发电机(Micro Turbine Generator)发电等分布式发电系统都有赖于电力电子技术，以实现安全、可靠、高效的运行。
根据Darnell公司的报告，从2003年到2008年，全球用于分布式与混合式发电设备(DCG)的电力电子产品(包括逆变器、频率变流器、静态传输开关，直流-直流变流器、交流-直流电源和集成大功率电机驱动器等)将以年均12.2%的速度增长，即将从18550MVA增加到32981MVA。
由此可见，分布式与混合式发电设备(DCG)涉及的电力电子技术是未来分布式发电系统中关键技术之一。
(三)电能质量控制
电力电子技术在输、配电中的应用是电力电子应用技术最具有潜在市场的领域。众所周知，从用电角度来说，利用电力电子技术可以有效地进行节电改造，提高用电效率;从输、配电角度来说，必须利用电力电子技术提高输配电质量。近10多年来，随着电力电子器件和变流技术的飞速发展，高压大功率电力电子装置的诸多优良特性决定了它在输、配电应用中具有强大的生命力。目前，电力电子技术在电能的发生、输送、分配和使用的全过程起着重要的作用。
以在配电中的应用为例，近年来，电力需求的不断增加，非线性电子设备和敏感负载对电力质量提出更高要求，为了得到最大输电量和保证在分布系统的公共连接点有高的电力质量，电压调节、无功/谐波控制和补偿以及电力潮流控制技术已成为必不可少的关键技术，典型的设备有电力调节器、静止无功发生器(SVG)、有源滤波器、静止调相机(STATCOM)和电力潮流控制器等。
上述现代电力系统应用的电力电子装置几乎都无一例外使用了全控型大功率电力电子器件、各种新型的高性能多电平大功率变流器拓扑和DSP全数字控制技术，这些关键技术均是国外大公司的核心技术。
(四)电力牵引和电机驱动
在发达国家，约40%能源是通过电能的形式消耗的，而总电能的50%～60%又用于电机驱动场合，其中大部分是用于风机和水泵驱动。Darnell公司作市场调查后认为，从2003年到2008年，北美市场的变频器将会以每年11.5%的速度增长，从3.63亿美元增加到6.28亿美元。
通用场合下的电机调速均采用电力电子与电力传动技术，目前该技术已经比较成熟。但一些高压大功率应用(电力牵引，中、高压高性能电机驱动等)场合，依然是这一领域的技术制高点。
(五)现代国防和前沿科学研究
电力电子在现代化国防中得到越来越广泛的应用，它已成为该领域的核心技术之一。所有现代国防装备的特种供电电源、电力驱动、推进、控制等均涉及电力电子核心技术。而在快中子堆、磁约束核聚变、环保等前沿科学研究以及激光、航空航天、航母等前沿技术中，超大功率、高性能的变流器及其控制系统也是必不可少的核心部件和基础，而这些均属电力电子范畴。
三、电力电子技术目前在我国的发展、应用现状和存在的问题
虽然我国电力电子的开发研究已有50年历史，过去我们已经取得了长足的进步，但是与超大规模集成电路的发展一样，该领域科技发展速度太快，加之我国财力和原有基础薄弱的限制，特别是面临国外高科技的冲击等原因，我国电力电子有被“边缘化”的趋势，即各行各业都迫切需要，但是各应用领域均没将其作为研究重点，国内解决不了就依靠进口。应当承认，目前我们与国外先进水平的差距还是很大的。当前存在的主要问题是:目前我国生产的大多数电力电子产品和装置还主要基于晶闸管;虽然也能制造一些高技术的电力电子产品和装置，但是它们均是采用国外生产的电力电子器件和组件以组装集成的方式制造的;特别是先进的全控型电力电子器件则全部依赖进口，而许多关系到国民经济命脉和国家安全的若干关键领域中的核心技术和软硬件，国外均对我国进行控制和封锁。我们正面临着国际竞争的严峻形势，特别是关系到国民经济命脉和国家安全的若干关键领域中的核心技术与国外先进水平的差距更大，迅速改变这一现状是我们面临挑战和义不容辞的任务。
过去，我国国民经济各部门虽然引进了不少国外先进技术，也强调了国产化的问题，尽管它们中的绝大多数几年后都可以达到国产化率70%的要求，可是只要我们仔细分析一下，就不难发现，最终国外公司拒绝转让的技术和重要部件，均涉及高技术的电力电子及电力传动产品中的核心技术。各应用领域所涉及的关键电力电子技术可概括为:大功率变流技术;电力电子及其系统控制技术;大功率逆变器并网技术;大功率全控电力电子器件和电力电子全数字控制技术等。与国外的主要差距和存在的问题是:全控电力电子器件国内不能制造;大功率变流器制造技术水平较低，装置可靠性差;电力电子全数字控制技术水平还处于初级阶段;应用系统控制技术和系统控制软件水平较低;缺乏重大工程经验积累等。高性能大功率变流装置目前几乎全部依靠进口。
参考文献
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中图分类号： TM712 文献标识码： A 文章编号：
一．引言
我国对电气自动化技术的研究与发展始于上世纪50年代，它是一门综合性较强的技术学科，也是生产现代化的一种标志，近些年，计算机技术、通信技术、电子技术及嵌入式技术迅猛发展，也促进了电气自动化技术在各行各业的应用取得了很大的进展。也引发了工程领域的一场技术革命。电气自动化让各个行业都走进了现代的、先进的生产方式与管理领域，走入了自动化发展阶段。电力系统的发展使对电力的生产、传输及计量等提出了更高的要求，因此，将自动化技术应用于电力系统是行业发展的必要，自动化技术也是电力行业的发展中发挥出越来越重要的作用。
二．自动化发展趋势。
自动控制技术正趋向于智能化、最优化、协调化、适应化、区域化发展。在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用，保证了控制操作的高可靠性。在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。
自动化的发展则趋向于：
（1）. 由开环监测向闭环控制发展，例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)；
（2）. 由高电压等级向低电压扩展，例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)；
（3）. 由单个元件向部分区域及全系统发展，例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展；
（4）. 由单一功能向多功能、一体化发展，例如变电站综合自动化的发展；
（5）. 装置性能向数字化、快速化、灵活化发展，例如继电保护技术的演变；
（6）. 追求的目标向最优化、协调化、智能化发展，例如励磁控制、潮流控制；
（7）. 由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展，例如管理信息系统在电力系统中的应用。
三．机电自动化中电气自动化技术应用方向。
1. 电力系统自动化实时仿真系统的应用。
该仿真系统在可提供大量实验数据的前提下，还可多种电力系统的暂态及稳态实验同步进行，还能用以协助科研人员测试新装置，且多种控制装置都能与其构成闭环系统，从而为灵活输电系统及研究智能保护的控制策略提供了一流的实验条件。电力系统数字模拟实时仿真系统的引进，方便了对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行深入研究，从而建成具备混合实时仿真环境的实验室。
2. 综合自动化技术与智能保护的应用。
目前，国内的综合自动化领域的研究已达到国际先进水平，智能自动化保护技术领域的研究相对处于国际领先水平，研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。将国内外最新的人工智能、网络通信、微机新技术、自适应理论、综合自动控制理论等应用于电气自动化保护装置中，对电力系统自动化保护的新原理进行了研究，可以大大提高电力系统的安全水平，使得新型保护装置具有智能控制的特点。
3. 电力系统中人工智能的应用。
电力系统及其元件的故障诊断、运行分析、规划设计等方面将模糊逻辑、专家系统以及进化理论应用到实际研究，并且结合电力工业发展的需要，开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，同时也开展了在上述实用软件研究的基础上以提高电力系统运行与控制的智能化水平。
4. 电力系统配电网自动化技术。
该技术采用的模型为最新国际标准公共信息模型，输电网的理论算法采用与配网实际与高级应用软件相结合，负荷预测时配合应用人工智能灰色神经元算法进行，最后进行潮流计算时采用配网递归虚拟流算法。电力系统配电网自动化技术取得了重大技术突破，主要表现在信息配网一体化、高级应用软件、配网模型、中低压网络数字方面，最终，解决了载波正在配电网上应用的路由、衰耗等技术难题，正是因为采用数字信号处理技术，才得以提高了载波接收灵敏度。
四．电气自动化在办公自动化中的应用。
1. 办公系统需要实现自动化。
办公系统主要应用于企事业单位的管理系统等方面，构建企业自动化管理系统需要很多技术的支持，例如计算机技术，通信技术及自动化技术。自动化办公系统是提高工作效率与管理效率的有效方法，因此，实施办公自动化信息战略是企事业实现现代化办公的需求与趋势。企业的办公系统实现自动化可以基于软件来实现，也可基于硬件与软件相结合的方法来实现，但是要注意到系统的开放性，可扩充性及升级的简易性。现行的办公系统还要具有良好的兼容性，这样可以有效的节约系统的资源，还可以节约成本，在实际的办公自动系统中已经有了很多成功的案例。
2. 办公自动化的技术平台。
当前，有代表性的三种主流的办公自动化技术主要有三种，既LotusDomino/Notes平台上办公自动化系统，它也是最早的办公自动化应用系统；基于Microsoft平台的办公自动化系统模式，主要采用WinNT/2000操作系统，以ASP为开发语言提供内容存储；还有就是基于基于Jsp/Java平台的办公系统，其实现原理与上一种技术基本是一样的，只在是使用的开发语言上略有不同，且其在系统的维护上费用较高。这三种技术平台在设计与实施办公自动化系统上有不同的应用领域，也是推动办公系统自动化进程的主要技术。现在已经演变出更多的技术来实现办公自动化。
3. 办公自动化系统的核心功能的实现。
办公自动化系统的核心功能主要是公文的收文、批阅、流转与存档等。但在对公文处理一岙会涉及到公文的流转，其过程实现是较为复杂的，在开发的过程中也会受到很多方面的制约。其中有公文的查阅权限调协，公文的、修改、删除等操作，都要在办公自动化系统中实现，其中的关键技术主要有数字签名技术、传输加密技术以及审批身份验证技术等。办公自动化系统核心功能的划分与实现要与客户的需求分析为依据，其主要原则则是要达到理念优先、技术先进、功能齐全、性能优良、价格合理。这些也是办公自动化系统发前的前景与方向。
五．电气自动化在汽车性能设计上的应用。
近些年，我国的经济取得了很大的发展，但是伴随着汽车数量的增加与路况复杂程度的不断提高，驾驶的难度也越来越高，并且开始逐渐融入人类的能力范畴。当前，汽车驾驶自动化的实现主要借助于计算机技术及控制技术来实现。现在，汽车的竞争已经进入了白热化的状态，汽车生产厂家都下大力气在汽车性能的提升上，其中自动化就是它发展的一个重要方向。驾驶者可以在计算机的协助下将驾驶工作逐渐转移到用自动化技术来实现，通过厂商的大力发展，自动化技术在提升道路利用率，降低车辆的制造成本及燃油消耗方面都取得了进展与突破，收获了可观的经济效益。
六．发展前景。
1. 电气自动化工程系统的统一化。统一电气自动化工程系统对电气自动化产品的设计、测试、开机、维护都有重要意义。能够把开发系统从运行系统中独立出来，这对电气自动化工程控制系统来说，是跨越性的一步，能够将系统通用化。系统的网络应该保证现场的设施、监管体系、企业工程的管理数据保持共通。
2. 电气自动化工程控制系统的市场化。产品想长久的发展，就要深化制造部门的体制改革，还要关注市场化的影响，以便保证产品能够满足市场的需要。同时，企业不仅要在技术的开发上投入，还要使零件的配套生产市场化、专业化。产业市场化是产业发展的必然趋势，这对提升资源配置效率有着显著的促进作用。
3. 电气自动化控制系统的标准化接口。采用微软公司的标准化技术后，工程的成本大大降低了，成功地实现了数据资源的共享。考虑到自动化系统策划方案的重要，当企业进行系统连接时，必须采用微软操作系统，那么这种情况下办公室使用的就是 IP 系统，管理系统和自动化控制之间联系的建立就是通过 PC 系统。程序标准化接口使厂家之间的数据交换有了保证，解决了通讯产生的难题。
4. 电气自动化工程的生产将更加的安全。安全防范技术的集成化是电气自动化工程控制系统的一个发展方向，重点就是保证系统的安全。在非安全状态下，用户要如何选择才能实现安全。在分析我国市场的发展特性后，我们应该从最高安全级别开始，逐渐延伸到安全级别低的领域，硬件设备与软件设备，公共设施层与网络层，实现对此系统的安全设计的全面研究。
5. 电气自动化工程控制系统的创新技术。在我国电气自动化发展计划的指导之下，随着市场化的环境，不断提升电气自动化工程控制系统的创新能力。并且企业不断吸收创新技术以提升自身的创新能力，而科研的投入，为电气自动化的创新提供了更加广阔的空间，加强政策上的扶持，健全、完善机制对创新都是非常有利的。目前我国企业主要生产一些中低档次的产品，产品主要服务于中小型的项目，企业应该打开自主创新的新局面，转换经济增长模式，逐渐提升创新能力。
电气自动化可以与地球数字化互相结合。此设想包含了自动化的创新经验，可以把大量的相关数据整体为坐标，最终成为一个电气自动化数字地球。将信息全部放入计算机中，与网络结合，不管人们在什么地方，根据地球地理坐标，便能知道任何地方的数据信息。还可以加强企业与相关院校之间的合作。鼓励企业到此专业的学校中建立车间，进行技术生产等，建立学习形生产培训基地。还可以走入企业进行教学。将实践能力和理论学习结合在一起。此外，还要与现代网络联系起来，积极利用已有的科学技术。加强专业培训，提供研究人员水平等。
七．结束语
电气自动化技术我国有几十年的发展历程，其中经过了多次变革与专业的调整，但是由于其应用范围广泛，在社会的各种生产层面都会有所应用，与其他科学技术相结合，也对推动了社会生产力的发展，促进了各个行业的发展。电气自动化技术与其他科学技术的结合与渗透革新了传统的方法与理念，必将为我国经济发展起到了重要的作用。
参考文献：
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中图分类号：TN949.197 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0139-01
在社会经济以及人们生活质量、水平不断提高的影响下，人们对于有线电视的需求也越来越个性化、多样化，也且给人们的业余生活提供了丰富的选择，有线电视可以说是现代人在生活当中比较常见的一种传播介质，人们通过有线电视不仅能够获取到自己想要知道的娱乐新闻、焦点新闻等等，而且能够提供一定的娱乐活动。而在科学技术不断发展的影响下，有线电视中的数字电视技术已经广泛的应用到人们的实际生活当中，对于信号的传输以及播放技术都有一定程度的提高，并且数字电视技术的发展势头仍然良好，有线电视网络数字电视技术的大力应用给人们的业余生活质量提高也起到一定的影响和帮助。
1.有线电视网络中数字电视技术
有线电视网络中的数字电视技术是现如今人们在日常生活当中应用的比较广泛的一种技术，其自身是建立在模拟信号多基础上，然后利用有线电视来进行传播，数字电视技术是将原信号当中的一个数字进行分解，之后在转化成为各种信号来进行传播，这样能够保证有线电视的原信号不受到影响，并且能够提高画面的清晰度。数字电视技术的应用，不仅能够保证有线电视的画面效果更加的清晰和流畅，而且不会损坏有线电视的原信号，使用起来更加的方便；另外，数字电视技术一般情况下都是采用光纤来进行信号的传播，能够将有线电视当中的频道进行扩大，人们可以进行的选择就会增加，促使有线电视中的内容更加的丰富；有线电视网络中的数字电视技术在实际的应用过程中，是可以依托互联网来进行，数字电视与互联网进行有效的结合，不仅能够提高有线电视自身的功能，而且能够使得当前的有线电视网络具备计算机的功能，包括视频同化、远程操作等等，更加方便人们的日常生活。
2.有线电视网络中数字电视技术的应用分析
当前，人们的生活质量越来越高，所以对于有线电视的要求也越来越高，而在这种形势下，有线电视网络中数字电视技术的应用越来越广泛，已经成为人们日常生活当中必不可少的一项内容，人们可以通过有线电视获取到大量的信息，包括一些娱乐新闻、实时新闻等等，而在使用的过程中，对数字电视技术进行及时的更新也是非常必要的任务[1]。数字电视的画面相对来说比较的流畅和清晰，能够最大限度的保证色彩的真实度，可以让用户更加直观、形象、生动的感受到电视节目。另外，数字电视能够承载的信息量相对来说比较的大，用户能够获取到更多的影片咨询或者是新闻信息，选择的面变得比较的广泛，能够充分满足现代人对于信息获取的个性化需求。
2.1 性价比高
当前在有线电视网络中数字电视技术的广泛应用下，人们难免会将其与传统的有线电视进行比较，比较之后不难发现，现如今的数字电视技术能够呈现出高质量的画面，并且能够提供人们更多种的选择，解决了有线电视节目的局限性，而与以往的有线电视相比，数字电视技术的应用，价格并不是很贵，在一定程度上能够体现出数字电视技术的性价比比较高。另外，有线电视可以说是传播比较广泛的一种传播介质，在人们生活质量越来越高的影响下，有线电视的更新换代是必然的，而更换成为数字电视技术也是未来的发展趋势。
2.2 光纤传输
在当前网络科学技术大力发展的影响下，越来越多的东西都已经连接上了网络，无论是互联网技术还是有线电视，越来越多的领域都利用光纤来进行信号的传播，光纤技术的应用，不仅提高了有线电视网络中数字电视技术的信息传播效率，而且能够保证信号的传输，从而对数字电视技术的信号传播稳定性提供一定的保证[2]。
2.3 特点明显
数字电视技术的应用，能够提供用户更多的选择，相比传统的有线电视，用户只能够在已提供的电视节目上进行选择，并且还市场伴随着漫长的广告时间，对用户的使用造成了一定的影响，而在数字电视技术的应用下，不仅能够增加了用户的选择，而且能够通过网络来直接获取到自己想要观看的内容。所以在功能的优化方面，数字电视也在不断的扩大功能，逐渐的成为一个新型的互动平台。
上述内容可以说是当前有线电视网络中数字电视技术应用广泛的直接原因，而数字电视技术在当前网络技术、以及人们需求提高的影响下，也是一种必然发展的产物，而数字电视技术不仅在人们当前生活当中被广泛应用，而且其推广力度也越来越大，未来数字电视技术的应用以及发展趋势仍然会保持良好的状态。
3.有线电视网络中数字电视技术的发展前景分析
在当前网络时代的影响下，数字电视技术将网络技术与数字化电视技术进行有效的结合，在数字电视中逐渐的增加了一些增值服务，这样能够有效的提高数字电视技术的智能化操作。比如在进行数字电视技术的操作过程中，不仅能够根据用户的日常需求来获取到相对应的信息和内容，而且能够根据用户的个人喜好以及实际需求，利用网络来进行更多增值业务的操作，包括一些IP电话、网络冲浪等等各种各样的娱乐活动，不仅能够将数字电视技术的应用和功能范围进行扩大，而且能够满足现代人对于数字电视技术的整体需求，满足现代人的个性化生活追求。另外，利用网络技术，数字电视技术还能够提高家庭环境的安全性，将家庭环境进行数字化的录制，并且实施实时的监控，利用数字电视技术来对家庭的实际情况进行监控，一旦遇到问题，能够通过网络来进行报警和警示，不仅能够给用户的家庭安全提供一定的保障，而且能够为用户提供更多智能化的操作，满足用户的个性化需求。
结束语：数字电视技术在当前的有线电视网络中的应用程度越来越广泛，不仅给用户提供了更多的智能化的选择，而且能够满足用户的一系列个性化需求，数字电视技术不仅能够提高有线电视的画面清晰度，而且能够提高信息的传播效率和质量，数字电视技术在未来也会保持良好的发展前景，推动有线电视行业的发展。
