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導語：在電力電子技術應用的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
關鍵詞：電力系統(tǒng)；電子設備；發(fā)電機
一、引言
電力電子技術的全面發(fā)展，使得電力電子控制理論和電力電子技術（電力電子）在下半年的20世紀出現(xiàn)于1974年，美國著名學者跨學科的把電力與電子并為一談，首次出現(xiàn)電力電子技術工程，從技術的角度來看，電力電子技術是更有效的電力控制技術。電力電子技術包括整流技術和電力電子設備的制造技術，采用逆變器、轉換器由兩個主要部分組成的設備。能夠更好的實現(xiàn)控制電源“動力”在規(guī)定電壓內，或者限制電流在更低范圍內的電流，以適應當前工作設備的類型。電力電子技術能夠非常靈活的進行組合控制，電力電子是新興的領域，具有高效率和電力電子技術的使用，這取決于電力電子技術的使用需求。它已成為現(xiàn)代不可缺少的電力電子技術。電力電子技術是電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分，當前，電力電子技術應用于電力系統(tǒng)模型，能夠成功的推廣高功率直流輸電系統(tǒng)。
二、電力電子技術的應用現(xiàn)狀
20世紀50年代后期，電力電子技術開始出現(xiàn)，并應用于越來越多的領域中去。電力電子技術的使用范圍不斷擴大，電力電子技術與可控硅功率電子設備正式使用，這是創(chuàng)造性地使用工具，這時整流電路等領域的交流轉換電路DC轉換電路出現(xiàn)。在美國誕生第一個集成電路保證電力電子技術的安全性，在1958年，電力電子技術的可靠性得到進一步的保護。創(chuàng)建智能的應用計算機技術的電力安全維護可操作系統(tǒng)，這種計算機智能自動化的操作系統(tǒng)，能夠快速有效的應用到電力系統(tǒng)的分析。
1.電力部門使用電力電子技術的現(xiàn)狀
電力電子技術被電力部門較多的使用，所以電力部門必須要進行有效的管理，管理包括復雜和多樣機械裝置的正常運行所造成電力影響，電力控制系統(tǒng)中最直接控制部分是中央系統(tǒng)。電力系統(tǒng)不同的操作特性，以及電力系統(tǒng)不同的控制裝置，能夠有效地改善電力電子的變化，主要體現(xiàn)在利用電子技術更好的改革發(fā)電行業(yè)。
（1）使用靜態(tài)能夠應用于大型發(fā)電機勵磁的控制。由于低成本的可控硅整流分流模式和出色的穩(wěn)定性，這種控制方法結構簡單，是最有效的電力系統(tǒng)公司。為控電提供技術支持，能夠高效激發(fā)出有效的控制指令，在發(fā)電過程中快速的調整電流。
（2）使用變速恒頻激發(fā)建成的風電液壓控制的有效措施。如眾所周知，為了實現(xiàn)與風力渦輪機的最大有功功率，即相關捕獲積極，風力發(fā)電效率的第三方實現(xiàn)直接的風力渦輪機發(fā)電過程最大風速，為了調整通過改變相應的不同的有效轉子激磁電流，以完成預定的目標，實現(xiàn)單元的操作就可以了，為了保持輸出頻率不變，控制未能疊加在轉子速度。它受水流量的大小和液壓單元力的效果，與力的變化率狀態(tài)一致的合適流量波動和振幅頭通過直接變速控制水電發(fā)電效率，同樣的非常準確的控制恒定目標預定，涉及變速水泵汽輪機電廠以實現(xiàn)最大化的有功功率，滿足較大的輸出頻率的目的。
（3）有效的干預措施。據(jù)有關資料統(tǒng)計，電廠內部8%表示，空氣泵的功率消耗的電能，占火電廠發(fā)電總量的63%左右的比例。而非大多數(shù)運營效率所面臨的一個大問題，通過風扇的轉速和變頻泵，大功率公司能夠有效的解決這個問題，高電壓轉換器和低電壓歷史悠久，是一個非常有效實現(xiàn)節(jié)能目標的方式。對于節(jié)能技術，當前仍處于起步階段，電力公司正在積極和國內高校研究開發(fā)節(jié)能的生產(chǎn)方法，通過設計的高容量、高電壓的逆變器已晉升。
2.電力電子促進調速技術
為了實現(xiàn)負載速度和電動工具系列電機額定空載轉速，有效降低工作條件相對較差的工作環(huán)境中使用的技術，為廣大建筑工人在操作過程中，機械設備能夠達到完全均勻使用的效果，在相同的方式下盡可能多的避免震動和噪音，能夠高效率的延長機械的壽命，電力電子控制系統(tǒng)提供了非常必要的技術支持。
3.推動電子齒輪箱技術的運用
高扭矩條件下，必要的螺栓和螺絲安裝技術人員，在低轉速因為激活的拆解過程中，螺絲起子或系列電動機扳手傳統(tǒng)，實現(xiàn)扭矩降低率完成的螺絲和螺栓生銹順利卸貨發(fā)生特別難，將卸載更困難的。為了使用電子減速齒輪系列電機負載，電壓自動上升，工人卸載更容易實現(xiàn)在同一時間減少未能實現(xiàn)高轉矩的螺絲和螺栓的安裝。
4.有效利用控制電子的扭矩
為了擰緊大螺釘和高扭矩的客觀條件，高功率，驅動程序，處理大的螺栓，在許多情況下，操作人員的操作，控制不當，鉆頭，螺絲的扭矩引起的，電子可以使用的電子扭矩控制裝置出現(xiàn)螺栓斷裂轉矩控制技術，非常巧妙的解決方案的出現(xiàn)，在同一時間，驅動扳手變速控制轉矩值，這些問題在一定范圍內的最大值以及的轉矩控制，以保護水泵的操作，操作者實現(xiàn)的組裝螺釘，增強螺栓一致性程度的重要手段。
5.電子控制技術推廣使用電動工具
電動工具，是最廣泛使用的電子設備，電力電子速度控制的系統(tǒng)技術是的第一電子技術。為了通過行駛速度設置為當前活動的所有設備中的使用技術，從本質上提高的工作質量，并提高動力工??具的使用率，能夠實現(xiàn)一個精確的操作，特別是可以滿足在不同的電動速度工具正常工作，創(chuàng)造了十分便利的條件。
6.電力電子系統(tǒng)的電流限流技術
對于電動工具的電源，通過限制起動電流控制的使用，以這個工具的動力工具的啟動速度的旅程創(chuàng)建工作為先決條件，效率非常高。該工具的主體，能夠使用磁力線的力控制，通過電樞的啟動過程中電子由一個限流電阻器組成電流限制器，每個繼電器在電流增加時，就能夠立即發(fā)現(xiàn)時，及時的切斷電源，以保證電子設備的安全使用。
7.微電腦控制技術
微電腦控制，不僅電動工具和機器內部安裝一個小的足跡，可以讓電力系統(tǒng)的單片機，??能夠有一個相對較低的價格繼續(xù)操作。高效運作，能夠實現(xiàn)工具有效應用，能夠更好的保護電子控制的全面控制，使用這種技術的最大優(yōu)勢，控制面板上的按鈕工具操作控制工作的能力，可以通過控制自動選擇。
三、結語
隨著電力電子技術的不斷進步，而信息技術水平也在不斷的提高，電力系統(tǒng)要使用和探索積極有效的信息系統(tǒng)進行控制，這一技術的廣泛應用促進了電力電子技術的發(fā)展，電力電子技術在現(xiàn)代化建設中發(fā)揮了積極的作用。
參考文獻：
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[3]徐薇.一種基于IGBT的雙管正激軟開關電源的研究與設計[D].吉林大學2010
[4]楊哲.新型軟開關的損耗分析與研究[D].天津大學2012
現(xiàn)在是科技發(fā)展的高峰期，科技的發(fā)展促進了人們對新材料的旺盛需求，新的材料和結構器件又反過來促進了電力電子技術發(fā)展，并在社會中得到廣泛的應用。在電力系統(tǒng)中，應用電力電子技術也取得了很大進展。電子電子技術是電子技術的主要內容之一，除了電力電子技術，還有信息電子技術?，F(xiàn)代電子技術主要是用電子器件進行設計的，以電子學原理為基礎，進而制造一些特定功能的電路，可以為解決實際問題提供科學的依據(jù)的一項高科技電子技術。該項技術主要應用在電力領域，主要是建立在電工原理學科、電子學等學科的理論基礎上。
2電力電子技術的發(fā)展
電力電子技術智能化的飛速發(fā)展，主要是可以將電子信息和器具的處理功能的整合，將電力電子技術的發(fā)展與電力系統(tǒng)的發(fā)展走向一體化。很多人指出：新型的微電子技術將是人類學科發(fā)展的主戰(zhàn)場，將會帶領人類走向新的智能時代。
3主要的應用
在電力系統(tǒng)中，包括發(fā)電環(huán)節(jié)在內的多種設備，是將來應用該的主要載體，使用該技術可以優(yōu)化設備的工作狀態(tài)。（1）使用先進的靜止勵磁技術的發(fā)電設備具有安全性高、結構簡單和成本廉價等優(yōu)點，其控制靜止勵磁是采用的閘管整流并自勵方式，此方式在各行業(yè)的大電力系統(tǒng)得到廣泛采用。因為勵磁機的中間慣性部分被去掉了，所以具備快速性調節(jié)性能，可以產(chǎn)生良好控制效果和充分發(fā)揮其性能。（2）水力發(fā)電主要依靠的是水流的流量和流速，使用電力電子設備，使得發(fā)電機的運轉速度隨著水流的變換而不斷的變換，提高發(fā)電效率。而風力發(fā)電是依靠的風的風速，還與發(fā)電機的發(fā)電效率有關，運用電力電子設備可以提高風機轉子的風能捕捉效率，提高風力發(fā)電的效率。風力和水力發(fā)電都是一種變速的恒頻勵磁發(fā)電。通過電力電子設備的調節(jié)使得設備的最優(yōu)轉速達到最優(yōu)的發(fā)電狀態(tài)，獲得最優(yōu)的有效功率，改變轉子的轉速獲得不同的電流頻率，獲得恒定頻率的電流。
4電力系統(tǒng)中的應用
4.1在節(jié)電方面的應用
4.1.1變負荷電動機調速運行
電動機節(jié)電主要是表現(xiàn)在兩個方面：一個是不斷的發(fā)掘設備的節(jié)電余地；二是使用最新的變負荷電動機的變速調節(jié)技術來實現(xiàn)。這兩方面的單一實現(xiàn)都不能達到最優(yōu)的節(jié)電措施，只有將它們有機的結合起來，使得設備在節(jié)電的同時有實現(xiàn)節(jié)能的變速的多重節(jié)電目標，獲得較好的經(jīng)濟指標。現(xiàn)在在礦產(chǎn)開采和加工等行業(yè)的電力系統(tǒng)中應用較為廣泛。
4.1.2減少輸送過程中的損耗和使用大功率輸電
電力設備消耗的功率有有用功率和無用功率的消耗，無功功率是確保電力的質量的重要環(huán)節(jié)，所以我們在使用的設備的無用功率較低時應該使用必要的無用功率補充設備，確保電力質量，還可以實現(xiàn)設備的功率因素的提高。
4.2在輸電環(huán)節(jié)中的應用
4.2.1通信高頻電源開關
現(xiàn)在科學的迅速發(fā)展要求信息的傳播速度快而且還要穩(wěn)定可靠，所以極大的促進通信行業(yè)的電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通信之中使用的電源開關主要是一次和二次電源開關，前者主要設備是整流器，后者為電流變換器。不同設備使用的電壓不同，集成電路的種類也多;因此，在通信供電系統(tǒng)中，從中間母線電壓，根據(jù)設備的工作電壓進行變換乘所需要的電壓，這樣可以使設備的工作效率提高，減少中間環(huán)節(jié)帶來的損耗等問題。
4.2.2電流變換器
它可以將恒定的電流轉變乘所需要的可變直流電，在地鐵列車和無軌電車無級變速的控制上該技術已經(jīng)成功的應用了，同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應的性能。使用新型的電力電子設備更換原有的效率低的變阻器，可以大幅度的降低能耗約三成以上，而且設備的工作效率很高，電壓調節(jié)平穩(wěn)，降低了電流變換時引起的巨大噪聲和波動等，不利因素都進行有效地控制和抑制，使調節(jié)和控制效果取得了明顯的進步。
4.2.3直流輸電技術
直流輸電、輕型直流輸電技術具有很多優(yōu)點：有較大的輸電容量，能靈活的進行調節(jié)和控制，并且穩(wěn)定性能極好等。同時，電壓直流輸電所具有的的獨特優(yōu)勢是：可以利用海底電纜輸電;并能進行遠距離輸電;還可以將不同頻率系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)。在上個世紀七十年代，電力電子技術正式應用在直流輸電上，起源于世界上第一個晶閘管換流器的誕生。從那往后，在生產(chǎn)實踐中所用到的直流輸電工程基本上都是用的晶閘管換流閥。
5在配電環(huán)節(jié)中的應用
目前，能否進行可靠性供電，到底如何進行加強和提高電能質量，是現(xiàn)在配電系統(tǒng)中所需要迫切解決的問題，要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾才可以使電能質量得到控制，同時還要滿足頻率和諧波以及電壓的不對稱度的要求?，F(xiàn)代控制技術和電子電力技術發(fā)展的主要領域是用戶電力配送。而且DFACTS的設備和原理及功能與FACTS比較相似，根據(jù)市場的需求，其使用范圍會逐漸廣泛，再加上電力電子器件價格越來越廉價，可以預計DFACTS設備產(chǎn)品將快速進入一個高速發(fā)展的階段。
6結論
通過以上介紹可以知道，電力系統(tǒng)是電力電子技術主要應用的一個方向。在已有研究成果的基礎上，使得該技術應用和運行投入逐漸加大。只有在不斷改善該技術應用經(jīng)濟性的情況下，才有可能在電力系統(tǒng)中大規(guī)模推廣這項技術，將會極大的推動我國電力事業(yè)的科學還管理，減少不穩(wěn)定事件的發(fā)生。
作者:王再利 單位:西安財經(jīng)學院后勤集團動力中心
參考文獻
[1]陳建業(yè)等.電力電子技術在配電網(wǎng)中的應用[J].國際電力,2001(01):28-32.
1電力電子技術
電力電子技術作為一種現(xiàn)代化技術，在電氣工程中應用，可以實現(xiàn)電力電子元器件的有效控制，大大提升電能轉化效率。電力電子器件類型多樣，其中包括高斯型軌道和閘管等，電能轉換范圍較廣，小則1W，多則千兆瓦。與此同時，作為電氣工程中的一項重要內容，電力電子技術在高素質人才培養(yǎng)方面要求更高，需要學習包括自動控制學和電子學等多學科內容。近些年來，電力電子技術不斷發(fā)展和完善，應用范圍隨之擴大，除了應用在電氣工程中，在國防和工業(yè)等領域同樣有所應用，在提高生產(chǎn)效率的同時，有效降低電能損耗，保證電氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。
2電力電子技術的優(yōu)勢剖析
在電氣工程中應用電力電子技術，其優(yōu)勢較為突出，主要表現(xiàn)在以下幾點：其一，推動電氣工程發(fā)展。電力電子技術在不斷發(fā)展和創(chuàng)新過程中，應用范圍不斷擴大，在整合資源的同時，可以有效降低電氣工程的人力、物力和財力投入，在縮短電氣系統(tǒng)運行周期同時，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益。其二，應用操作便捷。隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)增長，電能需求不斷增長，各個行業(yè)領域生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，不可避免地會產(chǎn)生電能供應矛盾。電力系統(tǒng)覆蓋面較廣，內部結構復雜，各個環(huán)節(jié)聯(lián)系較為密切，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都可能影響到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，不利于社會生產(chǎn)生活正常用電。而在電氣工程中應用電力電子技術，在優(yōu)化操作流程的同時，為電氣系統(tǒng)營造安全穩(wěn)定運行環(huán)境，切實提升電氣工程運行水平。其三，提升電氣工程性能。在電氣系統(tǒng)運行中，通過電力電子技術的應用，綜合分析影響電氣系統(tǒng)運行因素，與其他技術之間的協(xié)調控制，發(fā)現(xiàn)問題后第一時間上報和解決。通過電力電子技術應用，優(yōu)化系統(tǒng)設計，在降低電氣工程運行故障概率的同時，提升整體運行效率。因此，在電氣工程中應充分發(fā)揮電力電子技術的優(yōu)勢，對現(xiàn)有電氣工程結構優(yōu)化和完善，改善電氣工程運行性能，為電氣工程穩(wěn)定運行奠定基礎。
3電氣工程中電力電子技術應用路徑
3.1軟開關控制裝置
在電氣工程施工過程中，施工技術水平滯后，由于不合理的施工技術和設備應用，嚴重影響到電氣工程運行性能。通過系統(tǒng)開關裝置的應用，可以有效降低電容，減少變壓器元件占據(jù)的空間面積，但是高頻開關轉換會在一定程度上增加電能損耗，影響電能生產(chǎn)效率。在這個過程中，可能產(chǎn)生電磁干擾，影響到電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運行。通過軟開關控制裝置的應用，可以最大程度地降低系統(tǒng)開關裝置電能損耗，避免噪聲干擾。如果采用串聯(lián)方式將多個電路聯(lián)系在一起，則可以有效提升電力系統(tǒng)性能，有助于軟開關裝置更大范圍應用。
3.2靜止無功補償裝置
社會經(jīng)濟持續(xù)增長下，社會生產(chǎn)力水平顯著提升，對于電能需求度不斷增長，靜止無功補償裝置的應用，可以為電網(wǎng)運行穩(wěn)定性和安全性提供堅實保障，將功率變化控制在合理范圍內。靜止無功補償裝置具有較強的抗干擾性能，對沖擊性負荷無功補償，提升電力系統(tǒng)運行效率，為電力輸送系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保障。與此同時，靜止無功補償裝置的應用，有助于提升電力系統(tǒng)的運行性能和功率因數(shù)，最大程度地降低電力系統(tǒng)功率損害，減少不良干擾，保證電網(wǎng)輸電壓安全穩(wěn)定性。當前靜止無功補償裝置包括晶閘管投切電容器、靜止同步補償器、晶閘管控制電抗器和可控串聯(lián)補償裝置等。靜止同步補償器與電網(wǎng)并聯(lián)在一起，輸出電壓調節(jié)來吸收無功電流，滿足無功補償需要。晶閘管投切電容器自身具有無機磨損和快速響應的優(yōu)勢，具有良好的無功補償效果，最大程度地降低對電網(wǎng)的沖擊電流?？煽卮?lián)補償裝置的應用，電容器和電控器并聯(lián)在一起，調節(jié)電抗器電流，可以有效提升補償裝置基頻等效電抗特性。
3.3有源電力濾波器
有源電力濾波器的應用，適用于動態(tài)抑制諧波需要，將電力裝置劃分為補償電流發(fā)生電路和指令電流檢測電路兩部分。根據(jù)相應指令電流檢測電路，可以將諧波電流分量和基波分量電流分離開，發(fā)揮反極性作用來抵消負載電力，電網(wǎng)最后僅存基波電流。與此同時，源電力諧波器是由PWM逆變器構成的，盡管結構較為復雜，但是具有多樣補償和動態(tài)相應特點，改善電網(wǎng)組抗力和功率補償不良影響，最大程度地抑制諧波電流的出現(xiàn)。
3.4高壓直流輸電技術
高壓直流輸電技術是借助電子換流器來轉變輸出電流，轉換為直流電，將直流電傳輸?shù)礁鱾€受電端，并借助電子換流器轉化為交流電，輸送到千家萬戶。在高壓直流輸電過程中，傳輸功率高于直流電，傳輸過程中具有較強的穩(wěn)定性和安全性，對于輸電線路的要求不高，受到相關工作者的高度關注和重視。需要注意的是，高壓直流輸電技術輸電過程在保證線路安全穩(wěn)定運行的同時，最大程度地降低電能損耗，滿足不同額定頻率電網(wǎng)聯(lián)結需要。從當前電氣工程中高壓直流輸電技術的應用情況來看，多為直流聯(lián)絡線。
3.5電路保護裝置
電路保護裝置同樣是電力電子技術中的重要組成部分，在電氣工程中應用，可以有效避免電路裝置損壞和電能損耗。如果電路出現(xiàn)故障問題，依托于快速熔斷器或電流繼電器等電路保護裝置，可以為電路裝置起到保護作用，最大程度地減少故障問題和損壞程度。隨著電力工程的發(fā)展，傳統(tǒng)電路保護裝置暴露出一系列弊端和不足，電路保護作用缺失?；诖?，應該充分發(fā)揮電力電子技術優(yōu)勢，通過檢測裝置來反饋電路運行情況，如果出現(xiàn)過電流、過電壓故障，可以第一時間斷電，保護電子元件安全。此外，在配電系統(tǒng)中應用電力電子技術，可以實現(xiàn)配電系統(tǒng)的實時監(jiān)管和控制，促使工作人員制定規(guī)范化措施，避免由于不必要的失誤影響到配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，使功率改變技術得到完善與健全，電子電力技術更加廣泛的應用于電氣工程中，成為了電氣工程與其專業(yè)的技術基礎，對于生產(chǎn)電能與儲存電能具有普遍應用，對于電氣工程的效率也有明顯的提高，電子電力能夠帶動電氣工程發(fā)展，本文通過分析電子電力目前技術現(xiàn)狀，結合其應用意義，對電子電氣技術在電氣中的應用情況進行研究，以供參考。
關鍵詞：
電氣工程；電子電子技術;應用
0引言
高速發(fā)展的社會經(jīng)濟是源于科學技術的進步，科學引領著社會發(fā)展腳步的進程，在各個領域中，電子技術科技都在以其強大的應用能力得到社會的重視，尤其是電氣工程，電氣工程能夠發(fā)展至今，離不開電力電子技術的支持，本文對電力電子技術進行深入研究并對其在電氣工程中的應用情況作出分析。
1電力電子技術的概述及發(fā)展
1.1電子電力技術概述
電子電力技術有三個領域，分別為電子、電力與控制，它是利用電子技術控制電能變化。技術特點是強電力被弱電子控制。該技術目前被廣泛應用于各大領域，對于國防與能源、工業(yè)和農業(yè)甚至交通方面都有極大的貢獻，在電氣工程中對于電子電力技術的應用也在不斷深入，對于提高發(fā)電機和電動機對于電能的利用、生產(chǎn)及轉換等方面電能效率發(fā)揮著巨大的作用，還可以提高生產(chǎn)率、節(jié)約能源。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全是工作中重點關注因素，電子電力技術可以對穩(wěn)定性和安全性進行增強，使理想中靈活可控的電力系統(tǒng)工作模式成為現(xiàn)實[1]。
1.2電子電力技術發(fā)展
電子電力技術的發(fā)展包括器件制造的發(fā)展與應用電路對于電子電路的發(fā)展，這兩個方面共同構成了電子電力技術的發(fā)展軌跡。電子電力技術由最初的半控型部件逐漸發(fā)展為全控型，隨著不斷進步最終發(fā)展到復合型，在這一過程中，電子電力技術的驅動與控制、防護電路與功率部件完成了一體化，形成先進的功率集成化電力，盡管目前技術水平還無法使功率達到最高，但是電子電力技術仍有超大的發(fā)展空間，科技的進步指日可待。
2電力電子技術的應用意義
2.1適合系統(tǒng)操作
電子電力技術的操作與傳統(tǒng)電氣技術相比，有更加方便的優(yōu)勢，傳統(tǒng)操作空間相對狹窄造成操作十分困難，對于工作進程起到了阻礙，影響工作效率，電子電力技術的出現(xiàn)使工作人員的效率得到了顯著提高，簡單的操作方式與開闊的空間減小了工作壓力的同時也避免了過多的操作失誤，電氣的運行故障也不再頻繁出現(xiàn)。
2.2性能較好
因其極具科學性的技術構造使電子電力技術的性能十分穩(wěn)定與良好，它的優(yōu)越性造就了業(yè)界良好口碑，在電氣工程乃至社會各領域都得到廣泛應用于認可，為適應社會的發(fā)展使電氣工程的進步得到推動，電子電力科技在其中的應用的必不可少的。
3電子電力技術在電氣工程中的應用
3.1靜止無功補償裝置
這個裝置可以通過無功補償沖擊性負荷達到穩(wěn)定電網(wǎng)的效果，因功率加大使多數(shù)電網(wǎng)變化頻繁，此項裝置對電能質量提供了保證，晶匣管控制電抗器、靜止同步補償器、晶匣管投切電容器與可控串聯(lián)補償裝置共同構成了靜止無功補償裝置。其中晶匣管由一個電抗器與兩個反向并聯(lián)晶匣管串聯(lián)組成，電抗器電流的大小可以通過晶匣管而得到控制，晶匣管能夠改變觸發(fā)延遲角進而控制電流。這樣就可以連續(xù)調節(jié)電抗器的基波無功功率，晶匣管可以通過控制支路使三相交流調壓電流得到控制與聯(lián)接。晶匣管投切電容器結構為單相，電網(wǎng)投入到電容器時會出現(xiàn)沖擊電流，小電感可以抑制沖擊電流，無機磨損、平滑投切、響應快速與高效的綜合補償?shù)榷际蔷还芡肚腥萜鞯膬?yōu)點。靜止同步補償器能夠實現(xiàn)動態(tài)無功補償，裝置為它的電力半導體的橋式變流器。其優(yōu)點為調節(jié)速度快，運行范圍廣等。其中的PWM技術與多重化對含量低的電流諧波進行補償。工作原理是并聯(lián)自換相橋式電流與電網(wǎng)的方式吸收或發(fā)出無功電流通過輸出電壓調節(jié)實現(xiàn)動態(tài)無功補償?？煽卮?lián)補償裝置，由晶匣管控制電控器，電控器與電容器的聯(lián)接方式為并聯(lián)，晶匣管改變電抗器的電流是通過調節(jié)導通角實現(xiàn)的，使補償裝置基頻等效電抗變化，可控串聯(lián)補償裝置能夠對參數(shù)進行補償，還能夠改善系統(tǒng)阻尼的狀況，可以通過對環(huán)境進行控制的方式，有效抑制低頻振蕩，提高系統(tǒng)的暫態(tài)與靜態(tài)的穩(wěn)定性[2]。
3.2有源電力濾波器
其原理是檢測補償對象，獲得等分量諧波電流，通過產(chǎn)生一個與諧波相等但極性相反的電流分量對諧波電流進行抵消，使電網(wǎng)電流無諧波電流只?；娏?，理論基礎為瞬時無功功率這一理論，有源電力濾波器的優(yōu)點是多樣化的補償功能和非?？斓膭討B(tài)響應速度，這種優(yōu)點使電網(wǎng)阻抗影響減小，因此研究諧波電流抑制發(fā)現(xiàn)前景十分可觀。有源電力濾波由兩部分構成，為別為指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路，其中指令電流運算電路可以檢測補償電流，從檢測結果中得到無功電流與電網(wǎng)中諧波電流的等分量，檢測結果還可以在發(fā)生電路中通過電流產(chǎn)生實際的補償[3]。
3.3高壓直流輸電技術
高壓直流輸電技術，它的功能主要是通過在換流器的工作下使輸出的交流電變成轉化后的直流電，并且將直流電輸送給受電端，受電端將直流電逆變，結果形成交流電以供用戶接受使用，高壓直流輸電的優(yōu)點是線路造價低于輸送功率大，并且很容易控制，對于距離長，容量大的高壓電能夠發(fā)揮其優(yōu)勢，而且成本與損耗都較小，穩(wěn)定性卻很強。
4結束語
要深入的了解電子電力技術才能確保其在電氣工程中的應用效果，目前電子電力技術的應用領域還僅在機電能力與電力系統(tǒng)兩大方面，還需對其進行不斷探索，使電子電力技術在電氣工程中發(fā)揮更多優(yōu)勢，得到更多的應用為社會的發(fā)展做出貢獻。
作者：胡欣然 張海濤 劉洋 單位：安徽理工大學
參考文獻：
[1]樊清山.電力電子技術在電氣工程中的應用[J].電子技術與軟件工程,2014(12):197.
1.1電力電子技術的重要性分析
隨著我國的科技不斷進步，電力電子技術的重要性也愈來愈得到了顯著體現(xiàn)，電力電子技術能夠對電能的使用加以優(yōu)化，在其作用下可以將電能的應用得以高效節(jié)約，這樣就能夠對電能的使用達到優(yōu)化的目標。另外就是對傳統(tǒng)相關產(chǎn)業(yè)和機電一體化發(fā)展有著改造作用，再者就是電力電子技術的智能化可將信息化和功率處理進行統(tǒng)一，進而將微電子技術與之相結合，推動電子技術的改革發(fā)展。
1.2電力電子技術的發(fā)展分析
電力電子技術的發(fā)展經(jīng)過了幾個重要階段，首先就是在20世紀50年代末時，第一個晶閘管問世，在這一階段屬于晶閘管整流時代。大功率的工業(yè)用電通過工頻交流發(fā)電機來提供，在實際的應用過程當中，大約有百分之二十電能是通過直流形式進行消費的，到了60年代及70年代，大功率硅整流管與晶閘管的開發(fā)應用比較迅速，這一階段就是電力電子技術的晶閘管時期。從70年代開始，在自關斷器件發(fā)展中就是的電力電子技術進入到了逆變時代，在這一時期由于能源危機就讓交流電機變頻調速因節(jié)能效果明顯而有了很大程度上的發(fā)展，雖然已經(jīng)實現(xiàn)了逆變以及整流，但在作的頻率方面還不高。到了80年代，集成電路技術開始從大規(guī)模和超大規(guī)模的方向得到了迅猛發(fā)展，一些以MOSFET和IGBT作為代表的大電流以及高頻和高壓功率的半導體復合器出現(xiàn)以來，電力電子技術在這一階段已經(jīng)進入到了發(fā)展的重要時期，多樣化的新型器件都已經(jīng)應用在了電路技術當中，同時向著復合化和模塊化的方向進行發(fā)展，在性能上更加的完善可靠，為用電的設備高效節(jié)能等提供了重要基礎。
2電力電子技術在現(xiàn)階段的實際應用探究
2.1電力電子技術在交通運輸中的實際應用
在我國的電力電子技術得到了迅速發(fā)展過程中，已經(jīng)在諸多的領域有了應用，其中在電氣化的鐵道交通當中就對電力電子技術有了廣泛應用，在電氣機車當中的直流機車就是對整流裝置進行的應用，而交流機車方面就是對變頻裝置進行的應用。另外，在磁懸浮列車當中的電力電子技術的應用比較關鍵，有著諸多的地方需要電力電子技術的支持才能夠使得磁懸浮列車得以順利的運行，不僅在牽引電機傳動方面，在各種的輔助電源方面也需要這一技術的支持。而在電動汽車的電機方面也是需要電子裝置對電力進行轉換才能夠起到控制驅動的作用。在船舶以及飛機等對電源的使用也有著很大的不同，所以在對電力電子技術的應用上也比較的關鍵。
2.2電力電子技術在家用電器中的實際應用
電力電子技術在人們日常生活中的家用電器方面的應用也比較的廣泛，這對人們的生活提供了很大的方便，其中洗衣機是生活中常用的家用電器，在電力電子技術的應用下能夠代替人工工作，只需要將衣服放進洗衣機按下按鈕，就能夠通過電力電子技術的功能支持完成整整個洗衣的過程。還有就是在廚房洗碗機家用電器的電力電子技術的應用上和洗衣機的原理類似，在空調器的電力電子技術的應用上能夠起到節(jié)能作用，實踐證明能夠節(jié)約30%的電能，而電頻熒光燈在工作效率上要比普通的能的效率高很多。
2.3電力節(jié)能中的電力電子技術的實際應用
在我國的經(jīng)濟得到迅速發(fā)展的過程中，也在能源的消耗上付出了很大的代價，尤其是在電力能源的消耗上比較嚴重。當前的工業(yè)和電力的結合已經(jīng)成了發(fā)展的必需條件，所以在電力能源的消耗上逐漸的增加，主要就是由于電力能源而對穩(wěn)定以及利用率高等諸多優(yōu)點。從我國整體的工業(yè)發(fā)展情況來看，在工業(yè)的用電方面還存在著一些不合理的情況，尤其是在用電的效率上得不到有效提高，從而造成了嚴重浪費的現(xiàn)象，在當前的可持續(xù)發(fā)展理念深化背景下節(jié)約電力能源是可持續(xù)發(fā)展理念實踐的一個內容，通過對電力電子技術的實際應用能夠有效的將電源的消耗程度有效的降低，在電力電子技術的作用下，能夠對電力設備得到性能上的優(yōu)化以及節(jié)約原材料的使用，這樣就能夠最大化的對電力能源進行節(jié)約。
2.4電力電子技術在發(fā)電環(huán)節(jié)中的實際應用
隨著我國對新能源的開發(fā)利用，例如風力發(fā)電以及水力發(fā)電等，這其中就涉及到發(fā)電機的電流頻率的變換，水力發(fā)電功率要取決于水頭壓力以及流量，而這對機組的最佳轉速變化也會產(chǎn)生影響，為能夠將最大的有效功率得以實現(xiàn)，就需要通過調整轉子勵磁電流頻率促進機組的變速運行。另外在大型的發(fā)電機相對靜止勵磁控制方面正是采用的晶閘管整流自并勵的方式，省去了勵磁機中間的慣性環(huán)節(jié)。
3結語
【關鍵詞】 電力電子;應用;趨勢
一、電力電子技術應用概況
1.用電領域中的電力電子技術。(1)電動機的優(yōu)化運行。全世界的用電量中約有60%左右是通過電動機來消耗的。采用計算機―電力電子技術結合的智能變頻控制技術,使電動機經(jīng)常處于高效狀態(tài),可以節(jié)約大量電能,具有巨大的效益。(2)高能量密度的電源應用。電化學電源廣泛應用在作為國民經(jīng)濟的銅、鋁、鋅、鎳等有色金屬以及氯堿等電解產(chǎn)業(yè)中;體積小、重量輕、效率高的各種開關電源應用也是十分廣泛;新世紀中,隨著電力電子技術的發(fā)展,變頻電源應用也日益廣泛;還有不間斷電源(UPS)、穩(wěn)壓穩(wěn)流電源、高精度潔凈電源等特種電源,采用電力電子技術后,各方面指標均大大改善。
2.信息領域中的電力電子技術。電力電子技術為信息技術提供先進的電源和運動控制系統(tǒng),日益成為信息產(chǎn)品中不可缺少的一部分。在信息產(chǎn)品的主電路中,正在用MOS場效應管取代雙極晶體管來完成各種變換,其用量越來越多。FAX機、計算機、VCD、DVD等許多整機中都裝備著多種電動機。尤其在各種打印機中,離開對電動機運動的高精度控制,其打印效果是不可想象。信息產(chǎn)品和其他產(chǎn)品中用VDMOS、IGBT做無觸點開關的市場更大,程控交換機的每條線都至少用1個VDMOS管。為此,我國目前每年要進口幾千萬只。
3.發(fā)電領域中的電力電子技術。(1)發(fā)電機的直流勵磁。常規(guī)發(fā)電機中勵磁的建立已經(jīng)由傳統(tǒng)的直流磁勵機轉變?yōu)橛芍蓄l交流勵磁機加電力電子整流的方法,并已取得良好的經(jīng)濟效益,可靠性較高。(2)水輪發(fā)電機的變頻勵磁。發(fā)電頻率取決于發(fā)電機的轉速,采用了電力電子技術后,將水輪發(fā)電機直流勵磁轉變?yōu)榈皖l交流變頻勵磁。當水流量減少時,提高勵磁頻率,可以把發(fā)電頻率補償?shù)筋~定,延長水輪發(fā)電機的發(fā)電周期,解決了水力發(fā)電中發(fā)電機工作時間受季節(jié)性水流量影響而導致的頻率無法調節(jié)、浪費較多水能的問題。這對大型水力發(fā)電設施來說,可帶來巨大的經(jīng)濟效益。(3)環(huán)保型能源發(fā)電。利用太陽能、風能、潮汐能、地熱能等新能源發(fā)電,是解決一次能源危機(煤、石油、天然氣等石化類能源日趨匱乏)的重要途徑,它們是可再生的綠色能源。這些能源轉換的電能,其電壓、頻率難免波動,無法并網(wǎng)應用,只有通過電力電子變換裝置,才能使這些波動的電能以恒壓恒頻方式輸出,實現(xiàn)這些新能源的實用化。
4.儲能領域中的電力電子技術。(1)蓄電池與電容器組儲能。把夜間電網(wǎng)提供的多余交流電整流成直流電,儲存在建筑物地下室內的“蓄電池―電容器組”;白天,再把這些儲存的電能逆變成交流電供給整個建筑物內的用電,已經(jīng)成為某些地方的時尚。(2)抽水儲能發(fā)電。白天,水庫泄水發(fā)電;晚間,利用多余的電網(wǎng)電能使發(fā)電機轉變成電動機運行,驅動水泵把下游水庫的水抽進上游水庫,增加上游水庫蓄水,使白天可以更多地發(fā)電,這種電能量變換過程效率較低。(3)超導線圈的磁場儲能。在超導體線圈中,數(shù)十萬安培的直流電流在其中流動是不會損耗的,這種儲能器體積小,轉換效率高。當前還沒有妥善解決如何實現(xiàn)交流電能同該低電壓超大電流的直流電能的互相轉換的問題。
二、電力電子器件發(fā)展趨勢
縱觀幾十年的發(fā)展歷史,半導體器件起到了推動電子技術發(fā)展的作用,晶閘管等電力半導體器件扮演了電力電子發(fā)展中的主要角色。進入70年代,半控型晶閘管開始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,隨著電力電子技術理論研究和半導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,開始向大容量高頻率、響應快、低損耗方向發(fā)展,這又是一個飛躍。步入90年代后,電力電子器件正朝著復雜化、模塊化、智能化、功率集成的方向發(fā)展,以此形成了電力電子技術的理論研究、器件開發(fā)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(fā)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(chǎn)品推出。國產(chǎn)電力半導體器件研發(fā)生產(chǎn)能力還落后于世界電力電子器件的發(fā)展水平,在新世紀國際電力電子崛起之時,中國電力半導體器件的落后狀態(tài)將會影響中國經(jīng)濟的發(fā)展,國產(chǎn)電力半導體器件產(chǎn)業(yè)任重而道遠。
電力電子技術是智力、信息、知識密集型技術,也是我國經(jīng)濟與社會可持續(xù)發(fā)展項目之一,對促進國民經(jīng)濟發(fā)展,特別是電子工業(yè)發(fā)展極具價值。從發(fā)展前景看,以電力半導體器件及“變頻技術”為核心的電力電子行業(yè),在國家政策的強持下將會走向更加輝煌的明天。
參考文獻
關鍵詞：電力電子；技術；應用
隨著經(jīng)濟技術水平的不斷提高，電能的應用已經(jīng)普及到社會生產(chǎn)和生活的方方面面，現(xiàn)代電力電子技術無論對傳統(tǒng)工業(yè)的改造還是對高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都有著至關重要的作用，它涉及的應用領域包括國民經(jīng)濟的各個工業(yè)部門，將成為21世紀的重要關鍵技術之一。
一、電力電子技術的應用
1、電氣節(jié)能的應用
節(jié)能是當前社會發(fā)展的必然趨勢。電氣節(jié)能主要包括變頻調速、電能質量控制、有源濾波等，當前階段，在電氣節(jié)能的應用中又以變頻調速為主要研究內容。電機變頻調速節(jié)能是當前工業(yè)節(jié)能發(fā)展的一個主要途徑，在未來的發(fā)展時期，三大發(fā)展因素將會進一步促進電機變頻調速行業(yè)的快速發(fā)展：一是變頻器產(chǎn)品日趨成熟，應用范圍越來越廣，技術越來越新，企業(yè)投資產(chǎn)品的成本將會越來越低；二是電機變頻調速節(jié)能的效果非常明顯，具有廣泛的社會效益，這樣能夠更好的調動企業(yè)生產(chǎn)的積極性；三是國家對重點耗能企業(yè)也會采取一系列措施，發(fā)展電氣節(jié)能能夠有效的降低企業(yè)能源消耗，減少資源浪費，為社會創(chuàng)造財富。
2、新能源發(fā)電的應用
當前，社會發(fā)展的速度越來越快，人們消耗的資源也越來越多，全球范圍內的石油儲量、煤炭資源總量逐步在減少。在傳統(tǒng)能源逐步減少的同時，生態(tài)平衡也受到嚴重的破壞，環(huán)境污染日益嚴重。因此，新能源在未來的一段時期有很大的發(fā)展前景?，F(xiàn)在通過新能源發(fā)電的方法越來越多，比如通過地面太陽能發(fā)電、風電等，其中太陽能光伏發(fā)電在上海世博會上被充分利用，這對于新能源的開發(fā)有很好的借鑒意義。上海世博會的太陽能發(fā)電項目不僅是我國當前規(guī)模最大、采用技術最多的項目，同時也是世博會歷史上新能源發(fā)電技術的最大規(guī)模應用，可以說，新能源的世界已經(jīng)離我們越來越近。新能源發(fā)電中的電力電子技術應用特點主要有：新能源在供給過程中能源供給隨機性較大，比如風能、太陽能等都會隨著天氣的變化而變化，并對電網(wǎng)發(fā)電的要求比較高，在新興的能源使用中，可以充分考慮海洋能等隨意性不大的資源。
3、電力牽引的應用
電力牽引是利用電能為動力的軌道運輸牽引動力形式。它是以電力系統(tǒng)或發(fā)電廠為電源，通過牽引變電所使電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過降壓、變頻成交流電源，由接觸網(wǎng)向電力機車、動車組供電。比如電力機車或動車的牽引電動機將電能充分轉換為機械能，驅動鐵路列車運行，這給人們的生活提供了極大的方便。但電力牽引也存在一些不足，主要表現(xiàn)在增加了供電系統(tǒng)裝置，使其一次性投資比其他牽引動力形式要高些，同時，電力機車在運行時，會產(chǎn)生高次諧波和負序電流，諧波的存在和高壓接觸網(wǎng)及其回流網(wǎng)的不對稱，對沿線不平行接近的電信線路將產(chǎn)生干擾電壓，對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行有一定的影響，對通信質量和人身安全也存在一定的影響。因此，需要采取有效措施進行防護和限制，要在以后的發(fā)展過程中不斷改進技術，通過新技術來改進電力牽引的缺點，使其達到合理，為社會發(fā)展貢獻力量。
4、智能電網(wǎng)的應用
智能電網(wǎng)，就是將電網(wǎng)進行智能化改造，它是建立在集成的高速雙向通信網(wǎng)絡的基礎之上的，在運行的過程中，通過先進的傳感和測量技術、控制技術以及先進的決策管理體系的應用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠運輸、實現(xiàn)經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。從更高的層次來講，當前社會發(fā)展的電網(wǎng)變得比以往更大、更安全及更高能效，但其智能化程度仍舊較低，因此，其在未來的發(fā)展過程中有很好的發(fā)展前景。智能電網(wǎng)的核心就是智能電表。通過借助智能電表，電力事業(yè)機構能夠知道用戶在任意時間所使用的電能，便于他們根據(jù)用戶的個性化需求提供針對性的服務，不斷的滿足社會的需求。
5、在工業(yè)中廣泛應用
工業(yè)中大量應用各種交直流電動機。直流電動機有良好的凋速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術的迅速發(fā)展。使得交流電機的調速性能可與直流電機相媲美，交流調速技術大量應用并占據(jù)主導地位。大至數(shù)千Kw的各種軋鋼機，小到幾百W的數(shù)控機床的伺服電機，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交直流調速技術。一些對調速性能要求不高的大型鼓風機等近年來也采用了變頻裝置，以達到節(jié)能的目的。還有些不調速的電機為了避免起動時的電流沖擊而采用了軟起動裝置，這種軟起動裝置也是電力電子裝置。電化學工業(yè)大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術還大量用于冶金工業(yè)中的高頻、中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。
6、在交通運輸中的應用
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術。電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術更是一項關鍵技術。除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術。電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅動并擰制。飛機、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術。如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術。以前的電梯大都采用直流調速系統(tǒng)，而近年來交流變頻調速已成為主流。
7、計算機高效率綠色電源
高速發(fā)展的計算機技術帶領人類進入了信息社會，同時也促進了電源技術的迅速發(fā)展。八十年代，計算機全面采用了開關電源，率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進入了電子、電器設備領域。隨著計算機技術的發(fā)展，人們提出綠色電腦和綠色電源的概念。綠色電腦泛指對環(huán)境無害的個人電腦和相關產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源，根據(jù)美國環(huán)境保護署 “能源之星”計劃規(guī)定，桌上型個人電腦或相關的設備，在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦，就符合綠色電腦的要求，提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言，電源自身要消耗50瓦的能源。
二、電力電子技術發(fā)展趨勢及應用前景
電力電子技術已進入高頻化、標準模塊化、集成化和智能時代。理論和實驗證明電氣產(chǎn)品的體積與質量反比于供電頻率的平方根，頻率提高對其設備的制造省材，運行節(jié)能和系統(tǒng)性能改善意義十分深遠。電力電子器件高頻化是其創(chuàng)新的主導方向，硬件結構的標準模塊是器件發(fā)展的必然趨勢。目前先進模塊已和包括開關元件和與其反向并聯(lián)的續(xù)流二極管及驅動保護電路多個單元且均以器件標準化和產(chǎn)品系列化，其一致性與可靠性達到極高水平。現(xiàn)代電力電子技術是開關電源技術發(fā)展的基礎。電力電子及開關電源技術因應用需求不斷向前發(fā)展，新技術的出現(xiàn)又會使許多應用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會開拓更多更新的應用領域。開關電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實現(xiàn)，將標志著這些技術的成熟，實現(xiàn)高效率用電和高品質用電相結合。開關電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨。
結語
電力電子技術隨著新元器件的研發(fā)及現(xiàn)代計算機、控制技術的迅速發(fā)展而應用領域更加廣泛，應用性能更加完善可靠，并引起了電力系統(tǒng)的重大變革，新的大功率電力電子器件的研發(fā)和應用將成為21世紀電力研究的前沿，必將為人類社會的發(fā)展與進步作出更大的貢獻。■
參考文獻
【關鍵詞】電力電子技術；電子系統(tǒng)；應用及發(fā)展
電力電子技術是計算技術在電力系統(tǒng)中的具體實現(xiàn)，隨著電力系統(tǒng)計算機化和信息化的水平不斷提高，電力電子技術在電力系統(tǒng)中的作用也越發(fā)明顯。簡單的說，電力電子技術就是通過計算機技術將強電和弱電進行有效的組合，它是計算機應用技術、電子技術、電路技術還有電力控制技術為一體的服務性的技術。筆者就電力電子技術在我國電力系統(tǒng)中的應用和發(fā)展進行了重點闡述，說明電力電子技術在電力系統(tǒng)中的重要性。
一、電力電子技術的發(fā)展
1.電力電子技術的產(chǎn)生
電力電子技術的產(chǎn)生要追溯到上世紀50年代時期，電力電子技術的產(chǎn)生是以晶閘管的問世為里程碑的。作為現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的重要傳動技術，電力電子技術在晶閘管的基礎上可發(fā)出了可控硅整流裝置，可控硅整流裝置的問世，代表了電力系統(tǒng)傳動技術的一次巨大的跨越。從此以后，電能的變換和控制正式步入了電力電子器件構成的變流器時代。所以說，電力電子技術的產(chǎn)生是以可控硅整流裝置為標志的。
2.電力電子器件的發(fā)展
電力電子技術產(chǎn)生自以后在電力系統(tǒng)中有了十足的發(fā)展。第一代的電力電子器件主要以電力二極管和晶閘管為代表。第一代電力電子器件的特點是體積小、耗能低。在電力電子技術產(chǎn)生以后其迅速的取代了原有電力系統(tǒng)中的老式汞弧整流器，為電力電子技術的推廣和發(fā)展奠定了良好的基礎。同時，電力二極管對于電路系統(tǒng)中電路性能的改善作用十分明顯，它在降低電路損耗和提高電源使用率方面也各有建樹。
電力電子技術發(fā)展到現(xiàn)在，整流二極管的種類各式各樣，功能也各不相同。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，第二代電力電子器件在上世紀79年代產(chǎn)生，第二代電子電力器件的特點是具有自動關斷能力（例如可關斷晶閘管和靜電感應晶體管等）。第二代全自動可控型的電力電子器件較第一代晶閘管相比，開關速度有了明顯的提升，可以用于開關頻率較高的電路中。
第三代電力電子器件的產(chǎn)生是在上世紀末90年代，隨著電力系統(tǒng)的不斷建設和發(fā)展，電力電子裝置的結構和體積得到了進一步的改良，第三代電力器件的體積更小，結構也更為緊湊。并且出現(xiàn)了將幾種電力器件相結合的電子模塊形式，為電力器件的發(fā)展和使用創(chuàng)造了很大的方便。后來，又在集成模塊的基礎上，把應用于控制電力技術中的多中國電力器件相組合，構成了集成電路。功率集成電路的出現(xiàn)，標示著電力電子技術邁向了高頻化和標準模塊化以及集成化和智能化的新時代。
電力電子技術的產(chǎn)生至現(xiàn)在，以電力電子器件的變革為歷程，經(jīng)歷了以上三個階段。目前，電力電子技術正向著以高頻技術處理問題為主的現(xiàn)代電力電子技術方向發(fā)展。在實現(xiàn)高頻技術的基礎上，更增加了節(jié)能、環(huán)保、自動化、自能化等特點。
二、電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用
1.電力電子技術在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用
電力電子技術在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用，主要體現(xiàn)在發(fā)電機組的勵磁控制和變頻調速上。在我國范圍內乃至全球范圍內的各個大型電廠發(fā)電機組中，運用的最為普遍的就是靜止勵磁系統(tǒng)，電力電子技術的發(fā)展，使電子技術取代了勵磁控制中的勵磁機環(huán)節(jié)，使靜止勵磁實現(xiàn)了簡單的控制構造和高性能低成本的運作。同時由于電子技術代替了勵磁機的環(huán)節(jié)，使靜止勵磁能夠對自身進行迅速有效的調節(jié)，提高電力系統(tǒng)的運作效率。
其次，電子技術也普遍應用在電廠發(fā)電機組的變速恒頻勵磁上。由于在水力發(fā)電中，水源頭的壓力和單位時間內水力的流動量對水力發(fā)電的效率產(chǎn)生著影響，水力發(fā)電機組的運轉速度也在隨著水力的壓力和流動量不斷變化。同樣的道理也發(fā)生在風力發(fā)電和活力發(fā)電當中。因此，對發(fā)電機組轉動的勵磁電流頻率進行調整，使發(fā)電機組的電流頻率同轉速通過電子技術達到一致，保證發(fā)電機組實現(xiàn)最大功效的運作，變速恒頻勵磁技術就是其中的代表。
同時，電子技術也應用于電廠的風機水泵的變頻調速上和太陽能發(fā)電控制機組的控制系統(tǒng)中。在電廠的電力生產(chǎn)過程中，由于發(fā)動機組等設備對于發(fā)電量的損耗相對較大，考慮電力生產(chǎn)中節(jié)約能源的要求。在高壓電和低壓電的轉換過程中，使用風機水泵變頻機替代原有的變頻器，改變電能轉換過程中耗能大效率低的問題。這一技術還在不斷完善和摸索中，還需要電力研究工作者不斷的努力和創(chuàng)新。
而在太陽能發(fā)電的控制系統(tǒng)中，電子技術的作用尤為突出，太陽能作為21世紀被廣泛重視的新型能源，發(fā)展太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)是整個國家乃至全世界的戰(zhàn)略目標。然而由于太陽能發(fā)電本身的功率過大，在使用太陽能發(fā)電機組發(fā)電的時候，需要將生產(chǎn)出來的電能進行轉換，這個時候就需要大功率的電流轉換器。而電子技術能夠很好的解決這一問題。
2.電力電子技術在輸電線路中的應用
電力電子技術在輸電線路中的應用主要體現(xiàn)在柔流電技術、高壓直流電技術以及靜止無功補償器等上。
（1）柔流輸電技術
柔流輸電技術（FACTS）產(chǎn)生于上世紀的80年代，主要以柔性的交流輸電設備為表現(xiàn)方式廣泛應用于輸電線路中。在電力的輸送過程中，由于傳統(tǒng)電力功率的控制方法過于粗糙，無法實現(xiàn)在輸電過程中對于電能的調整，使輸電過程中產(chǎn)生大量的電力損耗和高昂的輸送成本。而柔流輸電技術的主要內容是在輸電線路的重要部位使用電力電子控制裝置，對輸電系統(tǒng)中的各項參數(shù)進行適時的控制，以實現(xiàn)輸送過程中電能功率的合理分配，降低書店過程中的輸送成本和電能消耗，大幅度的提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
（2）高壓直流輸電技術
高壓直流輸電技術在輸電系統(tǒng)中的主要實現(xiàn)是以晶閘管為代表的。晶閘管是電力電子技術發(fā)展的一個重要發(fā)明，自從晶閘管產(chǎn)生并被嘗試應用于直流電的輸電系統(tǒng)上，晶閘管換流閥就一直應用于輸電系統(tǒng)中的直流電輸送中。在這之后又出現(xiàn)了具有可操作的電力輸送控制器，例如GTO、IGBT等等，可操作的電力系統(tǒng)輸送設備為電流的轉換過程減少了交直轉換變壓器的使用，為電廠的電能生產(chǎn)減少了生產(chǎn)成本，加強了電流交換設備在電力系統(tǒng)中的競爭力。
（3）靜止無功補償器
靜止無功補償器（SVC）在上世紀70年代被廣泛使用電力系統(tǒng)之中，靜止無功補償器在電力系統(tǒng)中被廣泛應用于負荷補償和輸電線路補償當中，在大功率的輸電網(wǎng)絡中，靜止無功補償器主要起到的是控制電壓的作用，也用于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和阻尼等。靜止無功補償器的設計不包含旋轉部件，它不使用大容量的電容器，所需要的無功功率通過電感器來獲得，靜止無功補償器通過對電抗器進行迅速的調控，能夠實現(xiàn)發(fā)出無功功率到吸收無功功率的平滑轉變，特別適用于中高壓輸電線路中的無功補償工作。
3.電力電子技術在配電過程中的應用
要使配電系統(tǒng)能夠配送出高質量的電力資源，需要在配電過程中滿足配電頻率、電壓以及在諧波上滿足相應的條件，同時，在配電過程中需要阻止電能的各種不穩(wěn)定的波動和影響。這個過程中，電力電子技術作為配電環(huán)節(jié)的質量控制部分，以用戶電力技術和FACTS技術為實現(xiàn)形式。FACTS技術在前文已經(jīng)提及，它是通過在配電線路中增設電力電子裝置，加強對與電壓，電流和功率的可控性，調控電力傳輸能力的技術。
用戶電力技術解決的是配電系統(tǒng)中既時發(fā)生的需要馬上解決的重要問題，主要復負責配電系統(tǒng)在配電過程中的安全性和穩(wěn)定性，用于保證配電輸電過程中，電力能源的質量。而FACTS技術則更為傾向于配電系統(tǒng)中對于電能的輸送能力和有效控制力。FACTS技術和用戶電力技術都是針對配電系統(tǒng)開發(fā)出的新型電力電子技術，兩者的構造和工作原理大致上相同，隨著電子技術的不斷發(fā)展，在近些年，F(xiàn)ACTS技術和用戶電力技術在一定程度上已經(jīng)逐步同步并合用，其中比較具有代表性的就是定制電力（DFACTS）技術。
4.電力電子技術在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的應用
電子技術在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的應用主要體現(xiàn)在兩個方面，分別是：變負荷電動機調速運行方面和提高電能使用率方面。電廠生產(chǎn)電能和配送電過程中，常常產(chǎn)生大量的電能浪費。上文已述，電廠在生產(chǎn)電能的過程中，由于發(fā)電能源的變化，發(fā)電機組不能夠很好的實現(xiàn)配合，會產(chǎn)生無功功率的浪費現(xiàn)象。通過對變負荷電動機的運轉速度進行調整和控制，能夠實現(xiàn)電能的良好生產(chǎn)和配用。這項技術在國外已經(jīng)比較成熟，但是我國仍然處在研究和探索的階段。但是，變負荷電動機在實際的應用中也存在不可忽視的缺陷，變負荷電動機在控制和調控運轉速度方面適用的發(fā)電機組較為廣泛，在實際運行中的工作效率也十分準確。但是變負荷電動機的生產(chǎn)和配置成本較高，而且在工作過程中對電網(wǎng)的影響較大，只適用于中大型電廠。同時，我國電力系統(tǒng)現(xiàn)用的電力設備，在配送電的過程中，對于電能的損耗和生產(chǎn)的成本較高，對于電能的質量影響較大。而電子技術能夠通過在配送電系統(tǒng)中增設可控設備，對配送電過程中的電能進行調控，保證電能的質量和穩(wěn)定。
三、總結
電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用和發(fā)展對于電力系統(tǒng)的建設和發(fā)展起到了里程碑的作用。隨著計算機技術和電力技術的不斷發(fā)展，電力電子技術也在不斷的吸收新的技術不斷的發(fā)展。然而，作為一種處在發(fā)展過程中的電力控制技術。電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用和穩(wěn)定性還遠遠不能夠達到電力電子技術的設計要求。如何實現(xiàn)電力電子技術在電力系統(tǒng)中應當起到的控制作用，我們要從電子設備的革新和電力電子技術的不斷發(fā)展上謀求出路，不斷的探索和發(fā)展電力電子技術對于提高電力的生產(chǎn)質量，減少生產(chǎn)成本和配送損耗，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，有著重要的意義。
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關鍵詞：電力仿真軟件；電力電子技術；仿真效果；軟件選擇
作者簡介：馮興田（1978-），男，山東廣饒人，中國石油大學（華東）信息與控制工程學院，講師；王艷松（1965-），女，山東蓬萊人，中國石油大學（華東）信息與控制工程學院電氣工程系主任，教授。（山東 青島 266580）
基金項目：本文系中國石油大學（華東）教學改革項目（項目編號：JY-A201210）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0065-02
“電力電子技術”課程作為電力學、電子學和控制理論的交叉學科，是電氣工程專業(yè)非常重要的必修課。隨著電力電子器件的迅速發(fā)展，變流技術的發(fā)展也是日新月異，使得“電力電子技術”在電氣類本科教學中的地位和作用越來越突出。然而，該課程涉及的內容較多且復雜，并在不斷更新，如何能夠讓學生較快、較好地掌握所學內容成為教師們面臨的一大難題。
電力仿真軟件走進“電力電子技術”的教學課堂在很大程度上有效地解決了這一難題。電力仿真軟件通過數(shù)字仿真實現(xiàn)電力電子電路的分析、設計、調試等，直觀的仿真結果給學生帶來了濃厚的學習興趣，并為將來的電路設計、科學研究打下一定的基礎，因為小到本科學習中的基本實驗、畢業(yè)設計，大到科研中的課題研究、設備裝置的開發(fā)，通常都要通過仿真結果提供實驗參數(shù)的參考依據(jù)。然而，面臨眾多電力仿真軟件，如何根據(jù)實際情況進行合理的選擇成為另一難題。本文將通過分析“電力電子技術”教學中常用的幾種電力仿真軟件提供合理選擇的依據(jù)。
一、常用電力仿真軟件
“電力電子技術”教學中常用的電力仿真軟件主要有以下幾種：MATLAB、PSIM、PSpice、PSCAD。MATLAB是主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境，功能全面，能夠用于各個行業(yè)的建模仿真分析。MATLAB最重要的組件之一Simulink提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。其中，電力系統(tǒng)Power System工具箱包含的模組側重電力系統(tǒng)方面的建模仿真，而電力電子元件模組則是專門針對電力電子電路的仿真設計的。
PSIM是針對電力電子領域以及電機控制領域的仿真應用包軟件。它具有仿真高速、用戶界面友好、波形解析等功能，為電力電子電路的解析、控制系統(tǒng)設計、電機驅動研究等有效提供強有力的仿真環(huán)境。
PSpice軟件具有強大的電路圖繪制功能、電路模擬仿真功能和圖形后處理功能等，以圖形方式輸入，自動進行電路檢查，生成圖表，模擬計算電路。它不僅可以用于電路分析和優(yōu)化設計，還可與印制版設計軟件配合使用，實現(xiàn)電子設計自動化，并且適用于“電力電子技術”課程的計算機輔助教學。
PSCAD可以較為簡單地模擬復雜電力系統(tǒng)，包括直流輸電系統(tǒng)和其相關的控制系統(tǒng)，并能夠顯著地提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)模擬研究的效率。它還可通過聯(lián)合使用實時數(shù)字模擬器RTDS硬件來開發(fā)模擬器，用以模擬包含高壓直流輸電系統(tǒng)的大型互聯(lián)電力系統(tǒng)。
二、常用電力仿真軟件的特點
比較分析上述幾種電力仿真軟件的性能及其在“電力電子技術”教學中的實際仿真應用情況，其特點如下：
1.圖形界面友好，操作簡單易用
通過拖曳相應的功能模塊，按照電氣聯(lián)結關系進行連接，操作過程非常簡單，而且緊密結合“電力電子技術”的內容，只要具備基本的計算機軟件操作水平和電力電子技術知識就很容易上手。
2.建立仿真工程的步驟類似
采用這些軟件進行仿真工作，其基本步驟主要包括：建立仿真工程文件、放置電路元件、設置元件參數(shù)、電氣連接元件、設定仿真步長和仿真時間等參數(shù)、運行仿真操作、觀察各點波形結果、分析仿真數(shù)據(jù)等，使用過程大致相同。
3.節(jié)省時間和儀器設備
進行實際電路設計之前，先采用這些軟件進行設計分析，可以隨意設置電路參數(shù)、更換電路元件，并在軟件中反復調試、“實驗”，簡化實際電路操作中的一些步驟，大大縮減電路設計人員的設計周期；通過采用軟件中的功能元件還可省去一些測量儀器的使用，并能夠避免實際電路實驗中的元器件消耗，能夠盡可能接近實際電路的雛形。
4.軟件升級迅速及時
仿真軟件的產(chǎn)品升級緊跟科技的發(fā)展。諸如，隨著新能源的快速發(fā)展，這些仿真軟件中也及時增加了風機、光伏發(fā)電等模型，滿足廣大科技工作者的使用。而且，軟件版本也在不斷升級換代，各個方面針對用戶在不斷完善。
三、常用電力仿真軟件選擇與應用
綜合分析上述幾種電力仿真軟件的特點，結合多年來在“電力電子技術”教學中的仿真應用實踐，總結了幾點區(qū)別，以期提供選擇和應用合適軟件的依據(jù)。
1.元件模型及參數(shù)設置
這四種軟件的元件模型不盡相同，特別是對于一些較為復雜的元件，諸如變壓器、晶閘管等，其仿真過程中的暫態(tài)變化曲線并不一致。而且，其參數(shù)設置也不盡相同，MATLAB/Simulink里的元件參數(shù)設置較為細致全面，尤其是對于“電力電子技術”中涉及的晶閘管、IGBT等大功率器件，對它們本身的性能參數(shù)有詳細的設置，比如器件的上升時間、下降時間等，因而MATLAB/Simulink常用于仿真一些暫態(tài)響應過程，比如變壓器的磁飽和特性、晶閘管的強制關斷過程、狀態(tài)切換的暫態(tài)響應等。其余幾種軟件主要適用于仿真一些常用的電力電子電路，諸如整流電路、逆變電路、DC/DC變換電路等，對于元件本身性能參數(shù)沒有嚴格的要求，或者說主要用于仿真電力電子電路的穩(wěn)態(tài)響應過程。
2.具體仿真操作
在實際的仿真操作中，幾種軟件也略有差異。像連接元器件的方式上，MATLAB/Simulink的元件大多具有輸入輸出順序，要根據(jù)元件在電路中的位置選擇合適的元件。如果選擇不正確，元件之間不會實現(xiàn)電氣連接，搭建電路的過程相對復雜。而其他幾種軟件的連接方式較為簡單，通常元件都可實現(xiàn)電氣連接，當然，這就需要用戶自己判斷元件之間的電路連接關系了。另外，各種軟件的波形顯示窗口、數(shù)據(jù)文件處理、波形拷貝使用、波形暫態(tài)特性、特殊功能部件、THD及損耗測量等只是細節(jié)的操作不同。特別指出的是，鑒于MATLAB在數(shù)據(jù)處理方面的強大功能，而有些軟件的仿真波形不適合在文章中使用（比如清晰度不夠、橫縱坐標難設置等），用戶可采用其他軟件進行仿真工作，最后生成數(shù)據(jù)文件之后再將該數(shù)據(jù)文件導入MATLAB進行數(shù)據(jù)處理，以得到較好波形效果和處理操作，也不失為一種方法。
3.仿真精度、速度和準確度
仿真精度與仿真步長有直接的關系，各軟件的步長設置定義不盡相同，因而仿真精度難以直接比較。然而，MATLAB/Simulink里可以選擇不同的數(shù)學算法，從某種程度上講，其仿真精度較高；而且，MATLAB也是各行業(yè)較為認可的仿真軟件之一。從仿真速度來講，針對“電力電子技術”中的電路，通常情況下PSIM和PSCAD的仿真速度相對較快一些，其次是PSpice，當然，這也跟用戶搭建電路的風格特點以及實際情況有關。而MATLAB/Simulink如果采用圖庫的電路元件按照實際電力電子電路搭建電路仿真，速度會很慢。如果自己建立數(shù)學模型仿真，速度會很快。比如，在一個具有光伏發(fā)電、風力發(fā)電、傳統(tǒng)同步機發(fā)電源的電網(wǎng)系統(tǒng)中，包含了“電力電子技術”中的整流器、逆變器、DC/DC變換器等典型電力電子電路。如果采用圖庫中的大功率器件晶閘管、IGBT等搭建電路實現(xiàn)整流器、逆變器、DC/DC變換器時，仿真速度會大大降低；若自己建立整流器、逆變器、DC/DC變換器的數(shù)學模型或者采用向量模型進行仿真時，速度會大幅提高。當然，這就增加了建立數(shù)學模型的過程，讀者可根據(jù)實際情況選擇。另外，對于仿真確定的參數(shù)雖然可以提供實際電路參數(shù)的依據(jù)，但與實際電路參數(shù)之間還是有一定的差距，還需要綜合分析比較計算數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實際情況來定，當然最終還需要實驗來驗證，但這畢竟大大減小了實驗的風險和不確定性。
4.復合功能和應用領域
Simulink 依托于MATLAB，能夠利用MATLAB強大的數(shù)據(jù)處理功能并結合其他的功能函數(shù)等進行電力電子電路的仿真，復合功能相對豐富，應用領域也更寬廣，而且易于實現(xiàn)與其他設備、軟件的銜接。比如RTLAB仿真系統(tǒng)就將實際功率設備通過MATLAB進行銜接控制，實現(xiàn)實時仿真。PSIM仿真系統(tǒng)不只是回路仿真單體，還可以和其他公司的仿真器連接，為用戶提供高開發(fā)效率的仿真環(huán)境。例如，在電機驅動開發(fā)領域，控制部分用MATLAB/Simulink實現(xiàn)，主回路部分以及其周邊回路用PSIM實現(xiàn)，電機部分用電磁界解析軟件JMAG實現(xiàn)，由此進行連成解析，實現(xiàn)更高精度的全面仿真系統(tǒng)。PSpice集成度高，集成了許多仿真功能，如直流分析、交流分析、噪聲分析、溫度分析等；而且，PSpice程序采用改進節(jié)點法列電路方程，用牛頓-萊普生方法的改進算法進行非線性分析，用變節(jié)步長的隱式積分法進行瞬態(tài)分析，在求解線性代數(shù)方程組時采用了稀疏矩陣技術，大大提高了仿真結果的準確性。PSCAD則適用于富含電力電子電路的復雜電力系統(tǒng)，包括現(xiàn)今發(fā)展迅速的高壓直流輸電系統(tǒng)及其相關控制系統(tǒng)、含有各種分布式能源的大型互聯(lián)電力系統(tǒng)等等。
5.故障模擬與功率器件性能
對于初學“電力電子技術”的同學來說，搭建實際電力電子電路實驗容易帶來一些問題，如觸發(fā)脈沖不合適帶來的功率器件上下直通現(xiàn)象、功率器件耐壓耐流參數(shù)選擇不合適等都會帶來器件的損壞、系統(tǒng)的崩潰。通過采用仿真軟件仿真可以事先發(fā)現(xiàn)這些問題，及時解決。從另一方面說，學生亦可借助電力仿真軟件進行故障模擬，直觀地觀察波形變化情況，注意出現(xiàn)的問題，強化認識，比如可以人為設置IGBT等功率器件的直通現(xiàn)象、耐壓參數(shù)、擊穿電流等，通過觀察各點波形變化情況，達到教學與實踐結合的效果。這種故障模擬和器件性能測試方面的仿真通常通過MATLAB/Simulink實現(xiàn)，能夠達到較好的仿真觀察效果。
“電力電子技術”教學中可參考上文對學生給予指導，可以先介紹簡單易操作的軟件，如PSIM、PSCAD等，結合各種軟件的特點與適用范圍，針對不同的仿真對象和問題進行適當?shù)倪x擇，也可以多種軟件結合使用，效果更佳。
四、結語
電力仿真軟件在“電力電子技術”教學中發(fā)揮重要的作用，有針對性地選擇電力仿真軟件可以提高仿真速度、精度及準確度。本文通過詳細分析比較常用的四種電力仿真軟件的特點和適用領域，結合教學仿真中的一些實際問題與使用操作，給出了它們具體應用的選擇依據(jù)。
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