2011年继续教育电气工程心得体会

第一篇：2011年继续教育电气工程心得体会

黑龙江省2011年度专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

太阳能光伏发电系统的电能变换与控制技术

学习心得体会

通过本次2011年度专业技术人员继续教育知识更新培训我学习了太能光伏发电系统的电能变换与控制系统，我了解到现今太阳能巨大，即使像上海这种太阳能资源不算丰富的地区(属三类地区)，太阳每年照射在水平面上的能量也有4 600 MJ/m2左右，相当1280度电能。太阳能是一种聚变能，根据太阳的质量和爱因斯坦的质能转换理论，太阳还可以“燃烧”800亿年，相对于人类5000年历史而言，这几乎是一个天文数字的时间长度。太阳能清洁无污染，安全无毒害，是理想的可持续发展能源之一。向太阳索取电能是工业化发展到今天、大量化石能源被消耗且面临枯竭的必然趋势。太阳能光伏发电技术是人类向太阳索取电能的重要途径。

一、太阳能光伏发电系统

光伏发电技术离网系统与公共电网没有直接的联系，其规模小至几百瓦的照明电源，大至上百千瓦的独立光伏电站。它特别适用于岛屿、深山、荒漠、大草原等无电地区，也适用于城市中铺设线路困难且成本高的场所，如书报亭、岗亭、高速公路指示灯和沿途休息场所的用电等。零售的太阳能草坪灯、太阳能计算器中的电源也是该系统技术的应用。由于光伏发电技术离网系统除了太阳能外无需外界能源支持，因此，它还可用作空间站电源。

二、光伏发电技术并网系统

太阳电池发的电是直流，通过控制逆变装置变换成交流，经过相位整合后同电网的交流电合起来使用。采用这种形态的光伏发电技术系统就是光伏发电技术并网系统。光伏发电技术 并网供电形式是光伏发电技术系统技术的主流发展趋势。系统技术日益完善，系统形式也越来越多样化。目前有无蓄电池无逆流(即不向电网倒送电)系统、有蓄电池无逆流系统、有逆流系统(光伏发电技术系统剩余电力向电网输送，由电力部门回购)，随着技术进步，今后将发展微网系统、智能电网系统和全球光伏发电技术供电系统。

三、微网系统 黑龙江省2011年度专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

太阳辐射到地面任一点的功率密度一年四季每时每刻都在变化，是一种不稳定的供能源泉，也是太阳能光伏发电与核能发电或火力发电的不同之处。光伏发电技术系统的输出功率受气候影响，输出的电能时刻变化，与电网连接后会给电网带来不稳定。光伏发电技术 系统普及量不大时这种影响不明显，当大规模太阳能光伏发电并网输电时，供电波动问题将凸显出来，因此，必须开发把这种不稳定影响限制在最小的控制技术，如能彻底解决这一问题，则人类在电力使用方面可高枕无忧了。

微网系统是一种独立性很强的分散型电源网络，是解决上述问题的新一代电网技术。该系统是由太阳能光伏发电、风力发电、小水力发电、生物质发电、燃气发电或柴油发电、燃料电池、蓄电池组等任意组合起来，再加入计量和控制装置，自成系统，独立于大电网或间歇与大电网连接，不需要长距离输电线(电缆)和架空铁塔等大型设备，投资省，不需要大规模投资，也解决了远距离运输大型设备的成本，尤其可以解决大型发电设备运往岛屿和山区的困难。由于其自我调衡，因此，能把可再生能源发电对大电网的扰动减少到最低程度，还能改善家庭太阳能发电系统从发电、用电到蓄电的效率。它还是解决无法实施大型火力或核能发电的小国、岛国、穷困地区日常用电的最佳方案。该技术目前尚处于研究和完善阶段，但可以预期其进入实际应用将为期不远。

四、智能电网系统

智能电网的提出并非偶然，是有多种原因的，其中很重要的因素就是分散型的可再生能源(太阳能、风能、生物质能等)电力的大量应用和上网造成电网管理日益复杂和困难，且势头已不可逆转，需要改革传统的管理方式，运用现代高科技来调控和管理。作为大规模接纳可再生能源电力的电网技术必须做到对频率和电压波动的抑制，同时维持和提高电力质量，并提高电力的使用效率。其主要手段是在微网供配电技术基础上借助通信网络(移动通信、无线通信等)来把握安装有光伏发电技术系统的家庭、办公楼等用电户与发电厂之间供需电情况，进行远距离监测和控制。可以说，智能电网是利用微网技术和IT技术形成的新一代电网。据资料称，日本搞智能电网技术研究的科技人员中有70％来自于IT行业，这足以说明IT技术与智能电网技术的密切关系。发挥IT在快速准确传递信息方黑龙江省2011年度专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

面的技术特点，在国家一级的广大区域内实时掌控电力使用状况和发电状况，进行电力需求调整，包括对光伏发电技术电力和风电等不稳定电力进行调控。

在智能电网中，蓄电装置仍然是不可或缺的重要支柱，整个蓄电系统将包括电动车(EV)内的蓄电池。电动车的大规模应用为蓄电提供了辅助容量，很可能将来电动车会成为智能电网中蓄电系统的最有力的支持，成为能奔跑的蓄电库和紧急救援用辅助电源。目前，能适应快速充放电的高功率密度和高能量密度蓄电池仍然是一项瓶颈技术。根据日本野村证券金融经济研究所预测，2010年至2030年，日美欧在智能电网上的投资将达12500亿美元，其中蓄电系统投资占60％，足见蓄电系统在智能电网中的地位。

五、太阳能光伏并网发电系统的发展

并网光伏发电技术是当今世界光伏发电的趋势，是光伏技术步入大规模发电阶段，成为电力工业组成部分之一的重大技术步骤。与离网运行的太阳能光伏电站相比，并入大电网可以给太阳能光伏发电带来诸多好处。首先，不必考虑负载供电的稳定性和供电质量问题；其次，光伏电池可以始终运行在最大功率点处，由于大电网来接纳太阳能所发的全部电能，提高了太阳能发电的效率；再次，省略了蓄电池作为储能环节，降低了蓄电池充放电过程中的能量损失，免除了由于存在蓄电池而带来的运行与维护费用，同时也消除了处理废旧蓄电池带来的间接污染。

并网光伏发电系统一般由光伏阵列模块、逆变器和控制器三部分组成。

（一）太阳能光伏井网逆变器的发展

太阳能光伏并网逆变器是连接光伏阵列模块和电网的关键部件，它完成控制光伏阵列模块运行于最大功率点和向电网注入正弦电流两大主要任务。

早期太阳能光伏并网系统的逆变器结构采用单级无变压器、电压型全桥逆变结构。其特点是结构简单、造价低、鲁棒性强；但受限于当时开关器件水平，系统的输出功率因数只有0.6~0.7，且输出电流谐波大。随着电子开关器件的发展，开关频率高于l6kHz的高频器件，如BJT、MOSFET或IGBT等，逐渐取代了晶闸管。带工频变压器结构的光伏逆变系统。它最大优点是逆变器在低压侧，因此逆变桥可以采用高频低压器件MOSFET，从而节省了初期投资；而且由于在低压侧实现逆变器的控制，使得整个控制过程更容易实现。另外，此结构还适用于大电黑龙江省2011年度专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

流光伏模块。然而工频升压变压器体积大，效率低，价格也很昂贵，随着电力电子技术和微电子技术的进一步发展，这一问题采用高频升压变换得到了解决。高频升压变换能实现更高功率密度的逆变，如图1-4所示，升压变压器采用高频磁芯材料，工作频率均在20kHz以上。它体积小、重量轻，高频逆变后经过高频变压器变成高频交流电，又经高频整流滤波电路得到高压直流电(通常在300V以上)，再由工频逆变电路实现逆变。

光伏逆变器由单级到多级的发展，使电能转换级数增加，能够方便满足最大功率点跟踪和直流电压输入范围的要求；但是单级逆变器结构紧凑，元器件少，损耗更低，逆变器转换效率更高，更易控制。因此在结合两者优点的前提下，尽可能提高直流输入电压，就能提高逆变器的转换效率。

（二）太阳能光伏并网发电系统控制策略的发展

光伏发电系统实现并网运行必须满足：输出电压与电网电压同频同相同幅值，输出电流与电网电压同频同相(功率因数为1)，而且其输出还应满足电网的电能质量要求。这些都依赖于逆变器的有效控制策略。光伏并网发电系统的控制一般分为两个环节：第一个环节得到系统功率点，既光伏阵列模块工作点；第二个环节完成光伏逆变系统对电网的跟踪。同时，为保证光伏逆变器安全有效地直接工作于并网状态，系统必须具备一定的保护功能和防孤岛效应的检测与控制功能。

近几年，光伏并网系统的综合控制成为其研究发展的新趋势。基于瞬时无功理论的无功与谐波电流补偿控制使得光伏并网发电系统既可以向电网提供有功功率，又可实现电网无功和谐波电流补偿。这对逆变器跟踪电网控制的实时性、动态特性要求更高。研究适合于这类光伏发电系统的控制方法对电网电能质量的提高具有重大意义。

事实上把光伏发电技术 技术推广应用到普通家庭，发挥家用光伏发电技术系统不占地、就地发电就地使用、减少输电损失、故障就地解决的优点，将更能体现光伏发电技术技术的综合经济效益。大城市的电网四通八达，如能充分利用家用光伏发电技术系统的优点，大力推广并网型家用光伏发电技术系统，则对建设资源节约型和环境友好型社会具有极大的价值和社会效益。相信只要中国也出台绿电回购政策，有逆流光伏发电技术 系统将会得到大规模的发展。黑龙江省2011年度专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

从200年前的工业革命开始，人类在大规模开发利用矿物能源的过程中，既获得了电动机械、高速交通工具、成千上万种家电和霓虹闪烁的夜生活带来的享受，也饱受了煤炭石油造成的无情污染和气候变化之苦，并且每时每刻都把自己置身于切尔诺贝利核电泄露事件那样的威胁之下。到如今，连这种乐中带苦的“享受”也难以为继了，我们无法得知矿物能源枯竭的那一天何时到来，但是人类已经感觉到这种威胁的日益逼近。随着时代的进步和科技的发展，大规模利用太阳能光伏发电技术进行太阳能发电已经蓬勃兴起，也许清洁、无污染、永不枯竭的太阳能才能真正地让人类从此走上一条可持续发展之路。

提 交 人：郭元友

报名序号： 100102033593

专 业： 电气工程

身份证号： ***623 工作单位： 达尔凯阳光（哈尔滨）热电有限公司

提交日期： 2011年5月28日

第二篇：2012年电气工程继续教育心得体会

直流拖动控制系统学习心得

此次继续教育，在哈尔滨工业大学继续教育学院、东北林业大学等院校的精心准备下，专业、公需课程等内容精彩而丰富。使我初步掌握了TRIZ的核心思想和解题模式，通过对无运动控制系统中直流拖动控制系统知识的学习，使我进一步掌握了运动控制系统中的直流拖动控制系统基础理论知识，加深了对直流控制系统的认识和理解，为今后在实际工作中的理论和实践相结合打下了坚实的基础。通过老培训，我掌握了以下关于直流拖动控制系统的理论基础知识。

一、直流拖动系统三种调速方法及各自工特性

1、调压调速

工作条件： 保持励磁  = N ；保持电阻 R = Ra

调节过程：改变电压 UN  U：Un ，n0 

调速特性：转速下降，机械特性曲线平行下移。

2、调阻调速

工作条件： 保持励磁  = N ； 保持电压 U =UN ； 调节过程：增加电阻 Ra  R：R  n ，n0不变；

调速特性：转速下降，机械特性曲线变软。

3、调磁调速

工作条件：保持电压 U =UN ；保持电阻 R = R a ； 调节过程：减小励磁 N  ：   n ，n0 

调速特性：转速上升，机械特性曲线变软。

因此，对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。因此，直流调速系统往往以调压调速为主。

二、直流调速系统用的可控直流电源

调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。这种可控直流电源分为：

（1）旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，获得可调的直流电压。

（2）静止式可控整流器——用静止式的可控整流器获得可调的直流电压。（3）直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，产生可变的平均电压。其中：

旋转变流机组又简称G-M系统，其工作原理为：由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机 G 实现变流，由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电，调节G 的励磁电流 if

即可改变其输出电压 U，从而调节电动机的转速 n。

旋转变流机组和由它供电的直流调速系统（G-M系统）原理图

静止式可控整流器简称为V-M系统，其工作原理是，通过调节触发装置 GT 的控制电压控制晶闸管可控整流器的通断，来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压，从而实现平滑调速。由于V-M系统在控制作用的快速性上具有良好的优越性，大大提高系统的动态性能。

晶闸管-电动机调速系统（V-M系统）原理图

斩波器的基本控制原理

在图1-5a）中，VT 表示电力电子开关器件，VD 表示续流二极管。当VT 导通时，直流电源电压 Us 加到电动机上；当VT 关断时，直流电源与电机脱开，电动机电枢经 VD 续流，两端电压接近于零。好像是电源电压Us在ton 时间内被接上，又在 T-ton 时间内被斩断，故称“斩波”。

原理图

电压波形图

直流斩波器-电动机系统的原理图和电压波形

由于直流PWM调速系统具有主电路线路简单，需用的功率器件少；开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000左右；若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高等优点，直流PWM调速系统作为一种新技术，发展迅速，应用日益广泛，特别在中、小容量的系统中，已取代V-M系统成为主要的直流调速方式。

PWM变换器的直流电源通常由交流电网经不可控的二极管整流器产生，并采用大电容C滤波，以获得恒定的直流电压，电容C同时对感性负载的无功功率起储能缓冲作用。

对于PWM变换器中的滤波电容，其作用除滤波外，还有当电机制动时吸收运行系统动能的作用。由于直流电源靠二极管整流器供电，不可能回馈电能，电机制动时只好对滤波电容充电，这将使电容两端电压升高，称作“泵升电压”。电力电子器件的耐压限制着最高泵升电压，因此电容量就不可能很小，一般几千瓦的调速系统所需的电容量达到数千微法。在大容量或负载有较大惯量的系统中，不可能只靠电容器来限制泵升电压，这时，可以采用下图中的镇流电阻

Rb 来消耗掉部分动能。分流电路靠开关器件 VTb 在泵升电压达到允许数值时接通。

对于更大容量的系统，为了提高效率，可以在二极管整流器输出端并接逆变器，把多余的能量逆变后回馈电网。

如图所示为PWM控制器和变换器的框图，其驱动电压都由 PWM 控制器发出，PWM控制与变换器的动态数学模型和晶闸管触发与整流装置基本一致。

根据PWM变换器工作原理，不难看出，当控制电压改变时，PWM变换器输出平均电压按线性规律变化，但其响应会有延迟，最大的时延是一个开关周期 T。

PWM控制与变换器的框图

因此PWM控制与变换器（简称PWM装置）也可以看成是一个滞后环节。

三、直流调速系统的分类、组成、工作原理及特性

直流调速系统可分为两大类，即：开环调速系统和闭环调速系统。由于开环调速系统在实际应用中存在着局限性，而且在调速性能也不能满足调速精度的要求，故开环调速已不能满足要求，需采用反馈控制的闭环调速系统来解决这些问题。

（一）闭环调速系统的组成、工作原理及特性

根据自动控制原理，反馈控制的闭环系统是按被调量的偏差进行控制的系统，只要被调量出现偏差，它就会自动产生纠正偏差的作用。

调速系统的转速降落正是由负载引起的转速偏差，显然，引入转速闭环将使调速系统应该能够大大减少转速降落。

系统组成

图1-24 带转速负反馈的闭环直流调速系统原理框图

调节原理

在反馈控制的闭环直流调速系统中，与电动机同轴安装一台测速发电机 TG，从而引出与被调量转速成正比的负反馈电压Un，与给定电压 U*n 相比较后，得到转速偏差电压 Un，经过放大器 A，产生电力电子变换器UPE的控制电压Uc，用以控制电动机转速 n。

UPE的组成 UPE是由电力电子器件组成的变换器，其输入接三组（或单相）交流电源，输出为可控的直流电压，控制电压为Uc。

目前，组成UPE的电力电子器件有如下几种选择方案：

（1）对于中、小容量系统，多采用由IGBT或P-MOSFET组成的PWM 变换器。

（2）对于较大容量的系统，可采用其他电力电子开关器件，如GTO、IGCT等。

（3）对于特大容量的系统，则常用晶闸管触发与整流装置。

任何一台需要控制转速的设备，其生产工艺对调速性能都有一定的要求。归纳起来，对于调速系统的转速控制要求有以下三个方面：

1.控制要求

1）调速——在一定的最高转速和最低转速范围内，分挡地（有级）或平滑地（无级）调节转速；

2）稳速——以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量；

3）加、减速——频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快，以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起，制动尽量平稳。

2.调速指标

1）调速范围——生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围。

2）静差率——当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落 nN，与理想空载转速 n0 之比，称作静差率 s，即

s= nN / n0

一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。

而闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此所需付出的代价是，须增设电压放大器以及检测与反馈装置。

转速反馈闭环调速系统是一种基本的反馈控制系统，它具有被调量有静差、抵抗扰动，服从给定、系统的精度依赖于给定和反馈检测精度等三个基本特征，也就是反馈控制的基本规律，各种不另加其他调节器的基本反馈控制系统都服从于这些规律。

反馈控制系统的规律是：一方面能够有效地抑制一切被包在负反馈环内前向通道上的扰动作用；另一方面，则紧紧地跟随着给定作用，对给定信号的任何变化都是唯命是从的。

四、转速、电流双闭环直流调速系统的工程设计问题

（一）转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性

为实现在单闭环系统中能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程及实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程，采用电流负反馈来实现近似的恒流过程达到控制目的。即：起动过程，只有电流负反馈，没有转速负反馈；同时稳态时，只有转速负反馈，没有电流负反馈。

为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套（或称串级）联接如下图所示。

1.系统的组成

转速、电流双闭环直流调速系统结构

ASR—转速调节器

ACR—电流调节器

TG—测速发电机 TA—电流互感器

UPE—电力电子变换器

图中，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。

2.系统电路结构

为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用

P I 调节器，这样构成的双闭环直流调速系统的电路原理图示于下图。

（1）转速调节器ASR的输出限幅电压U*im决定了电流给定电压的最大 值；

（2）电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。

双闭环直流调速系统的电路原理图

稳态结构图和静特性

为了分析双闭环调速系统的静特性，必须先绘出它的稳态结构图，如下图。它可以很方便地根据上图的原理图画出来，只要注意用带限幅的输出特性表示PI 调节器就可以了。分析静特性的关键是掌握这样的 PI 调节器的稳态特征。

1.系统稳态结构框图

双闭环直流调速系统的稳态结构框图

—转速反馈系数

 —电流反馈系数 2.限幅作用 存在两种状况：

（1）饱和——输出达到限幅值

当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出，除非有反向的输入信号使调节器退出饱和；换句话说，饱和的调节器暂时隔断了输入和输出间的联系，相当于使该调节环开环。（2）不饱和——输出未达到限幅值

当调节器不饱和时，PI 作用使输入偏差电压在稳态时总是零。

在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。

（二）双闭环直流调速系统的动态数学模型 1.系统动态结构

在单闭环直流调速系统动态数学模型的基础上，考虑双闭环控制的结构，即可绘出双闭环直流调速系统的动态结构框图，如下图所示。

图2-6双闭环直流调速系统的动态结构框图

2.数学模型

图2-6中WASR(s)和WACR(s)分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。如果采用PI调节器，则有

WASR(s)Knns1 nsWACR(s)Kiis1 is

五、直流调速系统的数字控制

虽然模拟系统具有物理概念清晰、控制信号流向直观等优点，但其控制规律体现在硬件电路和所用的器件上，因而线路复杂、通用性差，控制效果受到器件的性能、温度等因素的影响。为了适应不断发展的技术要求，随着电子技术的发展，以微处理器为核心的数字控制系统（简称微机数字控制系统）硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件温度漂移的影响；其控制软件能够进行逻辑判断和复杂运算，可以实现不同于一般线性调节的最优化、自适应、非线性、智能化等控制规律，而且更改起来灵活方便。

微机数字控制系统的稳定性好，可靠性高，可以提高控制性能，此外，还拥有信息存储、数据通信和故障诊断等模拟控制系统无法实现的功能。

由于计算机只能处理数字信号，因此，与模拟控制系统相比，微机数字控制系统的主要特点是离散化和数字化。

（一）微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件

系统组成方式

数字控制直流调速系统的组成方式大致可分为三种： 1.数模混合控制系统 2.数字电路控制系统 3.计算机控制系统（1）数模混合控制系统

数模混合控制系统特点：

转速采用模拟调节器，也可采用模拟调节器； 电流调节器采用数字调节器； 脉冲触发装置则采用模拟电路。

（2）数字电路控制系统 数字电路控制系统特点：

除主电路和功放电路外，转速、电流调节器，以及脉冲触发装置等全部由数字电路组成。

（3）计算机控制系统

在数字装置中，由计算机软硬件实现其功能，即为计算机控制系统。系统的特点：

双闭环系统结构，采用微机控制。

全数字电路，实现脉冲触发、转速给定和检测。采用数字PI算法，由软件实现转速、电流调节。

微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件结构

微机数字控制双闭环直流调速系统硬件结构如图3-4所示，系统由以下部分组成： 主电路 检测电路 控制电路 给定电路 显示电路

图3-4 微机数字控制双闭环直流PWM调速系统硬件结构图

六、掌握可逆系统的结构、工作原理、控制方式和性能。

（一）单片微机控制的PWM可逆直流调速系统结构

中、小功率的可逆直流调速系统多采用由电力电子功率开关器件组成的桥式可逆PWM变换器。系统组成

图4-1 PWM可逆直流调速系统原理图

UR—整流器； UPEM—桥式可逆电力电子变换器，主电路与图1-22相同，须要注意的是，直流变换器必须是可逆的；

GD—驱动电路模块，内部含有光电隔离电路和开关放大电路； UPW—PWM波生成环节，其算法包含在单片微机软件中； TG—为测速发电机，当调速精度要求较高时可采用数字测速码盘；

TA—霍尔电流传感器；

V-M系统的可逆线路

根据电机理论，改变电枢电压的极性，或者改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向。因此，V-M系统的可逆线路有两种方式：

（1）电枢反接可逆线路；（2）励磁反接可逆线路。1.电枢反接可逆线路

电枢反接可逆线路的形式有多种，这里介绍如下3种方式：（1）接触器开关切换的可逆线路（2）晶闸管开关切换的可逆线路（3）两组晶闸管装置反并联可逆线路

（1）接触器开关切换的可逆线路 • • KMF闭合，电动机正转； KMR闭合，电动机反转。

（2）晶闸管开关切换的可逆线路 • • VT1、VT4导通，电动机正转； VT2、VT3导通，电动机反转。

晶闸管开关切换的可逆线路

接触器切换可逆线路的特点    优点：

缺点：有触点切换，开关寿命短； 应用：不经常正反转的生产机械。

较大功率的可逆直流调速系统多采用晶闸管-电动机系统。由于晶闸管的单向导电性，需要可逆运行时经常采用两组晶闸管可控整流装置反并联的可逆线路，如下图所示。

两组晶闸管装置反并联可逆供电方式

仅需一组晶闸管装置，简单、经济。

需自由停车后才能反向，时间长。（3）两组晶闸管装置反并联可逆线路

a)电路结构

b)运行范围 图4-2 两组晶闸管可控整流装置反并联可逆线路

 两组晶闸管装置可逆运行模式   升、降速。

但是，不允许让两组晶闸管同时处于整流状态，否则将造成电源短路，因此对控制电路提出了严格的要求。2.励磁反接可逆线路

改变励磁电流的方向也能使电动机改变转向。与电枢反接可逆线路一样，可以采用接触器开关或晶闸管开关切换方式，也可采用两组晶闸管反并联供电方式来改变励磁方向。

励磁反接可逆线路见下图，电动机电枢用一组晶闸管装置供电，励磁绕组由另外的两组晶闸管装置供电。

励磁反接可逆供电方式： 电动机正转时，由正组晶闸管装置VF供电； 反转时，由反组晶闸管装置VR供电。

两组晶闸管分别由两套触发装置控制，都能灵活地控制电动机的起、制动和

晶闸管反并联励磁反接可逆线路

励磁反接的特点： 优点：供电装置功率小。

由于励磁功率仅占电动机额定功率的1~5%，因此，采用励磁反接方案，所需晶闸管装置的容量小、投资少、效益高。缺点：改变转向时间长。

由于励磁绕组的电感大，励磁反向的过程较慢；又因电动机不允许在失磁的情况下运行，因此系统控制相对复杂一些。

总之，通过本次2012专业技术人员继续教育知识更新培训的学习，体会到直流调速系统的发展是一个从简单到复杂、从开环到闭环、从单环到多环、从单向调速到可逆调速的不断丰富和完善的过程。单闭环不仅是转速闭环一种，根据实际应用要求不同可以采用电压负反馈、电流补偿等替代措施。有环流可逆调速系统和无环流可逆调速系统都在不官完善和发展之中。

其次，随着电子技术的发展，微型控制器及计算机在调速技术的得到了广泛的使用，使运动控制技术得到了突破性的发展。

通过本次培训，使我在运动系统控制技术方面的理论知识得到了拓展和提高，在以后的工作和实践中进一步深入学习和研究，并不断在实践中加以利用，为做好本职工作打好、打实理论基础。

第三篇：2012年电气工程继续教育心得体会

学习心得

本次继续教育，以电气专业技术人才的能力建设为核心，以提高专业技术人员的创新能力、专业水平和科学素质为目的，哈尔滨工业大学继续教育学院通过组织自学和面授辅导的方式，强化我们的专业知识，使我了解本专业的科技发展动态，掌握本专业的最新科技理论和技术成果，继续教育专业、公需课程等内容精彩而丰富。使我初步掌握了TRIZ的核心思想和解题模式，通过对无运动控制系统中直流拖动控制系统知识的学习，使我进一步掌握了运动控制系统中的直流拖动控制系统基础理论知识，加深了对直流控制系统的认识和理解，为今后在实际工作中的理论和实践相结合打下了坚实的基础。通过培训，我学习了关于直流拖动控制系统的理论基础知识。了解到直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到广泛的应用。由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。所以直流拖动控制系统的学习非常必要。下面就我学习的知识进行简单总结：

一、直流拖动系统三种调速方法及各自工特性

直流调速方法

根据直流电动机转速方程，有三种方法调节直流电动机的转速：（1）调节电枢供电电压 U。（调压调速）（2）减弱励磁磁通 。（调阻调速）（3）改变电枢回路电阻 R。（调磁调速）三种调速方法的性能与比较：

因此，对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。因此，直流调速系统往往以调压调速为主。

二、直流调速系统用的可控直流电源

调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。这种可控直流电源分为：

（1）旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，获得可调的直流电压。

（2）静止式可控整流器——用静止式的可控整流器获得可调的直流电压。（3）直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，产生可变的平均电压。

三、直流调速系统的分类、组成、工作原理及特性

直流调速系统可分为两大类，即：开环调速系统和闭环调速系统。由于开环调速系统在实际应用中存在着局限性，而且在调速性能也不能满足调速精度的要求，故开环调速已不能满足要求，需采用反馈控制的闭环调速系统来解决这些问题。

根据自动控制原理，反馈控制的闭环系统是按被调量的偏差进行控制的系统，只要被调量出现偏差，它就会自动产生纠正偏差的作用。

调速系统的转速降落正是由负载引起的转速偏差，显然，引入转速闭环将使调速系统能够大大减少转速降落。

系统组成

图1-24 带转速负反馈的闭环直流调速系统原理框图

调节原理

在反馈控制的闭环直流调速系统中，与电动机同轴安装一台测速发电机 TG，从而引出与被调量转速成正比的负反馈电压Un，与给定电压 U*n 相比较后，得到转速偏差电压 Un，经过放大器 A，产生电力电子变换器UPE的控制电压Uc，用以控制电动机转速 n。

UPE是由电力电子器件组成的变换器，其输入接三组（或单相）交流电源，输出为可控的直流电压，控制电压为Uc。

目前，组成UPE的电力电子器件有如下几种选择方案：

（1）对于中、小容量系统，多采用由IGBT或P-MOSFET组成的PWM 变换器。

（2）对于较大容量的系统，可采用其他电力电子开关器件，如GTO、IGCT等。（3）对于特大容量的系统，则常用晶闸管触发与整流装置。

反馈控制系统的规律是：一方面能够有效地抑制一切被包在负反馈环内前向通道上的扰动作用；另一方面，则紧紧地跟随着给定作用，对给定信号的任何变化都是唯命是从的。

四、转速、电流双闭环直流调速系统的工程设计问题

（一）转速、电流双闭环直流调速系统

为实现在单闭环系统中能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程及实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程，采用电流负反馈来实现近似的恒流过程达到控制目的。即：起动过程，只有电流负反馈，没有转速负反馈；同时稳态时，只有转速负反馈，没有电流负反馈。

为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套（或称串级）联接如下图所示。

1.系统的组成

转速、电流双闭环直流调速系统结构

ASR—转速调节器

ACR—电流调节器

TG—测速发电机 TA—电流互感器

UPE—电力电子变换器

图中，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。

2.系统电路结构

为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用

P I 调节器，这样构成的双闭环直流调速系统的电路原理图示于下图。

（1）转速调节器ASR的输出限幅电压U*im决定了电流给定电压的最大 值；（2）电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。

双闭环直流调速系统的电路原理图

（二）双闭环直流调速系统 1.系统动态结构

在单闭环直流调速系统动态数学模型的基础上，考虑双闭环控制的结构，即可绘出双闭环直流调速系统的动态结构框图，如下图所示。

图2-6双闭环直流调速系统的动态结构框图

五、直流调速系统的数字控制

虽然模拟系统具有物理概念清晰、控制信号流向直观等优点，但其控制规律体现在硬件电路和所用的器件上，因而线路复杂、通用性差，控制效果受到器件的性能、温度等因素的影响。为了适应不断发展的技术要求，随着电子技术的发展，以微处理器为核心的数字控制系统（简称微机数字控制系统）硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件温度漂移的影响；其控制软件能够进行逻辑判断和复杂运算，可以实现不同于一般线性调节的最优化、自适应、非线性、智能化等控制规律，而且更改起来灵活方便。

微机数字控制系统的稳定性好，可靠性高，可以提高控制性能，此外，还拥有信息存储、数据通信和故障诊断等模拟控制系统无法实现的功能。

由于计算机只能处理数字信号，因此，与模拟控制系统相比，微机数字控制系统的主要特点是离散化和数字化。

六、掌握可逆系统的结构、工作原理、控制方式和性能。

（一）单片微机控制的PWM可逆直流调速系统结构

中、小功率的可逆直流调速系统多采用由电力电子功率开关器件组成的桥式可逆PWM变换器。系统组成

图4-1 PWM可逆直流调速系统原理图

UR—整流器；

UPEM—桥式可逆电力电子变换器，主电路与图1-22相同，须要注意的是，直流变换器必须是可逆的；

GD—驱动电路模块，内部含有光电隔离电路和开关放大电路； UPW—PWM波生成环节，其算法包含在单片微机软件中； TG—为测速发电机，当调速精度要求较高时可采用数字测速码盘；

TA—霍尔电流传感器；

V-M系统的可逆线路

根据电机理论，改变电枢电压的极性，或者改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向。因此，V-M系统的可逆线路有两种方式：

（1）电枢反接可逆线路；（2）励磁反接可逆线路。总之，通过本次2012专业技术人员继续教育知识更新培训的学习，体会到直流调速系统的发展是一个从简单到复杂、从开环到闭环、从单环到多环、从单向调速到可逆调速的不断丰富和完善的过程。单闭环不仅是转速闭环一种，根据实际应用要求不同可以采用电压负反馈、电流补偿等替代措施。有环流可逆调速系统和无环流可逆调速系统都在不断完善和发展之中。其次，随着电子技术的发展，微型控制器及计算机在调速技术的得到了广泛的使用，使运动控制技术得到了突破性的发展。

通过本次培训，使我在运动系统控制技术方面的理论知识得到了拓展和提高，在以后的工作和实践中进一步深入学习和研究，并不断在实践中加以利用，为做好本职工作打好、打实理论基础。

第四篇：2014年电气工程继续教育心得体会

黑龙江省2014专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训 可再生能源系统中的电

此次继续教育，在哈尔滨工业大学继续教育学院的精心准备下，我认真的学习了可再生能源系统中的电能变换与控制技术的学习通过这段时间对让我了解到，能源是人类经济及文化活动的动力来源。在20世纪的一次能源结构中，主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。经过人类数千年，特别是近百年的消费，这些化石能源己近枯竭。随着经济的发展、人口的增加和社会生活水平的提高，未来世界能源消费量将持续增长，世界上的化石能源消费总量总有一天将达到极限。此外，大量使用化石燃料已经为人类生存环境带来了严重的后果。目前由于大量使用矿物能源，全世界每天产生约1亿吨温室效应气体，己经造成极为严重的大气污染。如果不加控制，温室效应将融化两极的冰山，这可能使海平面上升几米，人类生活空间的四分之一将由此受到极大威胁。当前人类文明的高度发达与地球生存环境的快速恶化己经形成一对十分突出的矛盾。它向全世界能源工作者提出了严峻的命题和挑战。针对以上情况，开发利用可再生能源和各种绿色能源以实现可持续发展的能源结构是人类必须采取的措施，使以资源有限、污染严重的石化能源为主的能源结构将逐步转变为以资源无限、清洁干净的可再生能源为主的能源结构。

了解到几种主要的可再生能源发电系统： 一.发电系统 1.光伏发电系统

光伏发电系统可分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。太阳能光伏并网发电系统由太阳能、光伏阵列、双向直流变换器、蓄电池或超级电容和并网逆变器构成。光伏阵列除保证负载的正常供电外，将多余电能通过双向直流变换器储存黑龙江省2014专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

到蓄电池或超级电容中;当光伏阵列不足以提供负载所需的电能时，双向直流变换器反向工作向负载提供电能。2.风力发电系统

风力发电按照风轮发电机转速是否恒定分为定转速运行与可变速运行两种方式。按照发电机的结构区分，有异步发电机、同步发电机、永磁式发电机、无刷双馈发电机和开关磁阻

发电机等机型。风力发电运行方式可分为独立运行、并网运行、与其它发电方式互补运行等。3.燃料电池发电系统

燃料电池是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断地转化为电能的电化学装置。燃料电池发电最大的优势是高效、洁净，无污染、噪声低，模块结构、积木性强、不受卡诺循环限制，能量转换效率高，其效率可达40%-65%。燃料电池被称为是继水力、火力、核能之后第四代发电装置和替代内燃机的动力装置。

4.混合能源发电系统

利用风能资源和太阳能资源天然的互补性而构成的风力/太阳能混合发电系统，可以弥补因风能、太阳能资源间歇性不稳定所带来的可靠性低的缺陷，在一定程度上提供稳定可靠电能。这些环节的功能是实现电能变换，即将由光伏电池、风力发电机、燃料电池等发电元件产生的电能变换成可以并入电网或直接供给用电设备的电能。

在电气工程领域，作为可再生能源应用的重要组成部分的电力电子变换装置的研究与开发也成为一个重要的研究课题，与之对应的技术就是可再生能源发电中的电力电子（电能变换）技术。电力电子技术作为可再生能源发电技术的关键，直黑龙江省2014专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

接关系到可再生能源发电技术的发展。可再生能源经光伏电池、风力发电机、燃料电池等发电元件的能量转换而产生大小变化的直流电或频率变化的交流电，需要电力电子变换器将电能进行变换。在电能变换及并网（或独立供电）的系统控制过程中，涉及到诸多技术。典型的电能变换技术主要有整流技术、斩波技术和逆变技术；典型的控制技术主要是逆变器的并网控制技术。

上述技术中，电能形式的转换及控制是核心技术，而光伏发电和风力发电又是相对普遍和成熟的可再生能源发电系统。光伏发电系统的部分相应问题已在此前做过介绍，本专题重点讨论风力发电系统中的电力电子变换技术，主要内容包括：电能变换器的功能作用、电路结构和电气原理分析。

通过学习了解了在风力发电系统中的整流技术、逆变技术和斩波技术。一.风力发电系统中的整流技术：风力发电系统中，风能转换为电能馈送到电网上或者单独向

负载供电，期间能流转换的本质是机械能到电能的转换，所涉及的变流（电能变换）技术主要有整流技术、斩波技术和逆变技术。在多数场合中，整个风力发电系统中包含上述三种技术中的一种或几种。1.不可控整流方案

在直接驱动型风力发电系统中，由于发电机出口电压的幅值和频率总在变化，需要先通过整流电路将该交流信号变换成直流电，然后再经过逆变器变换为恒频恒 压的交流电连接到电网。但是在整流过程中，由于电力电子器件的作用使得发电机 侧功率因数变低并且电流谐波增大，给发电机正常运行带来了不利影响。然而，由于该种方案结构简单，可靠性高，成本低廉；同时，不可控整流模块的功率等级可以做到很大，技术瓶颈较小，因此在实际中仍得到了较为广泛的应用。黑龙江省2014专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

该系统前端采用不可控整流桥整流为直流，将风力发电机发出的变压变频的交流电转化为直流电，最后经过变流器环节将电流送人电网。该系统具有工作稳定，控制简单，成本低廉等优点，适合于中小功率场合。2.多脉波不可控整流方案

不可控整流方案的缺点在于交流側谐波含量大，降低了系统的效率，给系统带来了不良影响。多脉波不可控整流技术可以显著降低交流侧的电流谐波，降低直流側的电压脉动，已经在电源、变频器等多种场合得到了广泛应用。3.三相单管整流方案

不可控整流桥会向发电机注人大量的5次、7次、11次低频谐波，电流的畸变率很大，约为10.68%。大量的谐波电流会在发电机内部产生大量损耗，使发电机温度上升，缩短发电机寿命，系统效率降低^因此，如果能使发电机输出电 流正弦化，减少电流谐波，就能减少发电机损耗，增加系统效率。三相单管整流方案具有结构简单、控制容易、并联无需均流等特点，同时可以实现功率因数校正（Power Factor Coireclion，PFC)，因而受到广泛关注。该电路可以调节整流器输人端（即发电机输出端）的电流波形，减少谐波失真，提髙功率因数，进而减少发电机损耗，提高永磁发电机的有功功率输出能力。直驱系统为全功率变换系统，随着功率的逐步上升，就需要多个整流以及逆变环节并联运行。三相单管整流电路对直驱系统中的永磁同步发电机进行升压稳压以及功率因数校正，由于其电流源特性，并联时无需均流措施，应用前景看好 4.基于晶闸管的逆变方案

系统中整流部分采用三相不可控整流，逆变器的开关管采用晶闸管，并在网侧并联电容器进行无功功率补偿。与自关断型开关管（如IGBT)相比，晶闸管技术成熟，成本低，功率等级高，可靠性高。在过去的几十年中，相控强迫换相变流器用于髙压直流输电系统和变速驱动系统中。早期的并网风力发电机组基本都是采黑龙江省2014专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

用晶闸管变流技术。但是，品闸管变流器工作时需要吸收无功功率，并且在电网侧会产生很大的谐波电流，为了满足电网谐波的要求，必须对系统进行补偿。由于变速恒频风力发电机组输入功率变化范围很大，因此补偿的无功功率变化范围也比较大。传统的投切电容方式不够灵活，系统需要电容量可调、响应快速的无功功率补偿装置。通过检测逆变器输人端电压、电流以及电网的电压值，可以计算出补偿系统的触发延迟角。

4晶闸管逆变器成本低，输人电网电流的谐波含量高，为了消除输入电网的谐波电流，可以加入补偿系统。补偿系统的控制比较复杂，但是容量比较大，这会增加系统成本。为了更好地消除谐波，可以采用多脉波晶闸管等方法，但是会使系统成本有所增加。5.电压源型PWM逆变方案

电压源型PWM逆变方案是当前主要应用的逆变方案，该方案的拓扑如图4-2所示，采用的结构为三相全桥，开关器件为全控型开关器件，如IGBT、MOSFET等。6.电流源型逆变方案

晶闸管具有成本低、功率等级高等优点，在早期的并网风力发电机组中使用较多；但是晶闸管变流器工作时需要吸收无功功率，并且会在电网侧产生很大的谐波电流，必须增加补偿系统对其进行谐波抑制和无功功率补，这将增加系统的成本和控制的复杂性。全控型器件构成逆变器，能够实现自换流，使输出谐波大大减小，可以省去补偿系统。不可控整流+电压源型逆变器的结构图。由不可控整流得到的直 流侧电压随输入而变化，通过全控型器件构成电压源型逆变器（VSI)，可以通过改变调制比来实现并网电压频率和幅值恒定；这种拓扑可以进一步提高开关频率，减小谐波污染，灵活调节输出到电网的有功功率和无功功率，从而调节永磁同步发电机（PMSG)的转速，使其具有最大风能捕获的功能；缺点是不能直接调节发电机电磁转矩，动态响应较慢，不可控整流会造成定子电流谐波含量较大，会增大发电机损耗和转矩脉动，并且当风速变化范围较大时，VSI的电压调黑龙江省2014专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

节作用有限。与VSI相比较，电流源型逆变器（CSI)容易实现能量的双向流动，由于直流侧存在大电感，抗电流冲击能力强，系统的可靠性更高，但是CSI容易受电网电压变化的影响，动态响应较慢，并且谐波问题较大，功率因数低。因此，综合成本、效率和动态响应等因素，电压源型逆变器具有更大的优势，目前在小型风力发电机组中使用较多。

7.斩波技术实现的是直流到直流的变换，直接驱动型风力发电系统中，采用不可控整流方案的场合很多，此时发电机（通常采用永磁发电机）发出的三相电通过三相不可控整流桥整流后，再进行逆变然后并网发电。但由于同步发电机在低风速时输出电压较低，无法将能量回馈至电网，因此实用的电路往往在直流侧加人一个Boost升压电路，在低速时，由升压电路先将整流器输出的直流电压提升。采用此电路可使风力发电机组运行在非常宽的调速范围。Boost电路是风力发电系统中主要用到的斩波技术，其具有输人电流连续、拓扑结构简单、效率高等特点。Boost斩波器是常用的DC/DC升压斩波器。

通过本次培训，使我在可再生能源系统中的电能变换与控制技术方面的理论知识得到了拓展和提高，在以后的工作和实践中进一步深入学习和研究，并不断在实践中加以利用，为做好本职工作打好、打实理论基础。

第五篇：黑龙江建设工程专业继续教育电气工程心得体会

黑龙江省2011专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

太阳能光伏发电系统的电能变换与控制技术

学习心得体会

通过本次2011专业技术人员继续教育知识更新培训我学习了太能光伏发电系统的电能变换与控制系统，我了解到现今太阳能巨大，即使像上海这种太阳能资源不算丰富的地区(属三类地区)，太阳每年照射在水平面上的能量也有4 600 MJ/m2左右，相当1280度电能。太阳能是一种聚变能，根据太阳的质量和爱因斯坦的质能转换理论，太阳还可以“燃烧”800亿年，相对于人类5000年历史而言，这几乎是一个天文数字的时间长度。太阳能清洁无污染，安全无毒害，是理想的可持续发展能源之一。向太阳索取电能是工业化发展到今天、大量化石能源被消耗且面临枯竭的必然趋势。太阳能光伏发电技术是人类向太阳索取电能的重要途径。

一、太阳能光伏发电系统

光伏发电技术离网系统与公共电网没有直接的联系，其规模小至几百瓦的照明电源，大至上百千瓦的独立光伏电站。它特别适用于岛屿、深山、荒漠、大草原等无电地区，也适用于城市中铺设线路困难且成本高的场所，如书报亭、岗亭、高速公路指示灯和沿途休息场所的用电等。零售的太阳能草坪灯、太阳能计算器中的电源也是该系统技术的应用。由于光伏发电技术离网系统除了太阳能外无需外界能源支持，因此，它还可用作空间站电源。

二、光伏发电技术并网系统

太阳电池发的电是直流，通过控制逆变装置变换成交流，经过相位整合后同电网的交流电合起来使用。采用这种形态的光伏发电技术系统就是光伏发电技术并网系统。光伏发电技术 并网供电形式是光伏发电技术系统技术的主流发展趋势。系统技术日益完善，系统形式也越来越多样化。目前有无蓄电池无逆流(即不向电网倒送电)系统、有蓄电池无逆流系统、有逆流系统(光伏发电技术系统剩余电力向电网输送，由电力部门回购)，随着技术进步，今后将发展微网系统、智能电网系统和全球光伏发电技术供电系统。

三、微网系统 黑龙江省2011专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

太阳辐射到地面任一点的功率密度一年四季每时每刻都在变化，是一种不稳定的供能源泉，也是太阳能光伏发电与核能发电或火力发电的不同之处。光伏发电技术系统的输出功率受气候影响，输出的电能时刻变化，与电网连接后会给电网带来不稳定。光伏发电技术 系统普及量不大时这种影响不明显，当大规模太阳能光伏发电并网输电时，供电波动问题将凸显出来，因此，必须开发把这种不稳定影响限制在最小的控制技术，如能彻底解决这一问题，则人类在电力使用方面可高枕无忧了。

微网系统是一种独立性很强的分散型电源网络，是解决上述问题的新一代电网技术。该系统是由太阳能光伏发电、风力发电、小水力发电、生物质发电、燃气发电或柴油发电、燃料电池、蓄电池组等任意组合起来，再加入计量和控制装置，自成系统，独立于大电网或间歇与大电网连接，不需要长距离输电线(电缆)和架空铁塔等大型设备，投资省，不需要大规模投资，也解决了远距离运输大型设备的成本，尤其可以解决大型发电设备运往岛屿和山区的困难。由于其自我调衡，因此，能把可再生能源发电对大电网的扰动减少到最低程度，还能改善家庭太阳能发电系统从发电、用电到蓄电的效率。它还是解决无法实施大型火力或核能发电的小国、岛国、穷困地区日常用电的最佳方案。该技术目前尚处于研究和完善阶段，但可以预期其进入实际应用将为期不远。

四、智能电网系统

智能电网的提出并非偶然，是有多种原因的，其中很重要的因素就是分散型的可再生能源(太阳能、风能、生物质能等)电力的大量应用和上网造成电网管理日益复杂和困难，且势头已不可逆转，需要改革传统的管理方式，运用现代高科技来调控和管理。作为大规模接纳可再生能源电力的电网技术必须做到对频率和电压波动的抑制，同时维持和提高电力质量，并提高电力的使用效率。其主要手段是在微网供配电技术基础上借助通信网络(移动通信、无线通信等)来把握安装有光伏发电技术系统的家庭、办公楼等用电户与发电厂之间供需电情况，进行远距离监测和控制。可以说，智能电网是利用微网技术和IT技术形成的新一代电网。据资料称，日本搞智能电网技术研究的科技人员中有70％来自于IT行业，这足以说明IT技术与智能电网技术的密切关系。发挥IT在快速准确传递信息方黑龙江省2011专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

面的技术特点，在国家一级的广大区域内实时掌控电力使用状况和发电状况，进行电力需求调整，包括对光伏发电技术电力和风电等不稳定电力进行调控。

在智能电网中，蓄电装置仍然是不可或缺的重要支柱，整个蓄电系统将包括电动车(EV)内的蓄电池。电动车的大规模应用为蓄电提供了辅助容量，很可能将来电动车会成为智能电网中蓄电系统的最有力的支持，成为能奔跑的蓄电库和紧急救援用辅助电源。目前，能适应快速充放电的高功率密度和高能量密度蓄电池仍然是一项瓶颈技术。根据日本野村证券金融经济研究所预测，2010年至2030年，日美欧在智能电网上的投资将达12500亿美元，其中蓄电系统投资占60％，足见蓄电系统在智能电网中的地位。

五、太阳能光伏并网发电系统的发展

并网光伏发电技术是当今世界光伏发电的趋势，是光伏技术步入大规模发电阶段，成为电力工业组成部分之一的重大技术步骤。与离网运行的太阳能光伏电站相比，并入大电网可以给太阳能光伏发电带来诸多好处。首先，不必考虑负载供电的稳定性和供电质量问题；其次，光伏电池可以始终运行在最大功率点处，由于大电网来接纳太阳能所发的全部电能，提高了太阳能发电的效率；再次，省略了蓄电池作为储能环节，降低了蓄电池充放电过程中的能量损失，免除了由于存在蓄电池而带来的运行与维护费用，同时也消除了处理废旧蓄电池带来的间接污染。

并网光伏发电系统一般由光伏阵列模块、逆变器和控制器三部分组成。

（一）太阳能光伏井网逆变器的发展

太阳能光伏并网逆变器是连接光伏阵列模块和电网的关键部件，它完成控制光伏阵列模块运行于最大功率点和向电网注入正弦电流两大主要任务。

早期太阳能光伏并网系统的逆变器结构采用单级无变压器、电压型全桥逆变结构。其特点是结构简单、造价低、鲁棒性强；但受限于当时开关器件水平，系统的输出功率因数只有0.6~0.7，且输出电流谐波大。随着电子开关器件的发展，开关频率高于l6kHz的高频器件，如BJT、MOSFET或IGBT等，逐渐取代了晶闸管。带工频变压器结构的光伏逆变系统。它最大优点是逆变器在低压侧，因此逆变桥可以采用高频低压器件MOSFET，从而节省了初期投资；而且由于在低压侧实现逆变器的控制，使得整个控制过程更容易实现。另外，此结构还适用于大电黑龙江省2011专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

流光伏模块。然而工频升压变压器体积大，效率低，价格也很昂贵，随着电力电子技术和微电子技术的进一步发展，这一问题采用高频升压变换得到了解决。高频升压变换能实现更高功率密度的逆变，如图1-4所示，升压变压器采用高频磁芯材料，工作频率均在20kHz以上。它体积小、重量轻，高频逆变后经过高频变压器变成高频交流电，又经高频整流滤波电路得到高压直流电(通常在300V以上)，再由工频逆变电路实现逆变。

光伏逆变器由单级到多级的发展，使电能转换级数增加，能够方便满足最大功率点跟踪和直流电压输入范围的要求；但是单级逆变器结构紧凑，元器件少，损耗更低，逆变器转换效率更高，更易控制。因此在结合两者优点的前提下，尽可能提高直流输入电压，就能提高逆变器的转换效率。

（二）太阳能光伏并网发电系统控制策略的发展

光伏发电系统实现并网运行必须满足：输出电压与电网电压同频同相同幅值，输出电流与电网电压同频同相(功率因数为1)，而且其输出还应满足电网的电能质量要求。这些都依赖于逆变器的有效控制策略。光伏并网发电系统的控制一般分为两个环节：第一个环节得到系统功率点，既光伏阵列模块工作点；第二个环节完成光伏逆变系统对电网的跟踪。同时，为保证光伏逆变器安全有效地直接工作于并网状态，系统必须具备一定的保护功能和防孤岛效应的检测与控制功能。

近几年，光伏并网系统的综合控制成为其研究发展的新趋势。基于瞬时无功理论的无功与谐波电流补偿控制使得光伏并网发电系统既可以向电网提供有功功率，又可实现电网无功和谐波电流补偿。这对逆变器跟踪电网控制的实时性、动态特性要求更高。研究适合于这类光伏发电系统的控制方法对电网电能质量的提高具有重大意义。

事实上把光伏发电技术 技术推广应用到普通家庭，发挥家用光伏发电技术系统不占地、就地发电就地使用、减少输电损失、故障就地解决的优点，将更能体现光伏发电技术技术的综合经济效益。大城市的电网四通八达，如能充分利用家用光伏发电技术系统的优点，大力推广并网型家用光伏发电技术系统，则对建设资源节约型和环境友好型社会具有极大的价值和社会效益。相信只要中国也出台绿电回购政策，有逆流光伏发电技术 系统将会得到大规模的发展。黑龙江省2011专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

从200年前的工业革命开始，人类在大规模开发利用矿物能源的过程中，既获得了电动机械、高速交通工具、成千上万种家电和霓虹闪烁的夜生活带来的享受，也饱受了煤炭石油造成的无情污染和气候变化之苦，并且每时每刻都把自己置身于切尔诺贝利核电泄露事件那样的威胁之下。到如今，连这种乐中带苦的“享受”也难以为继了，我们无法得知矿物能源枯竭的那一天何时到来，但是人类已经感觉到这种威胁的日益逼近。随着时代的进步和科技的发展，大规模利用太阳能光伏发电技术进行太阳能发电已经蓬勃兴起，也许清洁、无污染、永不枯竭的太阳能才能真正地让人类从此走上一条可持续发展之路。

提 交 人： 余晓玲

报名序号： 100102033593

专 业： 电气工程

身份证号： ***623 工作单位： 黑龙江省安装工程公司 提交日期： 2011年5月26日