第一篇：2012年電氣工程繼續(xù)教育心得體會(huì)

學(xué)習(xí)心得

本次繼續(xù)教育，以電氣專業(yè)技術(shù)人才的能力建設(shè)為核心，以提高專業(yè)技術(shù)人員的創(chuàng)新能力、專業(yè)水平和科學(xué)素質(zhì)為目的，哈爾濱工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院通過組織自學(xué)和面授輔導(dǎo)的方式，強(qiáng)化我們的專業(yè)知識(shí)，使我了解本專業(yè)的科技發(fā)展動(dòng)態(tài)，掌握本專業(yè)的最新科技理論和技術(shù)成果，繼續(xù)教育專業(yè)、公需課程等內(nèi)容精彩而豐富。使我初步掌握了TRIZ的核心思想和解題模式，通過對(duì)無運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)知識(shí)的學(xué)習(xí)，使我進(jìn)一步掌握了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)理論知識(shí)，加深了對(duì)直流控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和理解，為今后在實(shí)際工作中的理論和實(shí)踐相結(jié)合打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過培訓(xùn)，我學(xué)習(xí)了關(guān)于直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)知識(shí)。了解到直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速和快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。由于直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，而且從控制的角度來看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。所以直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)非常必要。下面就我學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行簡單總結(jié)：

一、直流拖動(dòng)系統(tǒng)三種調(diào)速方法及各自工特性

直流調(diào)速方法

根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速方程，有三種方法調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：（1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓 U。（調(diào)壓調(diào)速）（2）減弱勵(lì)磁磁通 ?。（調(diào)阻調(diào)速）（3）改變電樞回路電阻 R。（調(diào)磁調(diào)速）三種調(diào)速方法的性能與比較：

因此，對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。改變電阻只能有級(jí)調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。因此，直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主。

二、直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源

調(diào)壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法，而調(diào)節(jié)電樞電壓需要有專門向電動(dòng)機(jī)供電的可控直流電源。這種可控直流電源分為：

（1）旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組——用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，獲得可調(diào)的直流電壓。

（2）靜止式可控整流器——用靜止式的可控整流器獲得可調(diào)的直流電壓。（3）直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器——用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開關(guān)器件斬波或進(jìn)行脈寬調(diào)制，產(chǎn)生可變的平均電壓。

三、直流調(diào)速系統(tǒng)的分類、組成、工作原理及特性

直流調(diào)速系統(tǒng)可分為兩大類，即：開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。由于開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在著局限性，而且在調(diào)速性能也不能滿足調(diào)速精度的要求，故開環(huán)調(diào)速已不能滿足要求，需采用反饋控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)來解決這些問題。

根據(jù)自動(dòng)控制原理，反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生糾正偏差的作用。

調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落正是由負(fù)載引起的轉(zhuǎn)速偏差，顯然，引入轉(zhuǎn)速閉環(huán)將使調(diào)速系統(tǒng)能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。

系統(tǒng)組成

圖1-24 帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖

調(diào)節(jié)原理

在反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，與電動(dòng)機(jī)同軸安裝一臺(tái)測速發(fā)電機(jī) TG，從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓Un，與給定電壓 U*n 相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差電壓 ?Un，經(jīng)過放大器 A，產(chǎn)生電力電子變換器UPE的控制電壓Uc，用以控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n。

UPE是由電力電子器件組成的變換器，其輸入接三組（或單相）交流電源，輸出為可控的直流電壓，控制電壓為Uc。

目前，組成UPE的電力電子器件有如下幾種選擇方案：

（1）對(duì)于中、小容量系統(tǒng)，多采用由IGBT或P-MOSFET組成的PWM 變換器。

（2）對(duì)于較大容量的系統(tǒng)，可采用其他電力電子開關(guān)器件，如GTO、IGCT等。（3）對(duì)于特大容量的系統(tǒng)，則常用晶閘管觸發(fā)與整流裝置。

反饋控制系統(tǒng)的規(guī)律是：一方面能夠有效地抑制一切被包在負(fù)反饋環(huán)內(nèi)前向通道上的擾動(dòng)作用；另一方面，則緊緊地跟隨著給定作用，對(duì)給定信號(hào)的任何變化都是唯命是從的。

四、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)問題

（一）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

為實(shí)現(xiàn)在單閉環(huán)系統(tǒng)中能隨心所欲地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)過程及實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值Idm的恒流過程，采用電流負(fù)反饋來實(shí)現(xiàn)近似的恒流過程達(dá)到控制目的。即：起動(dòng)過程，只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋；同時(shí)穩(wěn)態(tài)時(shí)，只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，沒有電流負(fù)反饋。

為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實(shí)行嵌套（或稱串級(jí)）聯(lián)接如下圖所示。

1.系統(tǒng)的組成

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器

ACR—電流調(diào)節(jié)器

TG—測速發(fā)電機(jī) TA—電流互感器

UPE—電力電子變換器

圖中，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)

為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用

P I 調(diào)節(jié)器，這樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖示于下圖。

（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U*im決定了電流給定電壓的最大 值；（2）電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。

雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖

（二）雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 1.系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)

在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，考慮雙閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)，即可繪出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如下圖所示。

圖2-6雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖

五、直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制

雖然模擬系統(tǒng)具有物理概念清晰、控制信號(hào)流向直觀等優(yōu)點(diǎn)，但其控制規(guī)律體現(xiàn)在硬件電路和所用的器件上，因而線路復(fù)雜、通用性差，控制效果受到器件的性能、溫度等因素的影響。為了適應(yīng)不斷發(fā)展的技術(shù)要求，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以微處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)（簡稱微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)）硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移的影響；其控制軟件能夠進(jìn)行邏輯判斷和復(fù)雜運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)不同于一般線性調(diào)節(jié)的最優(yōu)化、自適應(yīng)、非線性、智能化等控制規(guī)律，而且更改起來靈活方便。

微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性好，可靠性高，可以提高控制性能，此外，還擁有信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)通信和故障診斷等模擬控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的功能。

由于計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，因此，與模擬控制系統(tǒng)相比，微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是離散化和數(shù)字化。

六、掌握可逆系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方式和性能。

（一）單片微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

中、小功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用由電力電子功率開關(guān)器件組成的橋式可逆PWM變換器。系統(tǒng)組成

圖4-1 PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖

UR—整流器；

UPEM—橋式可逆電力電子變換器，主電路與圖1-22相同，須要注意的是，直流變換器必須是可逆的；

GD—驅(qū)動(dòng)電路模塊，內(nèi)部含有光電隔離電路和開關(guān)放大電路； UPW—PWM波生成環(huán)節(jié)，其算法包含在單片微機(jī)軟件中； TG—為測速發(fā)電機(jī)，當(dāng)調(diào)速精度要求較高時(shí)可采用數(shù)字測速碼盤；

TA—霍爾電流傳感器；

V-M系統(tǒng)的可逆線路

根據(jù)電機(jī)理論，改變電樞電壓的極性，或者改變勵(lì)磁磁通的方向，都能夠改變直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。因此，V-M系統(tǒng)的可逆線路有兩種方式：

（1）電樞反接可逆線路；（2）勵(lì)磁反接可逆線路。總之，通過本次2012年度專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)的學(xué)習(xí)，體會(huì)到直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展是一個(gè)從簡單到復(fù)雜、從開環(huán)到閉環(huán)、從單環(huán)到多環(huán)、從單向調(diào)速到可逆調(diào)速的不斷豐富和完善的過程。單閉環(huán)不僅是轉(zhuǎn)速閉環(huán)一種，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求不同可以采用電壓負(fù)反饋、電流補(bǔ)償?shù)忍娲胧Ｓ协h(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)和無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)都在不斷完善和發(fā)展之中。其次，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，微型控制器及計(jì)算機(jī)在調(diào)速技術(shù)的得到了廣泛的使用，使運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)得到了突破性的發(fā)展。

通過本次培訓(xùn)，使我在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)方面的理論知識(shí)得到了拓展和提高，在以后的工作和實(shí)踐中進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和研究，并不斷在實(shí)踐中加以利用，為做好本職工作打好、打?qū)嵗碚摶A(chǔ)。

第二篇：2011年繼續(xù)教育電氣工程心得體會(huì)

黑龍江省2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能變換與控制技術(shù)

學(xué)習(xí)心得體會(huì)

通過本次2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)我學(xué)習(xí)了太能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能變換與控制系統(tǒng)，我了解到現(xiàn)今太陽能巨大，即使像上海這種太陽能資源不算豐富的地區(qū)(屬三類地區(qū))，太陽每年照射在水平面上的能量也有4 600 MJ/m2左右，相當(dāng)1280度電能。太陽能是一種聚變能，根據(jù)太陽的質(zhì)量和愛因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論，太陽還可以“燃燒”800億年，相對(duì)于人類5000年歷史而言，這幾乎是一個(gè)天文數(shù)字的時(shí)間長度。太陽能清潔無污染，安全無毒害，是理想的可持續(xù)發(fā)展能源之一。向太陽索取電能是工業(yè)化發(fā)展到今天、大量化石能源被消耗且面臨枯竭的必然趨勢。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是人類向太陽索取電能的重要途徑。

一、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電技術(shù)離網(wǎng)系統(tǒng)與公共電網(wǎng)沒有直接的聯(lián)系，其規(guī)模小至幾百瓦的照明電源，大至上百千瓦的獨(dú)立光伏電站。它特別適用于島嶼、深山、荒漠、大草原等無電地區(qū)，也適用于城市中鋪設(shè)線路困難且成本高的場所，如書報(bào)亭、崗?fù)ぁ⒏咚俟分甘緹艉脱赝拘菹鏊挠秒姷取Ａ闶鄣奶柲懿萜簾簟⑻柲苡?jì)算器中的電源也是該系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用。由于光伏發(fā)電技術(shù)離網(wǎng)系統(tǒng)除了太陽能外無需外界能源支持，因此，它還可用作空間站電源。

二、光伏發(fā)電技術(shù)并網(wǎng)系統(tǒng)

太陽電池發(fā)的電是直流，通過控制逆變裝置變換成交流，經(jīng)過相位整合后同電網(wǎng)的交流電合起來使用。采用這種形態(tài)的光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)就是光伏發(fā)電技術(shù)并網(wǎng)系統(tǒng)。光伏發(fā)電技術(shù) 并網(wǎng)供電形式是光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)的主流發(fā)展趨勢。系統(tǒng)技術(shù)日益完善，系統(tǒng)形式也越來越多樣化。目前有無蓄電池?zé)o逆流(即不向電網(wǎng)倒送電)系統(tǒng)、有蓄電池?zé)o逆流系統(tǒng)、有逆流系統(tǒng)(光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)剩余電力向電網(wǎng)輸送，由電力部門回購)，隨著技術(shù)進(jìn)步，今后將發(fā)展微網(wǎng)系統(tǒng)、智能電網(wǎng)系統(tǒng)和全球光伏發(fā)電技術(shù)供電系統(tǒng)。

三、微網(wǎng)系統(tǒng) 黑龍江省2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

太陽輻射到地面任一點(diǎn)的功率密度一年四季每時(shí)每刻都在變化，是一種不穩(wěn)定的供能源泉，也是太陽能光伏發(fā)電與核能發(fā)電或火力發(fā)電的不同之處。光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)的輸出功率受氣候影響，輸出的電能時(shí)刻變化，與電網(wǎng)連接后會(huì)給電網(wǎng)帶來不穩(wěn)定。光伏發(fā)電技術(shù) 系統(tǒng)普及量不大時(shí)這種影響不明顯，當(dāng)大規(guī)模太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)輸電時(shí)，供電波動(dòng)問題將凸顯出來，因此，必須開發(fā)把這種不穩(wěn)定影響限制在最小的控制技術(shù)，如能徹底解決這一問題，則人類在電力使用方面可高枕無憂了。

微網(wǎng)系統(tǒng)是一種獨(dú)立性很強(qiáng)的分散型電源網(wǎng)絡(luò)，是解決上述問題的新一代電網(wǎng)技術(shù)。該系統(tǒng)是由太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、小水力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電或柴油發(fā)電、燃料電池、蓄電池組等任意組合起來，再加入計(jì)量和控制裝置，自成系統(tǒng)，獨(dú)立于大電網(wǎng)或間歇與大電網(wǎng)連接，不需要長距離輸電線(電纜)和架空鐵塔等大型設(shè)備，投資省，不需要大規(guī)模投資，也解決了遠(yuǎn)距離運(yùn)輸大型設(shè)備的成本，尤其可以解決大型發(fā)電設(shè)備運(yùn)往島嶼和山區(qū)的困難。由于其自我調(diào)衡，因此，能把可再生能源發(fā)電對(duì)大電網(wǎng)的擾動(dòng)減少到最低程度，還能改善家庭太陽能發(fā)電系統(tǒng)從發(fā)電、用電到蓄電的效率。它還是解決無法實(shí)施大型火力或核能發(fā)電的小國、島國、窮困地區(qū)日常用電的最佳方案。該技術(shù)目前尚處于研究和完善階段，但可以預(yù)期其進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用將為期不遠(yuǎn)。

四、智能電網(wǎng)系統(tǒng)

智能電網(wǎng)的提出并非偶然，是有多種原因的，其中很重要的因素就是分散型的可再生能源(太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等)電力的大量應(yīng)用和上網(wǎng)造成電網(wǎng)管理日益復(fù)雜和困難，且勢頭已不可逆轉(zhuǎn)，需要改革傳統(tǒng)的管理方式，運(yùn)用現(xiàn)代高科技來調(diào)控和管理。作為大規(guī)模接納可再生能源電力的電網(wǎng)技術(shù)必須做到對(duì)頻率和電壓波動(dòng)的抑制，同時(shí)維持和提高電力質(zhì)量，并提高電力的使用效率。其主要手段是在微網(wǎng)供配電技術(shù)基礎(chǔ)上借助通信網(wǎng)絡(luò)(移動(dòng)通信、無線通信等)來把握安裝有光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)的家庭、辦公樓等用電戶與發(fā)電廠之間供需電情況，進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測和控制。可以說，智能電網(wǎng)是利用微網(wǎng)技術(shù)和IT技術(shù)形成的新一代電網(wǎng)。據(jù)資料稱，日本搞智能電網(wǎng)技術(shù)研究的科技人員中有70％來自于IT行業(yè)，這足以說明IT技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)的密切關(guān)系。發(fā)揮IT在快速準(zhǔn)確傳遞信息方黑龍江省2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

面的技術(shù)特點(diǎn)，在國家一級(jí)的廣大區(qū)域內(nèi)實(shí)時(shí)掌控電力使用狀況和發(fā)電狀況，進(jìn)行電力需求調(diào)整，包括對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)電力和風(fēng)電等不穩(wěn)定電力進(jìn)行調(diào)控。

在智能電網(wǎng)中，蓄電裝置仍然是不可或缺的重要支柱，整個(gè)蓄電系統(tǒng)將包括電動(dòng)車(EV)內(nèi)的蓄電池。電動(dòng)車的大規(guī)模應(yīng)用為蓄電提供了輔助容量，很可能將來電動(dòng)車會(huì)成為智能電網(wǎng)中蓄電系統(tǒng)的最有力的支持，成為能奔跑的蓄電庫和緊急救援用輔助電源。目前，能適應(yīng)快速充放電的高功率密度和高能量密度蓄電池仍然是一項(xiàng)瓶頸技術(shù)。根據(jù)日本野村證券金融經(jīng)濟(jì)研究所預(yù)測，2010年至2030年，日美歐在智能電網(wǎng)上的投資將達(dá)12500億美元，其中蓄電系統(tǒng)投資占60％，足見蓄電系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的地位。

五、太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展

并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)是當(dāng)今世界光伏發(fā)電的趨勢，是光伏技術(shù)步入大規(guī)模發(fā)電階段，成為電力工業(yè)組成部分之一的重大技術(shù)步驟。與離網(wǎng)運(yùn)行的太陽能光伏電站相比，并入大電網(wǎng)可以給太陽能光伏發(fā)電帶來諸多好處。首先，不必考慮負(fù)載供電的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量問題；其次，光伏電池可以始終運(yùn)行在最大功率點(diǎn)處，由于大電網(wǎng)來接納太陽能所發(fā)的全部電能，提高了太陽能發(fā)電的效率；再次，省略了蓄電池作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，降低了蓄電池充放電過程中的能量損失，免除了由于存在蓄電池而帶來的運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)也消除了處理廢舊蓄電池帶來的間接污染。

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)一般由光伏陣列模塊、逆變器和控制器三部分組成。

（一）太陽能光伏井網(wǎng)逆變器的發(fā)展

太陽能光伏并網(wǎng)逆變器是連接光伏陣列模塊和電網(wǎng)的關(guān)鍵部件，它完成控制光伏陣列模塊運(yùn)行于最大功率點(diǎn)和向電網(wǎng)注入正弦電流兩大主要任務(wù)。

早期太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器結(jié)構(gòu)采用單級(jí)無變壓器、電壓型全橋逆變結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、魯棒性強(qiáng)；但受限于當(dāng)時(shí)開關(guān)器件水平，系統(tǒng)的輸出功率因數(shù)只有0.6~0.7，且輸出電流諧波大。隨著電子開關(guān)器件的發(fā)展，開關(guān)頻率高于l6kHz的高頻器件，如BJT、MOSFET或IGBT等，逐漸取代了晶閘管。帶工頻變壓器結(jié)構(gòu)的光伏逆變系統(tǒng)。它最大優(yōu)點(diǎn)是逆變器在低壓側(cè)，因此逆變橋可以采用高頻低壓器件MOSFET，從而節(jié)省了初期投資；而且由于在低壓側(cè)實(shí)現(xiàn)逆變器的控制，使得整個(gè)控制過程更容易實(shí)現(xiàn)。另外，此結(jié)構(gòu)還適用于大電黑龍江省2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

流光伏模塊。然而工頻升壓變壓器體積大，效率低，價(jià)格也很昂貴，隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這一問題采用高頻升壓變換得到了解決。高頻升壓變換能實(shí)現(xiàn)更高功率密度的逆變，如圖1-4所示，升壓變壓器采用高頻磁芯材料，工作頻率均在20kHz以上。它體積小、重量輕，高頻逆變后經(jīng)過高頻變壓器變成高頻交流電，又經(jīng)高頻整流濾波電路得到高壓直流電(通常在300V以上)，再由工頻逆變電路實(shí)現(xiàn)逆變。

光伏逆變器由單級(jí)到多級(jí)的發(fā)展，使電能轉(zhuǎn)換級(jí)數(shù)增加，能夠方便滿足最大功率點(diǎn)跟蹤和直流電壓輸入范圍的要求；但是單級(jí)逆變器結(jié)構(gòu)緊湊，元器件少，損耗更低，逆變器轉(zhuǎn)換效率更高，更易控制。因此在結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)的前提下，盡可能提高直流輸入電壓，就能提高逆變器的轉(zhuǎn)換效率。

（二）太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制策略的發(fā)展

光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行必須滿足：輸出電壓與電網(wǎng)電壓同頻同相同幅值，輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相(功率因數(shù)為1)，而且其輸出還應(yīng)滿足電網(wǎng)的電能質(zhì)量要求。這些都依賴于逆變器的有效控制策略。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制一般分為兩個(gè)環(huán)節(jié)：第一個(gè)環(huán)節(jié)得到系統(tǒng)功率點(diǎn)，既光伏陣列模塊工作點(diǎn)；第二個(gè)環(huán)節(jié)完成光伏逆變系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的跟蹤。同時(shí)，為保證光伏逆變器安全有效地直接工作于并網(wǎng)狀態(tài)，系統(tǒng)必須具備一定的保護(hù)功能和防孤島效應(yīng)的檢測與控制功能。

近幾年，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的綜合控制成為其研究發(fā)展的新趨勢。基于瞬時(shí)無功理論的無功與諧波電流補(bǔ)償控制使得光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)既可以向電網(wǎng)提供有功功率，又可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)無功和諧波電流補(bǔ)償。這對(duì)逆變器跟蹤電網(wǎng)控制的實(shí)時(shí)性、動(dòng)態(tài)特性要求更高。研究適合于這類光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制方法對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的提高具有重大意義。

事實(shí)上把光伏發(fā)電技術(shù) 技術(shù)推廣應(yīng)用到普通家庭，發(fā)揮家用光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)不占地、就地發(fā)電就地使用、減少輸電損失、故障就地解決的優(yōu)點(diǎn)，將更能體現(xiàn)光伏發(fā)電技術(shù)技術(shù)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。大城市的電網(wǎng)四通八達(dá)，如能充分利用家用光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，大力推廣并網(wǎng)型家用光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)，則對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)具有極大的價(jià)值和社會(huì)效益。相信只要中國也出臺(tái)綠電回購政策，有逆流光伏發(fā)電技術(shù) 系統(tǒng)將會(huì)得到大規(guī)模的發(fā)展。黑龍江省2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

從200年前的工業(yè)革命開始，人類在大規(guī)模開發(fā)利用礦物能源的過程中，既獲得了電動(dòng)機(jī)械、高速交通工具、成千上萬種家電和霓虹閃爍的夜生活帶來的享受，也飽受了煤炭石油造成的無情污染和氣候變化之苦，并且每時(shí)每刻都把自己置身于切爾諾貝利核電泄露事件那樣的威脅之下。到如今，連這種樂中帶苦的“享受”也難以為繼了，我們無法得知礦物能源枯竭的那一天何時(shí)到來，但是人類已經(jīng)感覺到這種威脅的日益逼近。隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，大規(guī)模利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行太陽能發(fā)電已經(jīng)蓬勃興起，也許清潔、無污染、永不枯竭的太陽能才能真正地讓人類從此走上一條可持續(xù)發(fā)展之路。

提 交 人：郭元友

報(bào)名序號(hào)： 100102033593

專 業(yè)： 電氣工程

身份證號(hào)： ***623 工作單位： 達(dá)爾凱陽光（哈爾濱）熱電有限公司

提交日期： 2011年5月28日

第三篇：2012年電氣工程繼續(xù)教育心得體會(huì)

直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)心得

此次繼續(xù)教育，在哈爾濱工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院、東北林業(yè)大學(xué)等院校的精心準(zhǔn)備下，專業(yè)、公需課程等內(nèi)容精彩而豐富。使我初步掌握了TRIZ的核心思想和解題模式，通過對(duì)無運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)知識(shí)的學(xué)習(xí)，使我進(jìn)一步掌握了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)理論知識(shí)，加深了對(duì)直流控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和理解，為今后在實(shí)際工作中的理論和實(shí)踐相結(jié)合打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過老培訓(xùn)，我掌握了以下關(guān)于直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)知識(shí)。

一、直流拖動(dòng)系統(tǒng)三種調(diào)速方法及各自工特性

1、調(diào)壓調(diào)速

工作條件： 保持勵(lì)磁 ? = ?N ；保持電阻 R = Ra

調(diào)節(jié)過程：改變電壓 UN ? U?：U??n ?，n0 ?

調(diào)速特性：轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線平行下移。

2、調(diào)阻調(diào)速

工作條件： 保持勵(lì)磁 ? = ?N ； 保持電壓 U =UN ； 調(diào)節(jié)過程：增加電阻 Ra ? R?：R ? ?n ?，n0不變；

調(diào)速特性：轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械特性曲線變軟。

3、調(diào)磁調(diào)速

工作條件：保持電壓 U =UN ；保持電阻 R = R a ； 調(diào)節(jié)過程：減小勵(lì)磁 ?N ? ??：? ? ? n ?，n0 ?

調(diào)速特性：轉(zhuǎn)速上升，機(jī)械特性曲線變軟。

因此，對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。改變電阻只能有級(jí)調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。因此，直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主。

二、直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源

調(diào)壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法，而調(diào)節(jié)電樞電壓需要有專門向電動(dòng)機(jī)供電的可控直流電源。這種可控直流電源分為：

（1）旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組——用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，獲得可調(diào)的直流電壓。

（2）靜止式可控整流器——用靜止式的可控整流器獲得可調(diào)的直流電壓。（3）直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器——用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開關(guān)器件斬波或進(jìn)行脈寬調(diào)制，產(chǎn)生可變的平均電壓。其中：

旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組又簡稱G-M系統(tǒng)，其工作原理為：由原動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)、交流異步或同步電動(dòng)機(jī)）拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī) G 實(shí)現(xiàn)變流，由 G 給需要調(diào)速的直流電動(dòng)機(jī) M 供電，調(diào)節(jié)G 的勵(lì)磁電流 if

即可改變其輸出電壓 U，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n。

旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組和由它供電的直流調(diào)速系統(tǒng)（G-M系統(tǒng)）原理圖

靜止式可控整流器簡稱為V-M系統(tǒng)，其工作原理是，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置 GT 的控制電壓控制晶閘管可控整流器的通斷，來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，即可改變整流電壓，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。由于V-M系統(tǒng)在控制作用的快速性上具有良好的優(yōu)越性，大大提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

晶閘管-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）原理圖

斬波器的基本控制原理

在圖1-5a）中，VT 表示電力電子開關(guān)器件，VD 表示續(xù)流二極管。當(dāng)VT 導(dǎo)通時(shí)，直流電源電壓 Us 加到電動(dòng)機(jī)上；當(dāng)VT 關(guān)斷時(shí)，直流電源與電機(jī)脫開，電動(dòng)機(jī)電樞經(jīng) VD 續(xù)流，兩端電壓接近于零。好像是電源電壓Us在ton 時(shí)間內(nèi)被接上，又在 T-ton 時(shí)間內(nèi)被斬?cái)啵史Q“斬波”。

原理圖

電壓波形圖

直流斬波器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的原理圖和電壓波形

由于直流PWM調(diào)速系統(tǒng)具有主電路線路簡單，需用的功率器件少；開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較小；低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1:10000左右；若與快速響應(yīng)的電機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)；功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高；直流電源采用不控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高等優(yōu)點(diǎn)，直流PWM調(diào)速系統(tǒng)作為一種新技術(shù)，發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛，特別在中、小容量的系統(tǒng)中，已取代V-M系統(tǒng)成為主要的直流調(diào)速方式。

PWM變換器的直流電源通常由交流電網(wǎng)經(jīng)不可控的二極管整流器產(chǎn)生，并采用大電容C濾波，以獲得恒定的直流電壓，電容C同時(shí)對(duì)感性負(fù)載的無功功率起儲(chǔ)能緩沖作用。

對(duì)于PWM變換器中的濾波電容，其作用除濾波外，還有當(dāng)電機(jī)制動(dòng)時(shí)吸收運(yùn)行系統(tǒng)動(dòng)能的作用。由于直流電源靠二極管整流器供電，不可能回饋電能，電機(jī)制動(dòng)時(shí)只好對(duì)濾波電容充電，這將使電容兩端電壓升高，稱作“泵升電壓”。電力電子器件的耐壓限制著最高泵升電壓，因此電容量就不可能很小，一般幾千瓦的調(diào)速系統(tǒng)所需的電容量達(dá)到數(shù)千微法。在大容量或負(fù)載有較大慣量的系統(tǒng)中，不可能只靠電容器來限制泵升電壓，這時(shí)，可以采用下圖中的鎮(zhèn)流電阻

Rb 來消耗掉部分動(dòng)能。分流電路靠開關(guān)器件 VTb 在泵升電壓達(dá)到允許數(shù)值時(shí)接通。

對(duì)于更大容量的系統(tǒng)，為了提高效率，可以在二極管整流器輸出端并接逆變器，把多余的能量逆變后回饋電網(wǎng)。

如圖所示為PWM控制器和變換器的框圖，其驅(qū)動(dòng)電壓都由 PWM 控制器發(fā)出，PWM控制與變換器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和晶閘管觸發(fā)與整流裝置基本一致。

根據(jù)PWM變換器工作原理，不難看出，當(dāng)控制電壓改變時(shí)，PWM變換器輸出平均電壓按線性規(guī)律變化，但其響應(yīng)會(huì)有延遲，最大的時(shí)延是一個(gè)開關(guān)周期 T。

PWM控制與變換器的框圖

因此PWM控制與變換器（簡稱PWM裝置）也可以看成是一個(gè)滯后環(huán)節(jié)。

三、直流調(diào)速系統(tǒng)的分類、組成、工作原理及特性

直流調(diào)速系統(tǒng)可分為兩大類，即：開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。由于開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在著局限性，而且在調(diào)速性能也不能滿足調(diào)速精度的要求，故開環(huán)調(diào)速已不能滿足要求，需采用反饋控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)來解決這些問題。

（一）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成、工作原理及特性

根據(jù)自動(dòng)控制原理，反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生糾正偏差的作用。

調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落正是由負(fù)載引起的轉(zhuǎn)速偏差，顯然，引入轉(zhuǎn)速閉環(huán)將使調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。

系統(tǒng)組成

圖1-24 帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖

調(diào)節(jié)原理

在反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，與電動(dòng)機(jī)同軸安裝一臺(tái)測速發(fā)電機(jī) TG，從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓Un，與給定電壓 U*n 相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差電壓 ?Un，經(jīng)過放大器 A，產(chǎn)生電力電子變換器UPE的控制電壓Uc，用以控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n。

UPE的組成 UPE是由電力電子器件組成的變換器，其輸入接三組（或單相）交流電源，輸出為可控的直流電壓，控制電壓為Uc。

目前，組成UPE的電力電子器件有如下幾種選擇方案：

（1）對(duì)于中、小容量系統(tǒng)，多采用由IGBT或P-MOSFET組成的PWM 變換器。

（2）對(duì)于較大容量的系統(tǒng)，可采用其他電力電子開關(guān)器件，如GTO、IGCT等。

（3）對(duì)于特大容量的系統(tǒng)，則常用晶閘管觸發(fā)與整流裝置。

任何一臺(tái)需要控制轉(zhuǎn)速的設(shè)備，其生產(chǎn)工藝對(duì)調(diào)速性能都有一定的要求。歸納起來，對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制要求有以下三個(gè)方面：

1.控制要求

1）調(diào)速——在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，分擋地（有級(jí)）或平滑地（無級(jí)）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；

2）穩(wěn)速——以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)行，在各種干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量；

3）加、減速——頻繁起、制動(dòng)的設(shè)備要求加、減速盡量快，以提高生產(chǎn)率；不宜經(jīng)受劇烈速度變化的機(jī)械則要求起，制動(dòng)盡量平穩(wěn)。

2.調(diào)速指標(biāo)

1）調(diào)速范圍——生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍。

2）靜差率——當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空載增加到額定值時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落 ?nN，與理想空載轉(zhuǎn)速 n0 之比，稱作靜差率 s，即

s= ?nN / n0

一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時(shí)還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。

而閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此所需付出的代價(jià)是，須增設(shè)電壓放大器以及檢測與反饋裝置。

轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一種基本的反饋控制系統(tǒng)，它具有被調(diào)量有靜差、抵抗擾動(dòng)，服從給定、系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測精度等三個(gè)基本特征，也就是反饋控制的基本規(guī)律，各種不另加其他調(diào)節(jié)器的基本反饋控制系統(tǒng)都服從于這些規(guī)律。

反饋控制系統(tǒng)的規(guī)律是：一方面能夠有效地抑制一切被包在負(fù)反饋環(huán)內(nèi)前向通道上的擾動(dòng)作用；另一方面，則緊緊地跟隨著給定作用，對(duì)給定信號(hào)的任何變化都是唯命是從的。

四、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)問題

（一）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性

為實(shí)現(xiàn)在單閉環(huán)系統(tǒng)中能隨心所欲地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)過程及實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值Idm的恒流過程，采用電流負(fù)反饋來實(shí)現(xiàn)近似的恒流過程達(dá)到控制目的。即：起動(dòng)過程，只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋；同時(shí)穩(wěn)態(tài)時(shí)，只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，沒有電流負(fù)反饋。

為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實(shí)行嵌套（或稱串級(jí)）聯(lián)接如下圖所示。

1.系統(tǒng)的組成

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器

ACR—電流調(diào)節(jié)器

TG—測速發(fā)電機(jī) TA—電流互感器

UPE—電力電子變換器

圖中，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)

為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用

P I 調(diào)節(jié)器，這樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖示于下圖。

（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U*im決定了電流給定電壓的最大 值；

（2）電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。

雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖

穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性

為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性，必須先繪出它的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如下圖。它可以很方便地根據(jù)上圖的原理圖畫出來，只要注意用帶限幅的輸出特性表示PI 調(diào)節(jié)器就可以了。分析靜特性的關(guān)鍵是掌握這樣的 PI 調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征。

1.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖

雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖

?—轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)

? —電流反饋系數(shù) 2.限幅作用 存在兩種狀況：

（1）飽和——輸出達(dá)到限幅值

當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號(hào)使調(diào)節(jié)器退出飽和；換句話說，飽和的調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔斷了輸入和輸出間的聯(lián)系，相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。（2）不飽和——輸出未達(dá)到限幅值

當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI 作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是零。

在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的。因此，對(duì)于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。

（二）雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 1.系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)

在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，考慮雙閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)，即可繪出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如下圖所示。

圖2-6雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖

2.數(shù)學(xué)模型

圖2-6中WASR(s)和WACR(s)分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。如果采用PI調(diào)節(jié)器，則有

WASR(s)?Kn?ns?1 ?nsWACR(s)?Ki?is?1 ?is

五、直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制

雖然模擬系統(tǒng)具有物理概念清晰、控制信號(hào)流向直觀等優(yōu)點(diǎn)，但其控制規(guī)律體現(xiàn)在硬件電路和所用的器件上，因而線路復(fù)雜、通用性差，控制效果受到器件的性能、溫度等因素的影響。為了適應(yīng)不斷發(fā)展的技術(shù)要求，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以微處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)（簡稱微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)）硬件電路的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移的影響；其控制軟件能夠進(jìn)行邏輯判斷和復(fù)雜運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)不同于一般線性調(diào)節(jié)的最優(yōu)化、自適應(yīng)、非線性、智能化等控制規(guī)律，而且更改起來靈活方便。

微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性好，可靠性高，可以提高控制性能，此外，還擁有信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)通信和故障診斷等模擬控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的功能。

由于計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，因此，與模擬控制系統(tǒng)相比，微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是離散化和數(shù)字化。

（一）微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件

系統(tǒng)組成方式

數(shù)字控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成方式大致可分為三種： 1.數(shù)模混合控制系統(tǒng) 2.數(shù)字電路控制系統(tǒng) 3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（1）數(shù)模混合控制系統(tǒng)

數(shù)模混合控制系統(tǒng)特點(diǎn)：

轉(zhuǎn)速采用模擬調(diào)節(jié)器，也可采用模擬調(diào)節(jié)器； 電流調(diào)節(jié)器采用數(shù)字調(diào)節(jié)器； 脈沖觸發(fā)裝置則采用模擬電路。

（2）數(shù)字電路控制系統(tǒng) 數(shù)字電路控制系統(tǒng)特點(diǎn)：

除主電路和功放電路外，轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器，以及脈沖觸發(fā)裝置等全部由數(shù)字電路組成。

（3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

在數(shù)字裝置中，由計(jì)算機(jī)軟硬件實(shí)現(xiàn)其功能，即為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的特點(diǎn)：

雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用微機(jī)控制。

全數(shù)字電路，實(shí)現(xiàn)脈沖觸發(fā)、轉(zhuǎn)速給定和檢測。采用數(shù)字PI算法，由軟件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)。

微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖3-4所示，系統(tǒng)由以下部分組成： 主電路 檢測電路 控制電路 給定電路 顯示電路

圖3-4 微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

六、掌握可逆系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方式和性能。

（一）單片微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

中、小功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用由電力電子功率開關(guān)器件組成的橋式可逆PWM變換器。系統(tǒng)組成

圖4-1 PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖

UR—整流器； UPEM—橋式可逆電力電子變換器，主電路與圖1-22相同，須要注意的是，直流變換器必須是可逆的；

GD—驅(qū)動(dòng)電路模塊，內(nèi)部含有光電隔離電路和開關(guān)放大電路； UPW—PWM波生成環(huán)節(jié)，其算法包含在單片微機(jī)軟件中； TG—為測速發(fā)電機(jī)，當(dāng)調(diào)速精度要求較高時(shí)可采用數(shù)字測速碼盤；

TA—霍爾電流傳感器；

V-M系統(tǒng)的可逆線路

根據(jù)電機(jī)理論，改變電樞電壓的極性，或者改變勵(lì)磁磁通的方向，都能夠改變直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。因此，V-M系統(tǒng)的可逆線路有兩種方式：

（1）電樞反接可逆線路；（2）勵(lì)磁反接可逆線路。1.電樞反接可逆線路

電樞反接可逆線路的形式有多種，這里介紹如下3種方式：（1）接觸器開關(guān)切換的可逆線路（2）晶閘管開關(guān)切換的可逆線路（3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路

（1）接觸器開關(guān)切換的可逆線路 ? ? KMF閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)； KMR閉合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

（2）晶閘管開關(guān)切換的可逆線路 ? ? VT1、VT4導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)； VT2、VT3導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

晶閘管開關(guān)切換的可逆線路

接觸器切換可逆線路的特點(diǎn) ? ? ? 優(yōu)點(diǎn)：

缺點(diǎn)：有觸點(diǎn)切換，開關(guān)壽命短； 應(yīng)用：不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。

較大功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。由于晶閘管的單向?qū)щ娦裕枰赡孢\(yùn)行時(shí)經(jīng)常采用兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線路，如下圖所示。?

兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆供電方式

僅需一組晶閘管裝置，簡單、經(jīng)濟(jì)。

需自由停車后才能反向，時(shí)間長。（3）兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路

a)電路結(jié)構(gòu)

b)運(yùn)行范圍 圖4-2 兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)可逆線路

? 兩組晶閘管裝置可逆運(yùn)行模式 ? ? 升、降速。

但是，不允許讓兩組晶閘管同時(shí)處于整流狀態(tài)，否則將造成電源短路，因此對(duì)控制電路提出了嚴(yán)格的要求。2.勵(lì)磁反接可逆線路

改變勵(lì)磁電流的方向也能使電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向。與電樞反接可逆線路一樣，可以采用接觸器開關(guān)或晶閘管開關(guān)切換方式，也可采用兩組晶閘管反并聯(lián)供電方式來改變勵(lì)磁方向。

勵(lì)磁反接可逆線路見下圖，電動(dòng)機(jī)電樞用一組晶閘管裝置供電，勵(lì)磁繞組由另外的兩組晶閘管裝置供電。

勵(lì)磁反接可逆供電方式： 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由正組晶閘管裝置VF供電； 反轉(zhuǎn)時(shí)，由反組晶閘管裝置VR供電。

兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)裝置控制，都能靈活地控制電動(dòng)機(jī)的起、制動(dòng)和

晶閘管反并聯(lián)勵(lì)磁反接可逆線路

勵(lì)磁反接的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：供電裝置功率小。

由于勵(lì)磁功率僅占電動(dòng)機(jī)額定功率的1~5%，因此，采用勵(lì)磁反接方案，所需晶閘管裝置的容量小、投資少、效益高。缺點(diǎn)：改變轉(zhuǎn)向時(shí)間長。

由于勵(lì)磁繞組的電感大，勵(lì)磁反向的過程較慢；又因電動(dòng)機(jī)不允許在失磁的情況下運(yùn)行，因此系統(tǒng)控制相對(duì)復(fù)雜一些。

總之，通過本次2012專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)的學(xué)習(xí)，體會(huì)到直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展是一個(gè)從簡單到復(fù)雜、從開環(huán)到閉環(huán)、從單環(huán)到多環(huán)、從單向調(diào)速到可逆調(diào)速的不斷豐富和完善的過程。單閉環(huán)不僅是轉(zhuǎn)速閉環(huán)一種，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求不同可以采用電壓負(fù)反饋、電流補(bǔ)償?shù)忍娲胧Ｓ协h(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)和無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)都在不官完善和發(fā)展之中。

其次，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，微型控制器及計(jì)算機(jī)在調(diào)速技術(shù)的得到了廣泛的使用，使運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)得到了突破性的發(fā)展。

通過本次培訓(xùn)，使我在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)方面的理論知識(shí)得到了拓展和提高，在以后的工作和實(shí)踐中進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和研究，并不斷在實(shí)踐中加以利用，為做好本職工作打好、打?qū)嵗碚摶A(chǔ)。

第四篇：2014年電氣工程繼續(xù)教育心得體會(huì)

黑龍江省2014專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

黑龍江省專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn) 可再生能源系統(tǒng)中的電

此次繼續(xù)教育，在哈爾濱工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院的精心準(zhǔn)備下，我認(rèn)真的學(xué)習(xí)了可再生能源系統(tǒng)中的電能變換與控制技術(shù)的學(xué)習(xí)通過這段時(shí)間對(duì)讓我了解到，能源是人類經(jīng)濟(jì)及文化活動(dòng)的動(dòng)力來源。在20世紀(jì)的一次能源結(jié)構(gòu)中，主要是石油、天然氣和煤炭等化石能源。經(jīng)過人類數(shù)千年，特別是近百年的消費(fèi)，這些化石能源己近枯竭。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增加和社會(huì)生活水平的提高，未來世界能源消費(fèi)量將持續(xù)增長，世界上的化石能源消費(fèi)總量總有一天將達(dá)到極限。此外，大量使用化石燃料已經(jīng)為人類生存環(huán)境帶來了嚴(yán)重的后果。目前由于大量使用礦物能源，全世界每天產(chǎn)生約1億噸溫室效應(yīng)氣體，己經(jīng)造成極為嚴(yán)重的大氣污染。如果不加控制，溫室效應(yīng)將融化兩極的冰山，這可能使海平面上升幾米，人類生活空間的四分之一將由此受到極大威脅。當(dāng)前人類文明的高度發(fā)達(dá)與地球生存環(huán)境的快速惡化己經(jīng)形成一對(duì)十分突出的矛盾。它向全世界能源工作者提出了嚴(yán)峻的命題和挑戰(zhàn)。針對(duì)以上情況，開發(fā)利用可再生能源和各種綠色能源以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源結(jié)構(gòu)是人類必須采取的措施，使以資源有限、污染嚴(yán)重的石化能源為主的能源結(jié)構(gòu)將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐再Y源無限、清潔干凈的可再生能源為主的能源結(jié)構(gòu)。

了解到幾種主要的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)： 一.發(fā)電系統(tǒng) 1.光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由太陽能、光伏陣列、雙向直流變換器、蓄電池或超級(jí)電容和并網(wǎng)逆變器構(gòu)成。光伏陣列除保證負(fù)載的正常供電外，將多余電能通過雙向直流變換器儲(chǔ)存黑龍江省2014專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

到蓄電池或超級(jí)電容中;當(dāng)光伏陣列不足以提供負(fù)載所需的電能時(shí)，雙向直流變換器反向工作向負(fù)載提供電能。2.風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

風(fēng)力發(fā)電按照風(fēng)輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速是否恒定分為定轉(zhuǎn)速運(yùn)行與可變速運(yùn)行兩種方式。按照發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)區(qū)分，有異步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)、永磁式發(fā)電機(jī)、無刷雙饋發(fā)電機(jī)和開關(guān)磁阻

發(fā)電機(jī)等機(jī)型。風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行方式可分為獨(dú)立運(yùn)行、并網(wǎng)運(yùn)行、與其它發(fā)電方式互補(bǔ)運(yùn)行等。3.燃料電池發(fā)電系統(tǒng)

燃料電池是一種將持續(xù)供給的燃料和氧化劑中的化學(xué)能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)裝置。燃料電池發(fā)電最大的優(yōu)勢是高效、潔凈，無污染、噪聲低，模塊結(jié)構(gòu)、積木性強(qiáng)、不受卡諾循環(huán)限制，能量轉(zhuǎn)換效率高，其效率可達(dá)40%-65%。燃料電池被稱為是繼水力、火力、核能之后第四代發(fā)電裝置和替代內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力裝置。

4.混合能源發(fā)電系統(tǒng)

利用風(fēng)能資源和太陽能資源天然的互補(bǔ)性而構(gòu)成的風(fēng)力/太陽能混合發(fā)電系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)因風(fēng)能、太陽能資源間歇性不穩(wěn)定所帶來的可靠性低的缺陷，在一定程度上提供穩(wěn)定可靠電能。這些環(huán)節(jié)的功能是實(shí)現(xiàn)電能變換，即將由光伏電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、燃料電池等發(fā)電元件產(chǎn)生的電能變換成可以并入電網(wǎng)或直接供給用電設(shè)備的電能。

在電氣工程領(lǐng)域，作為可再生能源應(yīng)用的重要組成部分的電力電子變換裝置的研究與開發(fā)也成為一個(gè)重要的研究課題，與之對(duì)應(yīng)的技術(shù)就是可再生能源發(fā)電中的電力電子（電能變換）技術(shù)。電力電子技術(shù)作為可再生能源發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵，直黑龍江省2014專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

接關(guān)系到可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。可再生能源經(jīng)光伏電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、燃料電池等發(fā)電元件的能量轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生大小變化的直流電或頻率變化的交流電，需要電力電子變換器將電能進(jìn)行變換。在電能變換及并網(wǎng)（或獨(dú)立供電）的系統(tǒng)控制過程中，涉及到諸多技術(shù)。典型的電能變換技術(shù)主要有整流技術(shù)、斬波技術(shù)和逆變技術(shù)；典型的控制技術(shù)主要是逆變器的并網(wǎng)控制技術(shù)。

上述技術(shù)中，電能形式的轉(zhuǎn)換及控制是核心技術(shù)，而光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電又是相對(duì)普遍和成熟的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)的部分相應(yīng)問題已在此前做過介紹，本專題重點(diǎn)討論風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的電力電子變換技術(shù)，主要內(nèi)容包括：電能變換器的功能作用、電路結(jié)構(gòu)和電氣原理分析。

通過學(xué)習(xí)了解了在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的整流技術(shù)、逆變技術(shù)和斬波技術(shù)。一.風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的整流技術(shù)：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能饋送到電網(wǎng)上或者單獨(dú)向

負(fù)載供電，期間能流轉(zhuǎn)換的本質(zhì)是機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換，所涉及的變流（電能變換）技術(shù)主要有整流技術(shù)、斬波技術(shù)和逆變技術(shù)。在多數(shù)場合中，整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中包含上述三種技術(shù)中的一種或幾種。1.不可控整流方案

在直接驅(qū)動(dòng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，由于發(fā)電機(jī)出口電壓的幅值和頻率總在變化，需要先通過整流電路將該交流信號(hào)變換成直流電，然后再經(jīng)過逆變器變換為恒頻恒 壓的交流電連接到電網(wǎng)。但是在整流過程中，由于電力電子器件的作用使得發(fā)電機(jī) 側(cè)功率因數(shù)變低并且電流諧波增大，給發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行帶來了不利影響。然而，由于該種方案結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本低廉；同時(shí)，不可控整流模塊的功率等級(jí)可以做到很大，技術(shù)瓶頸較小，因此在實(shí)際中仍得到了較為廣泛的應(yīng)用。黑龍江省2014專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

該系統(tǒng)前端采用不可控整流橋整流為直流，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的變壓變頻的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，最后經(jīng)過變流器環(huán)節(jié)將電流送人電網(wǎng)。該系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定，控制簡單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，適合于中小功率場合。2.多脈波不可控整流方案

不可控整流方案的缺點(diǎn)在于交流側(cè)諧波含量大，降低了系統(tǒng)的效率，給系統(tǒng)帶來了不良影響。多脈波不可控整流技術(shù)可以顯著降低交流側(cè)的電流諧波，降低直流側(cè)的電壓脈動(dòng)，已經(jīng)在電源、變頻器等多種場合得到了廣泛應(yīng)用。3.三相單管整流方案

不可控整流橋會(huì)向發(fā)電機(jī)注人大量的5次、7次、11次低頻諧波，電流的畸變率很大，約為10.68%。大量的諧波電流會(huì)在發(fā)電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生大量損耗，使發(fā)電機(jī)溫度上升，縮短發(fā)電機(jī)壽命，系統(tǒng)效率降低^因此，如果能使發(fā)電機(jī)輸出電 流正弦化，減少電流諧波，就能減少發(fā)電機(jī)損耗，增加系統(tǒng)效率。三相單管整流方案具有結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、并聯(lián)無需均流等特點(diǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正（Power Factor Coireclion，PFC)，因而受到廣泛關(guān)注。該電路可以調(diào)節(jié)整流器輸人端（即發(fā)電機(jī)輸出端）的電流波形，減少諧波失真，提髙功率因數(shù)，進(jìn)而減少發(fā)電機(jī)損耗，提高永磁發(fā)電機(jī)的有功功率輸出能力。直驅(qū)系統(tǒng)為全功率變換系統(tǒng)，隨著功率的逐步上升，就需要多個(gè)整流以及逆變環(huán)節(jié)并聯(lián)運(yùn)行。三相單管整流電路對(duì)直驅(qū)系統(tǒng)中的永磁同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行升壓穩(wěn)壓以及功率因數(shù)校正，由于其電流源特性，并聯(lián)時(shí)無需均流措施，應(yīng)用前景看好 4.基于晶閘管的逆變方案

系統(tǒng)中整流部分采用三相不可控整流，逆變器的開關(guān)管采用晶閘管，并在網(wǎng)側(cè)并聯(lián)電容器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。與自關(guān)斷型開關(guān)管（如IGBT)相比，晶閘管技術(shù)成熟，成本低，功率等級(jí)高，可靠性高。在過去的幾十年中，相控強(qiáng)迫換相變流器用于髙壓直流輸電系統(tǒng)和變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。早期的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本都是采黑龍江省2014專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

用晶閘管變流技術(shù)。但是，品閘管變流器工作時(shí)需要吸收無功功率，并且在電網(wǎng)側(cè)會(huì)產(chǎn)生很大的諧波電流，為了滿足電網(wǎng)諧波的要求，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。由于變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸入功率變化范圍很大，因此補(bǔ)償?shù)臒o功功率變化范圍也比較大。傳統(tǒng)的投切電容方式不夠靈活，系統(tǒng)需要電容量可調(diào)、響應(yīng)快速的無功功率補(bǔ)償裝置。通過檢測逆變器輸人端電壓、電流以及電網(wǎng)的電壓值，可以計(jì)算出補(bǔ)償系統(tǒng)的觸發(fā)延遲角。

4晶閘管逆變器成本低，輸人電網(wǎng)電流的諧波含量高，為了消除輸入電網(wǎng)的諧波電流，可以加入補(bǔ)償系統(tǒng)。補(bǔ)償系統(tǒng)的控制比較復(fù)雜，但是容量比較大，這會(huì)增加系統(tǒng)成本。為了更好地消除諧波，可以采用多脈波晶閘管等方法，但是會(huì)使系統(tǒng)成本有所增加。5.電壓源型PWM逆變方案

電壓源型PWM逆變方案是當(dāng)前主要應(yīng)用的逆變方案，該方案的拓?fù)淙鐖D4-2所示，采用的結(jié)構(gòu)為三相全橋，開關(guān)器件為全控型開關(guān)器件，如IGBT、MOSFET等。6.電流源型逆變方案

晶閘管具有成本低、功率等級(jí)高等優(yōu)點(diǎn)，在早期的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中使用較多；但是晶閘管變流器工作時(shí)需要吸收無功功率，并且會(huì)在電網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生很大的諧波電流，必須增加補(bǔ)償系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行諧波抑制和無功功率補(bǔ)，這將增加系統(tǒng)的成本和控制的復(fù)雜性。全控型器件構(gòu)成逆變器，能夠?qū)崿F(xiàn)自換流，使輸出諧波大大減小，可以省去補(bǔ)償系統(tǒng)。不可控整流+電壓源型逆變器的結(jié)構(gòu)圖。由不可控整流得到的直 流側(cè)電壓隨輸入而變化，通過全控型器件構(gòu)成電壓源型逆變器（VSI)，可以通過改變調(diào)制比來實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電壓頻率和幅值恒定；這種拓?fù)淇梢赃M(jìn)一步提高開關(guān)頻率，減小諧波污染，靈活調(diào)節(jié)輸出到電網(wǎng)的有功功率和無功功率，從而調(diào)節(jié)永磁同步發(fā)電機(jī)（PMSG)的轉(zhuǎn)速，使其具有最大風(fēng)能捕獲的功能；缺點(diǎn)是不能直接調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，不可控整流會(huì)造成定子電流諧波含量較大，會(huì)增大發(fā)電機(jī)損耗和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，并且當(dāng)風(fēng)速變化范圍較大時(shí)，VSI的電壓調(diào)黑龍江省2014專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

節(jié)作用有限。與VSI相比較，電流源型逆變器（CSI)容易實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，由于直流側(cè)存在大電感，抗電流沖擊能力強(qiáng)，系統(tǒng)的可靠性更高，但是CSI容易受電網(wǎng)電壓變化的影響，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，并且諧波問題較大，功率因數(shù)低。因此，綜合成本、效率和動(dòng)態(tài)響應(yīng)等因素，電壓源型逆變器具有更大的優(yōu)勢，目前在小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中使用較多。

7.斬波技術(shù)實(shí)現(xiàn)的是直流到直流的變換，直接驅(qū)動(dòng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，采用不可控整流方案的場合很多，此時(shí)發(fā)電機(jī)（通常采用永磁發(fā)電機(jī)）發(fā)出的三相電通過三相不可控整流橋整流后，再進(jìn)行逆變?nèi)缓蟛⒕W(wǎng)發(fā)電。但由于同步發(fā)電機(jī)在低風(fēng)速時(shí)輸出電壓較低，無法將能量回饋至電網(wǎng)，因此實(shí)用的電路往往在直流側(cè)加人一個(gè)Boost升壓電路，在低速時(shí)，由升壓電路先將整流器輸出的直流電壓提升。采用此電路可使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在非常寬的調(diào)速范圍。Boost電路是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中主要用到的斬波技術(shù)，其具有輸人電流連續(xù)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、效率高等特點(diǎn)。Boost斬波器是常用的DC/DC升壓斬波器。

通過本次培訓(xùn)，使我在可再生能源系統(tǒng)中的電能變換與控制技術(shù)方面的理論知識(shí)得到了拓展和提高，在以后的工作和實(shí)踐中進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和研究，并不斷在實(shí)踐中加以利用，為做好本職工作打好、打?qū)嵗碚摶A(chǔ)。

第五篇：黑龍江建設(shè)工程專業(yè)繼續(xù)教育電氣工程心得體會(huì)

黑龍江省2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能變換與控制技術(shù)

學(xué)習(xí)心得體會(huì)

通過本次2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)我學(xué)習(xí)了太能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能變換與控制系統(tǒng)，我了解到現(xiàn)今太陽能巨大，即使像上海這種太陽能資源不算豐富的地區(qū)(屬三類地區(qū))，太陽每年照射在水平面上的能量也有4 600 MJ/m2左右，相當(dāng)1280度電能。太陽能是一種聚變能，根據(jù)太陽的質(zhì)量和愛因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論，太陽還可以“燃燒”800億年，相對(duì)于人類5000年歷史而言，這幾乎是一個(gè)天文數(shù)字的時(shí)間長度。太陽能清潔無污染，安全無毒害，是理想的可持續(xù)發(fā)展能源之一。向太陽索取電能是工業(yè)化發(fā)展到今天、大量化石能源被消耗且面臨枯竭的必然趨勢。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是人類向太陽索取電能的重要途徑。

一、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電技術(shù)離網(wǎng)系統(tǒng)與公共電網(wǎng)沒有直接的聯(lián)系，其規(guī)模小至幾百瓦的照明電源，大至上百千瓦的獨(dú)立光伏電站。它特別適用于島嶼、深山、荒漠、大草原等無電地區(qū)，也適用于城市中鋪設(shè)線路困難且成本高的場所，如書報(bào)亭、崗?fù)ぁ⒏咚俟分甘緹艉脱赝拘菹鏊挠秒姷取Ａ闶鄣奶柲懿萜簾簟⑻柲苡?jì)算器中的電源也是該系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用。由于光伏發(fā)電技術(shù)離網(wǎng)系統(tǒng)除了太陽能外無需外界能源支持，因此，它還可用作空間站電源。

二、光伏發(fā)電技術(shù)并網(wǎng)系統(tǒng)

太陽電池發(fā)的電是直流，通過控制逆變裝置變換成交流，經(jīng)過相位整合后同電網(wǎng)的交流電合起來使用。采用這種形態(tài)的光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)就是光伏發(fā)電技術(shù)并網(wǎng)系統(tǒng)。光伏發(fā)電技術(shù) 并網(wǎng)供電形式是光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)的主流發(fā)展趨勢。系統(tǒng)技術(shù)日益完善，系統(tǒng)形式也越來越多樣化。目前有無蓄電池?zé)o逆流(即不向電網(wǎng)倒送電)系統(tǒng)、有蓄電池?zé)o逆流系統(tǒng)、有逆流系統(tǒng)(光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)剩余電力向電網(wǎng)輸送，由電力部門回購)，隨著技術(shù)進(jìn)步，今后將發(fā)展微網(wǎng)系統(tǒng)、智能電網(wǎng)系統(tǒng)和全球光伏發(fā)電技術(shù)供電系統(tǒng)。

三、微網(wǎng)系統(tǒng) 黑龍江省2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

太陽輻射到地面任一點(diǎn)的功率密度一年四季每時(shí)每刻都在變化，是一種不穩(wěn)定的供能源泉，也是太陽能光伏發(fā)電與核能發(fā)電或火力發(fā)電的不同之處。光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)的輸出功率受氣候影響，輸出的電能時(shí)刻變化，與電網(wǎng)連接后會(huì)給電網(wǎng)帶來不穩(wěn)定。光伏發(fā)電技術(shù) 系統(tǒng)普及量不大時(shí)這種影響不明顯，當(dāng)大規(guī)模太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)輸電時(shí)，供電波動(dòng)問題將凸顯出來，因此，必須開發(fā)把這種不穩(wěn)定影響限制在最小的控制技術(shù)，如能徹底解決這一問題，則人類在電力使用方面可高枕無憂了。

微網(wǎng)系統(tǒng)是一種獨(dú)立性很強(qiáng)的分散型電源網(wǎng)絡(luò)，是解決上述問題的新一代電網(wǎng)技術(shù)。該系統(tǒng)是由太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、小水力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電或柴油發(fā)電、燃料電池、蓄電池組等任意組合起來，再加入計(jì)量和控制裝置，自成系統(tǒng)，獨(dú)立于大電網(wǎng)或間歇與大電網(wǎng)連接，不需要長距離輸電線(電纜)和架空鐵塔等大型設(shè)備，投資省，不需要大規(guī)模投資，也解決了遠(yuǎn)距離運(yùn)輸大型設(shè)備的成本，尤其可以解決大型發(fā)電設(shè)備運(yùn)往島嶼和山區(qū)的困難。由于其自我調(diào)衡，因此，能把可再生能源發(fā)電對(duì)大電網(wǎng)的擾動(dòng)減少到最低程度，還能改善家庭太陽能發(fā)電系統(tǒng)從發(fā)電、用電到蓄電的效率。它還是解決無法實(shí)施大型火力或核能發(fā)電的小國、島國、窮困地區(qū)日常用電的最佳方案。該技術(shù)目前尚處于研究和完善階段，但可以預(yù)期其進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用將為期不遠(yuǎn)。

四、智能電網(wǎng)系統(tǒng)

智能電網(wǎng)的提出并非偶然，是有多種原因的，其中很重要的因素就是分散型的可再生能源(太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等)電力的大量應(yīng)用和上網(wǎng)造成電網(wǎng)管理日益復(fù)雜和困難，且勢頭已不可逆轉(zhuǎn)，需要改革傳統(tǒng)的管理方式，運(yùn)用現(xiàn)代高科技來調(diào)控和管理。作為大規(guī)模接納可再生能源電力的電網(wǎng)技術(shù)必須做到對(duì)頻率和電壓波動(dòng)的抑制，同時(shí)維持和提高電力質(zhì)量，并提高電力的使用效率。其主要手段是在微網(wǎng)供配電技術(shù)基礎(chǔ)上借助通信網(wǎng)絡(luò)(移動(dòng)通信、無線通信等)來把握安裝有光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)的家庭、辦公樓等用電戶與發(fā)電廠之間供需電情況，進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測和控制。可以說，智能電網(wǎng)是利用微網(wǎng)技術(shù)和IT技術(shù)形成的新一代電網(wǎng)。據(jù)資料稱，日本搞智能電網(wǎng)技術(shù)研究的科技人員中有70％來自于IT行業(yè)，這足以說明IT技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)的密切關(guān)系。發(fā)揮IT在快速準(zhǔn)確傳遞信息方黑龍江省2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

面的技術(shù)特點(diǎn)，在國家一級(jí)的廣大區(qū)域內(nèi)實(shí)時(shí)掌控電力使用狀況和發(fā)電狀況，進(jìn)行電力需求調(diào)整，包括對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)電力和風(fēng)電等不穩(wěn)定電力進(jìn)行調(diào)控。

在智能電網(wǎng)中，蓄電裝置仍然是不可或缺的重要支柱，整個(gè)蓄電系統(tǒng)將包括電動(dòng)車(EV)內(nèi)的蓄電池。電動(dòng)車的大規(guī)模應(yīng)用為蓄電提供了輔助容量，很可能將來電動(dòng)車會(huì)成為智能電網(wǎng)中蓄電系統(tǒng)的最有力的支持，成為能奔跑的蓄電庫和緊急救援用輔助電源。目前，能適應(yīng)快速充放電的高功率密度和高能量密度蓄電池仍然是一項(xiàng)瓶頸技術(shù)。根據(jù)日本野村證券金融經(jīng)濟(jì)研究所預(yù)測，2010年至2030年，日美歐在智能電網(wǎng)上的投資將達(dá)12500億美元，其中蓄電系統(tǒng)投資占60％，足見蓄電系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的地位。

五、太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展

并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)是當(dāng)今世界光伏發(fā)電的趨勢，是光伏技術(shù)步入大規(guī)模發(fā)電階段，成為電力工業(yè)組成部分之一的重大技術(shù)步驟。與離網(wǎng)運(yùn)行的太陽能光伏電站相比，并入大電網(wǎng)可以給太陽能光伏發(fā)電帶來諸多好處。首先，不必考慮負(fù)載供電的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量問題；其次，光伏電池可以始終運(yùn)行在最大功率點(diǎn)處，由于大電網(wǎng)來接納太陽能所發(fā)的全部電能，提高了太陽能發(fā)電的效率；再次，省略了蓄電池作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，降低了蓄電池充放電過程中的能量損失，免除了由于存在蓄電池而帶來的運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)也消除了處理廢舊蓄電池帶來的間接污染。

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)一般由光伏陣列模塊、逆變器和控制器三部分組成。

（一）太陽能光伏井網(wǎng)逆變器的發(fā)展

太陽能光伏并網(wǎng)逆變器是連接光伏陣列模塊和電網(wǎng)的關(guān)鍵部件，它完成控制光伏陣列模塊運(yùn)行于最大功率點(diǎn)和向電網(wǎng)注入正弦電流兩大主要任務(wù)。

早期太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器結(jié)構(gòu)采用單級(jí)無變壓器、電壓型全橋逆變結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、魯棒性強(qiáng)；但受限于當(dāng)時(shí)開關(guān)器件水平，系統(tǒng)的輸出功率因數(shù)只有0.6~0.7，且輸出電流諧波大。隨著電子開關(guān)器件的發(fā)展，開關(guān)頻率高于l6kHz的高頻器件，如BJT、MOSFET或IGBT等，逐漸取代了晶閘管。帶工頻變壓器結(jié)構(gòu)的光伏逆變系統(tǒng)。它最大優(yōu)點(diǎn)是逆變器在低壓側(cè)，因此逆變橋可以采用高頻低壓器件MOSFET，從而節(jié)省了初期投資；而且由于在低壓側(cè)實(shí)現(xiàn)逆變器的控制，使得整個(gè)控制過程更容易實(shí)現(xiàn)。另外，此結(jié)構(gòu)還適用于大電黑龍江省2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

流光伏模塊。然而工頻升壓變壓器體積大，效率低，價(jià)格也很昂貴，隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這一問題采用高頻升壓變換得到了解決。高頻升壓變換能實(shí)現(xiàn)更高功率密度的逆變，如圖1-4所示，升壓變壓器采用高頻磁芯材料，工作頻率均在20kHz以上。它體積小、重量輕，高頻逆變后經(jīng)過高頻變壓器變成高頻交流電，又經(jīng)高頻整流濾波電路得到高壓直流電(通常在300V以上)，再由工頻逆變電路實(shí)現(xiàn)逆變。

光伏逆變器由單級(jí)到多級(jí)的發(fā)展，使電能轉(zhuǎn)換級(jí)數(shù)增加，能夠方便滿足最大功率點(diǎn)跟蹤和直流電壓輸入范圍的要求；但是單級(jí)逆變器結(jié)構(gòu)緊湊，元器件少，損耗更低，逆變器轉(zhuǎn)換效率更高，更易控制。因此在結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)的前提下，盡可能提高直流輸入電壓，就能提高逆變器的轉(zhuǎn)換效率。

（二）太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制策略的發(fā)展

光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行必須滿足：輸出電壓與電網(wǎng)電壓同頻同相同幅值，輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相(功率因數(shù)為1)，而且其輸出還應(yīng)滿足電網(wǎng)的電能質(zhì)量要求。這些都依賴于逆變器的有效控制策略。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制一般分為兩個(gè)環(huán)節(jié)：第一個(gè)環(huán)節(jié)得到系統(tǒng)功率點(diǎn)，既光伏陣列模塊工作點(diǎn)；第二個(gè)環(huán)節(jié)完成光伏逆變系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的跟蹤。同時(shí)，為保證光伏逆變器安全有效地直接工作于并網(wǎng)狀態(tài)，系統(tǒng)必須具備一定的保護(hù)功能和防孤島效應(yīng)的檢測與控制功能。

近幾年，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的綜合控制成為其研究發(fā)展的新趨勢。基于瞬時(shí)無功理論的無功與諧波電流補(bǔ)償控制使得光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)既可以向電網(wǎng)提供有功功率，又可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)無功和諧波電流補(bǔ)償。這對(duì)逆變器跟蹤電網(wǎng)控制的實(shí)時(shí)性、動(dòng)態(tài)特性要求更高。研究適合于這類光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制方法對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的提高具有重大意義。

事實(shí)上把光伏發(fā)電技術(shù) 技術(shù)推廣應(yīng)用到普通家庭，發(fā)揮家用光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)不占地、就地發(fā)電就地使用、減少輸電損失、故障就地解決的優(yōu)點(diǎn)，將更能體現(xiàn)光伏發(fā)電技術(shù)技術(shù)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。大城市的電網(wǎng)四通八達(dá)，如能充分利用家用光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，大力推廣并網(wǎng)型家用光伏發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)，則對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)具有極大的價(jià)值和社會(huì)效益。相信只要中國也出臺(tái)綠電回購政策，有逆流光伏發(fā)電技術(shù) 系統(tǒng)將會(huì)得到大規(guī)模的發(fā)展。黑龍江省2011專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)學(xué)習(xí)心得

從200年前的工業(yè)革命開始，人類在大規(guī)模開發(fā)利用礦物能源的過程中，既獲得了電動(dòng)機(jī)械、高速交通工具、成千上萬種家電和霓虹閃爍的夜生活帶來的享受，也飽受了煤炭石油造成的無情污染和氣候變化之苦，并且每時(shí)每刻都把自己置身于切爾諾貝利核電泄露事件那樣的威脅之下。到如今，連這種樂中帶苦的“享受”也難以為繼了，我們無法得知礦物能源枯竭的那一天何時(shí)到來，但是人類已經(jīng)感覺到這種威脅的日益逼近。隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，大規(guī)模利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行太陽能發(fā)電已經(jīng)蓬勃興起，也許清潔、無污染、永不枯竭的太陽能才能真正地讓人類從此走上一條可持續(xù)發(fā)展之路。

提 交 人： 余曉玲

報(bào)名序號(hào)： 100102033593

專 業(yè)： 電氣工程

身份證號(hào)： ***623 工作單位： 黑龍江省安裝工程公司 提交日期： 2011年5月26日