电气工程学科导论电力电子与电力传动.ppt

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1、华中科技大学电力电子研究中心Advanced Power Electronics Center2023年11月4日,电力电子技术的应用满足人类对电网发展，负荷增长以及对电能质量的新需求,主要内容,电力工业现状及其发展简介电力电子学科的形成电力电子变换和控制的技术经济意义开关型电力电子变换的基本原理及控制方法电力电子技术的特点电力电子与电力传动的研究内容现代电力电子应用及面临的挑战电力电子学科与其他学科的关系本学科相关课程,第一部分:电力工业现状及其发展简介,电力现代文明之轮，其主体来源：一次能源,火力,水力,风力,核能,太阳能,地热,电 能,“电力技术是通向可持续发展的桥梁”，这个论断已经逐渐

2、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。电能是一个国家国计民生的主要能源。如今，人均消耗的电能已成为衡量一个国家实力的重要指标。一个完整的电能生产与消费网络由发电、输电、配电及用电几部分组成。其中由发电厂、变电所和输电线路组成的电力网络称为电力系统。,电能与电力系统,电力网络的形成,电力系统总体示意图,电力系统的组成（发电系统）,电力系统的组成（输配电系统）,将发电机产生的电能经升压、传输、降压和配电送至负荷处。包括升压、降压变压器和各种电压等级的输配电线路。,电力系统组成（用电系统）,在用电设备处，电网的电能经调控或再经电压

3、、频率变换后再对用电设备（负载）供电，用电设备再将电能转变为最终所需要的其它形态的能源，如机械能、热能、化学能、光能等。,基本电力能源的组成,电力能源的主要组成,电力缺口问题 2010年 2020年,世界电力危机问题,世界一次能源消费结构,世界平均,油气,64%,核电和水电,10%,煤炭,26%,能源消费的比较消费结构,我国一次能源消费结构,中国,煤炭,67%,油气,26%,核电和水电,7%,世界和中国主要常规能源储量预测(2004年）,我国能源形势与世界平均比较,煤的大量直接燃烧是造成我国大气污染的主要原因。我国能源消费占世界89，但SO2排放占世界15.1%,为世界第一；CO2排放占世界

4、13.6%,为世界第二。我国煤炭排放的 SO2 占全国的 87%,CO2 71%,SOx 67%烟尘 60%世界银行估计，中国由于空气污染造成的环境和健康的损失，2020年将达到总GDP的13。,我国的发电等行业导致的环境问题,开发和应用清洁的、可再生能源是解决全球能源危机和环境问题的有效策略！,温室效应 酸雨 臭氧层破坏等,世界可再生能源发电的发展情况,国内外电网的发展历程,集中发电、远距离输电和大电网互联的电力系统是电能生产、输送和分配的主要形式。“大机组、超高压、大电网”的传统电力系统概念，使得世界上的大电网有如下的三种类型：统一电力系统（统一规划、建设、调度和运行。如前苏联电网，总电网

5、装机容量高达460GW）联合电力系统（按协调规划，并按合同或协议调度的电力系统。如北美的美加大电网，总电网装机容量高达460GW，以直流方式连网）互连电网（大电网间、国家）之间以少量联络点互联。如欧洲电网，西欧大陆15国发输电协调联盟-UCPTE 电网的装机容量为420GW，与中欧四国同步联网，与英国、东欧、北欧之间用直流联网）,中国电网的发展,新疆,西藏,用电翻两番，据保守估计，装机达9.5亿kW；西电东送极端重要，2020年将达到1.21.5亿kW：按照目前传输水平上限（500kV HVAC100万kW，500kV HVDC300万kW），需要50万伏交流线路120150条(每回占地40m

6、1000km=40平方公里,相当于2个澳门！而路径可能的困难尚难估计！）或者50万伏直流线路4050条！,20年建设全面小康社会,中国西电东送面临容量瓶颈问题,根据2002年国家经济统计的资料和计算结果列表如下:(发布的资料）,*人口不到5%，但三都市总和的4项标志性经济指标占总量的百分数都达到两位。*停电一天，造成经济损失按惯例以30倍电价计，京、沪、穗的经济损失约为15亿、26.5亿、62.6亿元。,京、沪、穗的经济地位,国内外历史上的大停电事故,由于2003年北美的大停电等事故的发生，使得电力系统发生了以下变化（目标：可靠、高效和灵活）：在电力市场下，强调系统的统一规划，在保证电力工业的

7、建设“适当超前”，维持系统有合理的备用，确保电力的可靠供应。强调对环境的保护和可再生能源发电的发展（以天然气、水电、太阳能等清洁能源，进行热电或冷热电联产；在能源政策的引导下，将分散式电源作为发展的一个必然方向，不在强调电网规模的扩大。将研究重点集中在动力和能源转换设备、资源深度利用技术、智能控制与群控优化技术和综合系统优化技术、电网信息化管理技术上。其中，与电网相关的研究主要是分布式能源系统的电网接入研究，以解决分布式能源与现有电网设施的兼容、整合和安全运行等问题。,国外电网的发展趋势,新型工业化和电力工业的发展趋势,现代文明发展过程中，人口剧增、资源（能源）过度消耗、环境污染、生态破坏和南

8、北差距等日益，严重阻碍了经济和工业化的可持续发展，电力是通向可持续发展的桥梁这一论断已得到了越来越广泛的认同。可以预测：世界能源未来发展：21世纪能源结构将以化石能源和核裂变能为主向可再生能源（主要是太阳能）和核聚变为主的方向发展，但火电技术仍将是21世纪中一种重要的发电技术。我国实现新型工业化的途径：使电力工业和发电技术适应发展需要，使之更好促进和支持我国近中期和长远战略目标。国家安全战略等对电力工业和发电技术的发展将产生极其重要的影响。,电力工业和发电技术的发展趋势,1.近20年，燃气轮机和联合循环技术将继续迅速发展，高效、清洁和节水技术（包括：热电和热冷联产技术）等将取得进展和日益广泛的

9、应用。2.2050年，水电资源的开发基本完成，分布式发电技术将取得重要突破（包括：光伏电池、风电机组、燃料电池和微型燃气轮机等），电力生产逐步向生态化生产和循环生产方向发展。3.2100年，可再生能源发电技术和核聚变能发电技术得到迅速发展和广泛应用，电力生产将形成集中和分散相结合、大中小发电机组或系统相结合的格局。,未来大中心负荷区受电系统设想,远距发端,负荷中心,静补,远距发端,远距发端,静补,串补,静补,远郊电厂,远郊电厂,环形强受电网,低频电压减载,接在系统振荡中心附近，提高送电极限,接在覆盖大量电动机负荷的较低的电压侧,DVRAPF储能分布电源,实行分时分质电价,电力资讯与电力网路的未

10、来生活环境,第二部分:电力电子学科的形成,080801电机与电器080802电力系统及其自动化080803高电压与绝缘技术080804电力电子与电力传动080805电工理论与新技术,0808 电气工程,电力电子器件的原理、制造及其应用技术 电力电子电路、装置、系统 电力电子系统仿真与计算机辅助设计 电力电子系统故障诊断及可靠性 电力传动及其自动控制系统 电力牵引 电磁测量技术与装置 新能源发电技术,080804 电力电子与电力传动的学科范围,电力直流输电，灵活交流输电，发电机励磁，可再生能源发电，电能质量控制，不间断供电电源，电能存贮技术，电力拖动与控制，动力电力推进（全电舰船）电力牵引（电力

11、机车）电力驱动（电动汽车）工企军工电力电子变换装置及系统（舰船、飞机）脉冲功率 核爆模拟 电磁发射 激光武器科学工程强磁场，核聚变 加速器，,电力电子,电力电子学学科的形成,电能是最好的能源，电能的应用仅一个多世纪。在人类文明的整个历史中，能源和动力，尤其是电能的开发以及电力和电子技术的应用具有重要意义。第一次技术革命以十七世纪建立牛顿力学的科学革命为先导，以18世纪中期（1769）瓦特发明蒸汽机为主要标志。所引发的产业革命在100年间所创造的物质财富超过了以往历史时代的总和。第二次技术革命是以十八世纪末十九世纪初发现电磁学基本原理、发现电磁感应现象为先导，19世纪中期以后以发电机、变压器、电

12、动机、远距离输电以及二十世纪初有线电、无线电通讯技术的发明和应用为主要标志。第二次技术革命使人类的生产能力在不到100年的时间内提高了十倍以上，人类的生活质量和科学技术水平得到了极大的提高，其主要推动力是电力技术和电子技术。,电力技术Electric Power 研究、开发电力设备（发电机、变压器、输电线、电动机、开关电器、电感、电容等），并利用电力设备组成电力系统，应用电磁学原理处理电能的发电、输电、配电、用电的技术统称电力技术。利用发电机、电动机、变压器、机械开关实现电力的生产、变换和控制。电子技术Electronics 研究、开发电子器件（电子管、半导体器件、集成电路、微处理器等），并利

13、用电子器件构成电子信息系统，应用电磁学原理处理信号的产生、变换、存储、发送、接收的技术称为电子技术。两者的理论基础都是电磁学（电路、磁路、电场、磁场）。电力技术的发展应用依赖于电力设备-强电 电子技术的发展应用依赖于电子器件-弱电,电力电子学科的形成（续）,电子器件：电子管、晶体管、集成电路。电子管：1946年第一台计算机，18000个电子管。重30吨，占地167M2，耗电156kW，每秒运算5000次加法。晶体管：半导体固体器件，1948年，美国贝尔实验室。电信号放大器件模拟电路，处理连续信号 开关器件数字电路，处理数字信号集成电路：1952年，英国达默提出微电子技术革命，拇指大体积内含几十

14、万个元件。19481957十年间电子技术与电力技术平行发展。由于电 子器件电压不高、电流不大，电力变换和控制中基本上不采用电子器件。1957年美国通用电气公司发明晶体闸流管，用作可控的半导体开关器件，开始将大功率半导体开关器件作为开关引入电力领域，实现电力变换和控制技术，形成电力电子技术。,电子技术Electronics,将现代电子技术（大功率半导体开关器件、信号变换和处理电子电路）和现代控制技术引入传统的电力领域，利用半导体电力开关器件构成开关电路，利用半导体集成电路、微处理器和DSP构成控制系统对开关器件进行实时、适式的控制，实现电力变换和控制，是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新

15、兴交叉学科，称为电力电子学(Power Electronics)或电力电子技术。,电力电子技术 Power Electronics,表征电力电子技术的倒三角形,它是从电气工程中3大学科领域（电力、控制、电子）发展起来的一门新型交叉学科。电力电子技术：弱电控制强电的学科交叉技术；所涉及的学科广泛，包括：基础理论（固体物理、电磁学、电路理论）、专业理论（电力系统、电子学、传热学、系统与控制、电机学及电力传动、通信理论、信号处理、微电子技术）以及专门技术（电磁测量、计算机仿真、CAD）等。传送能量的模拟-数字-模拟转换技术；多学科知识的综合设计技术。,电力电子技术 Power Electronics

16、,IEEE给出电力电子技术的定义：Power electronics is the technology associated with the efficient conversion,control and conditioning of electric power by static means from its available input form into the desired electrical output form.简单地说，电力电子技术就是以电子器件为开关，把能得到的电源变换为所需要的电源的一门科学应用技术，即电源变换技术。它是电子工程、电力工程和控制工程相结合的一

17、门技术，以控制理论为基础、以微电子器件或计算机为工具、以电子开关器件为执行机构实现对电能的有效变换。,电力电子技术 Power Electronics,典型器件：SCR,GTO,IGBT,IGCT,MCT,SIT,SITH典型参数:68kV,68kA,开关频率几十赫兹到上兆赫兹器件发展趋势:模块化，PIC（功率集成电路）对几瓦到百万千瓦电能实现电力变换、补偿和控制。,电力电子技术 Power Electronics,电力电子变换和控制系统图,第三部分:电力电子变换和控制的技术经济意义,当今世界电力能源的使用约占总能源的40%。而电能中有50%需要经过电力电子设备的变换才能被使用。经过变换处理后

18、再供用户使用的电能,占全国总发电量的百分比值的高低,已成为衡量一个国家技术进步的主要标志之一。预计2030年，美国发电站生产的电能都将经过变换和处理后再供负载使用。将电力电子技术应用于电能传输的调度和管理中构成了现代电力输配系统。随着大功率电力电子器件的出现及微型计算机的发展，电力电子在电力系统中的应用几乎遍及电力系统的所有领域。在新能源发电中，电力电子与电力传动技术成为关键、核心技术之一。,电力电子变换和控制的作用,电力电子变换和控制的技术经济意义,现代电力系统：发电电压大小和频率单一，10.5kV,5060Hz 输电直流输电优于交流输电，100万伏，50万伏 配电各种电压等级变压用电负载千

19、差万别、要求各异：（1）变频变压。变频调速（2）恒频恒压。AC电源。UPS（3）高、中、低直流电压。50万伏，1500V，48V，12V，5V，1.5V（4）高频交流。20kHz，100kHz，500kHz；低频00.1Hz（5）高压大功率脉冲电源。（6）任意频率、任意波形随机的电压、电流。,通过电力变换和控制可实现：,（1）节能 例如电力传动，交流异步电动机用电占发电量的1/3，采用变频调速年节电1000亿度、500亿元、2500万吨煤、1600万kW（2）节省铜、铁材料 20kHz高频变压器比50Hz变压器节省原材料90%（3）提高产品质量和生产效率（4）改善供电质量，改善工作条件和生活条

20、件（5）优化电力系统的运行 调控电力系统的阻抗参数、电压水平和潮流，提高电力设备的负载能力，减少备用电力设备，减少能耗，增强可靠性,第四部分:开关型电力电子变换的基本原理及控制方法,T,u,t,交流电压,直流电压,电能的变换与控制,电力变换的基本类型,电力变换的四种基本类型,利用电动机发电机组实现电力变换,（1）整流,利用半导体电力开关电路实现电力变换,（2）逆变,利用半导体电力开关电路实现电力变换（续）,（3）AC-AC直接变频,利用半导体电力开关电路实现电力变换（续）,（4）直流-直流降压变换,利用半导体电力开关电路实现电力变换（续）,利用半导体电力开关电路实现电力变换（续）,（5）直流-

21、直流升压变换,第五部分:电力电子技术的特点,开关型电力电子变换器基本特性及特点,开关控制：输入输出波形都不理想，需要LC滤波 采用高频PWM控制可改善特性控制技术复杂：输入输出特性的改善依赖于复杂的控制技术分析研究困难：输入输出特性分析研究困难，仿真实验,傅立叶分析、坐标变换、状态空间平均模型。,电力电子学的定义,应用大功率电力电子开关器件实现电能的变换与控制。,有什么优点？,有什么缺点？,有什么特点？,电力电子电路的特点,拓朴结构具有多种选择结构选择要考虑器件的非理想特征（压降、开关频率、耐压的对称性）,电路的时变、非线性特征使分析变得复杂不同特性的分析要用不同方法与思路,控制电路的时实性要

22、求很高本质上要求数字控制，但实现上有许多困难,器件制造水平的发展制约电力电子技术的发展器件使用水平决定电力电子装置的可靠性,高效快速,谐波,第六部分:电力电子与电力传动的研究内容,电力半导体器件 变换器电路结构与设计 控制与调节 电力电子技术中的储能元件 电子电路的封装与制造 电磁干扰和电磁兼容 电机控制 电力质量控制,电力电子技术的研究内容,容量为12kV/1.5kA的晶闸管,电力电子可控开关元件,电力电子技术的研究内容（一）,电力半导体器件电力电子技术的核心常见的功率半导体器件有：二极管、晶闸管、GTO、VDMOS、BJT、IGBT、IGCT等。,变换器电路结构与设计根据电能变换的输入输出

23、形式，可以分为四种形式：交流-直流变换器（AC/DC）整流器；直流-直流变换器（DC/DC）斩波器；直流-交流变换器（DC/AC）逆变器；交流-交流变换器（AC/AC）交流调压器、周波变换器；一个性能良好的变换装置设计，大致应包括功能指标设计、电磁兼容设计、系统散热设计和结构亲和性设计等几个方面。,电力电子技术的研究内容（二）,控制与调节 电力电子的所有应用都包含有控制与调节问题。如：静态电力变换与控制静态电力供应运动控制等,计算机用于电力电子技术的控制与调节,电力电子技术的研究内容（三）,电力电子技术中的储能元件电力电子技术中的储能元件有磁性元件和电容器两类。电力电子技术中的磁性材料的种类越

24、来越多，如软磁合金（铁镍合金、铁铝合金、铁钴钒合金等）、铁氧体（锰锌铁氧体、镁锌铁氧体等）、新型非晶和微晶软磁材料（铁基非晶、钴基非晶等）。电容器是与磁性元件对偶的一种储能和滤波元件。,印刷板上的平面变压器,电力电子技术的研究内容（四）,电子电路的封装与制造电力半导体器件的封装技术包括材料、制造过程、散热管理，以及与器件电气特性有关的布局优化问题。,智能化的IGBT模块封装,电力电子技术的研究内容（五）,电磁干扰和电磁兼容电力电子技术是以du/dt和di/dt方式工作，显然电力电子系统工作时，就是一个大的电磁干扰源；电力电子技术中研究电磁干扰和电磁兼容是重要的内容之一。,电力电子设备在做电磁干

25、扰试验,电力电子技术的研究内容（六）,电力电子技术的研究内容（七）,电机控制电力拖动系统又称为电力传动系统或电机调速系统。电机调速传动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精密、特种调速传动四大类。,交流电机及其矢量控制调速变频器,电力电子技术的研究内容（八）,电力稳定与电能质量控制电能质量包括几个方面内容：电压质量、电流质量、供电质量、用电质量。FACTS装置：静止无功补偿器（SVC）、晶闸管控制的串联投切电容器（TSSC）、可控串联补偿电容器（TCSC）、统一潮流控制器（UPFC）等。定制电力技术：APF、DVR、SVC、SSCB等,采用SVC、DVR和APF的电能质量控制示意图,

26、开关型电力电子变换器的外延,从技术成面看 从应用领域看,从技术层面看开关型电力电子变换器的研究内容,从技术层面来看,拓扑结构研究,如何实现希望的电能变换,如何提高变器换的性能,如何提高变换的效率,如何提高变换的功率,各种电力电子器件的应用和连接结构,多种电路方案的性能比较研究,软开关、新结构,器件串、并联电路串、并联多相多重多电平,控制技术研究,如何产生电路所希望的控制信号,如何提高变换器的性能,如何提高变换的效率,如何实现智能化,模拟PWM信号数字PWM信号,新的PWM信号,数字化、网络化,电磁兼容研究,如何减小干扰源,滤波、屏蔽、布线、布局,如何减小耦合途径,敏感对象对干扰的敏感度是多少,

27、缓冲、吸收,开关电路产生电磁干扰的机理,软开关,噪声和电磁波对设备和生物影响研究,装置与系统,系统的最优结构与协调运行,故障监测与诊断,经济性、可靠性,新的应用领域,新的设计与制造思路和技术,冗余 集成 模块化,复杂系统问题,其他问题,如何用现有电路组合或设计新的电路以适应新领域的应用要求,功率因数校正,从应用层面看开关型电力电子变换器的研究内容,从应用层面来看,开关型电力电子电源,电力系统中的远距离直流输电,脉冲功率、回旋加速器、超导磁体、激光、磁悬浮等特种设备用电源,通讯、计算机、控制领域中的各种直流和交流电源,冶金领域中的感应加热电源,牵引、驱动、推进等电机用电源,化工领域中的电解电镀电

28、源,材料领域中的焊接电源,开关型电力电子补偿控制器,节点电压控制器,瞬变电压抑制器,谐波电压、电流补偿器,有功功率补偿器,无功功率补偿器,阻抗补偿控制器,开关型电力电子变换电源,（1）电力系统中的直流远距离输电,输电线传输功率受限制，电流大过热，电压高损坏绝缘，稳定性高，压输电电流小，电压降小。直流输电无稳定问题,500KV DC输电，1000kM每条线路可送200300万kW,电能机械能，其用电占发电量60%以上。舰船电力推进（5万马力），机车电力传动（35千kW），电动汽车，轧机、造纸等高精度电力传动，风机、水泵，机床传动，机器人运动控制，医疗手术机械，电动仪器仪表。(2)直流电动机变速传

29、动控制。(3)交流电动机变速传动控制。因此电力电子与电力传动目前合并为一个学科,电力传动控制部分,（4）、变速恒频发电系统：发电机转子交流变频激磁，适用于飞轮发电和最优水轮机发电。（5）、电解、电镀等应用领域中的低压大电流可控直流电源。（6）、各类恒频、恒压通用逆变电源。（7）、照明灯具用的高频电力电子变换器(电子镇流器)。照明用电占1015%用电量。（8）、各类低压直流开关电源。如48V直流通讯电源(9）、蓄电池充电电源。（10）、中频或高频感应加热电源，焊接电源。（11）、大功率脉冲电源、激光电源。,（12）、燃料电池或太阳能光-电转换系统输出的恒压直流或恒频、恒压交流电源。(13）、各类

30、高性能的不间断供电电源(UPS)。,（13）超导磁体储能等类型的高压特大容量电力电子变换电源,交流电不能存储，负载功率是时变的。,抽水蓄能电站,开关型电力电子补偿控制器,阻抗补偿控制器（改变并联的L、C、R）。串联电容补偿控制器。谐波电流补偿器HCC(Harmonic Current Compensator)或并联电力有源滤波器PAPF(Parallel Active Power Filter)。无功功率(电流)补偿器ASVG(Advanced Static Var Generator)。谐波电压补偿器HVC(Harmonic Voltage Compensator)或串联电力有源滤波器SAP

31、F(Series Active Power Filter)。基波电压控制器。瞬变电压抑制器。统一电能质量控制器UPQC(Unified Power Quality Conditional)或串并联补偿式UPS(Uninterruptible Power Supply)。电力系统统一潮流控制器UPFC(Unified Power Flow Controller)。超导磁体储能系统SMES(Superconducting Magnetic Energy Storage System)。,电源,电源,电源,非线性负载,统一电能质量控制器UPQC 或双变流器串、并联补偿式UPS,电源,负载,统一电能质

32、量控制器UPQC 或双变流器串、并联补偿式UPS,电源,第七部分:现代电力电子应用及面临的挑战,电力电子技术的主要应用领域：电源设计中的电力电子技术；电机传动中的电力电子技术；电力系统中的电力电子技术；汽车工业中的电力电子技术；绿色照明中的电力电子技术；新能源开发中的电力电子技术；,现代电力电子应用技术,电源设计中的电力电子技术,绿色照明中的电力电子技术,LED照明,高压钠灯及电子整流器,线控汽车,电动汽车,汽车工业中的电力电子技术,电力机车,电机传动中的电力电子技术,全电旅游船,电机传动中的电力电子技术,电机传动中的电力电子技术,多电飞机电气设备布置,电机传动中的电力电子技术,特种电机,超声

33、波压电电动机应用：生物生命科学；光学仪器；高精密机械；,微型超声波压电电动机,电机传动中的电力电子技术,永磁外转子大型风力发电机,新能源开发中的电力电子技术,双馈发电机变速恒频风力发电系统,光伏电站,光伏发电系统,三峡电站HVDC,电力系统中的电力电子技术,智能楼宇示意图,电力系统中的电力电子技术,挪威的160Mvar、42kV的无功发生器,电力系统中的电力电子技术,国产20Mvar STATCOM,由48个4500V/4000A GTO元件及其附件组成的四组变流桥安装在20个框架内,有源滤波器（APF）,实时检测电网中非线性负载电流中的谐波分量和无功电流，然后产生与之大小相等、相位相反的电流

34、，进行实时补偿，从而实现抑制谐波、补偿无功的功能，是改善系统电流质量问题的有效装置。,高压变频调速装置,电力电子的发展方向,标准化模块化智能化高频化集成化不断提高装置效率不断拓展电压应用范围不断提高功率等级,发电,用电,输电,变电,配电,FACTS/HVDC,DFACTS/LHVDC,用户电力与电能质量,变频调速,变频调速,$,异步机交直交变频,动态无功补偿STATCOM/SVC,串联补偿FSC/TCSC,短路电流限制器 SCCL,同步机交交变频,大电流直流电源中高频交流电源,动态电压恢复器DVR,高压直流HVDC,其他FACTS装置UPFC等,电能质量控制器,有源滤波等,轻型直流,柔性交流输

35、电 FACTS,FACTS/HVDC,Customer Power用户电力与电能质量,大功率电力电子应用一览,电动机调速传动与电源,电力电子的机遇及面临的挑战,分布式发电系统,电力电子的机遇及面临的挑战,整合资讯与电力网路的未来生活环境,电力电子的机遇及面临的挑战,电力电子器件的发展(国产化发展中的问题,如SiC)可再生能源的发展分布式发电系统和电能质量控制 考虑：可靠性、成本、安全性和使用效率 能量转换和控制技术涉及：大功率、高效和高质量的要求电力系统可能和家用通讯基础设施的集成化设计牵引和电机驱动的发展方面节能照明技术的发展（如固体照明、温度等因素影响）电力电子系统集成技术系统EMC技术,

36、第八部分:电力电子学科与其他学科的关系,电力电子技术与其他学科的关系,电力电子技术广泛应用于各行各业，不了解其他专业的内容就不能很好地应用电力电子。电力电子技术自身的专业内容与其他专业的内容是不同的，不能混淆电力电子研究内容和应用电力电子技术解决其他专业问题两者的关系。,电力电子技术与其他学科的关系,什么样的电压电流作用于焊条可使焊接质量更好是焊接专业的研究内容，如何设计电路可使焊接电压电流能按一定规律作用在焊条上是电力电子技术的研究内容。电力系统的潮流与系统中的阻抗和某点节点电压的关系的研究是电力系统的研究内容，如何用电力电子电路实现线路阻抗和节点电压的控制是电力电子技术 的研究内容。,电力

37、电子技术与其他学科的关系,其他学科,电力电子,第九部分:本学科相关课程,数学 电路理论 电机学 电子技术 微机原理 自动控制原理 电力电子技术 电力传动自动控制系统,相关课程,第十部分:小结,电力电子学是电力、电子与控制三个学科的交叉学科。这个新兴学科能为传统电力工业的发展和改善电力的应用提供先进技术，它也是现代工业、交通运输、军事装备和尖端科学的基础技术，包括人类生活质量和生存环境的改善，都依赖于先进的电能变换和控制技术。电力电子与电力传动是理论与实际应用紧密结合的学科，既要求学生学好外语、数学、物理、电路理论、计算机原理和程序设计、系统仿真、自动控制理论、电子技术基础、电力电子学等理论课程，掌握各类电子电路、电力电路及电力电子系统的工作原理和理论分析方法，又要求学生具备初步的设计能力和实验能力。,小 结,电力电子技术和现代电力传动技术应用广泛，且有许多潜在的应用领域，可能有较好的经济效益。今后10年内都还可能是热门学科和热门产业，高级专业人员需求量大，从业人员转行容易，升学条件和就业情况都较好。,小 结,谢谢大家！,