第一篇：2012年電氣工程繼續教育心得體會

直流拖動控制系統學習心得

此次繼續教育，在哈爾濱工業大學繼續教育學院、東北林業大學等院校的精心準備下，專業、公需課程等內容精彩而豐富。使我初步掌握了TRIZ的核心思想和解題模式，通過對無運動控制系統中直流拖動控制系統知識的學習，使我進一步掌握了運動控制系統中的直流拖動控制系統基礎理論知識，加深了對直流控制系統的認識和理解，為今后在實際工作中的理論和實踐相結合打下了堅實的基礎。通過老培訓，我掌握了以下關于直流拖動控制系統的理論基礎知識。

一、直流拖動系統三種調速方法及各自工特性

1、調壓調速

工作條件： 保持勵磁 ? = ?N ；保持電阻 R = Ra

調節過程：改變電壓 UN ? U?：U??n ?，n0 ?

調速特性：轉速下降，機械特性曲線平行下移。

2、調阻調速

工作條件： 保持勵磁 ? = ?N ； 保持電壓 U =UN ； 調節過程：增加電阻 Ra ? R?：R ? ?n ?，n0不變；

調速特性：轉速下降，機械特性曲線變軟。

3、調磁調速

工作條件：保持電壓 U =UN ；保持電阻 R = R a ； 調節過程：減小勵磁 ?N ? ??：? ? ? n ?，n0 ?

調速特性：轉速上升，機械特性曲線變軟。

因此，對于要求在一定范圍內無級平滑調速的系統來說，以調節電樞供電電壓的方式為最好。改變電阻只能有級調速；減弱磁通雖然能夠平滑調速，但調速范圍不大，往往只是配合調壓方案，在基速（額定轉速）以上作小范圍的弱磁升速。因此，直流調速系統往往以調壓調速為主。

二、直流調速系統用的可控直流電源

調壓調速是直流調速系統的主要方法，而調節電樞電壓需要有專門向電動機供電的可控直流電源。這種可控直流電源分為：

（1）旋轉變流機組——用交流電動機和直流發電機組成機組，獲得可調的直流電壓。

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

旋轉變流機組又簡稱G-M系統，其工作原理為：由原動機（柴油機、交流異步或同步電動機）拖動直流發電機 G 實現變流，由 G 給需要調速的直流電動機 M 供電，調節G 的勵磁電流 if

即可改變其輸出電壓 U，從而調節電動機的轉速 n。

旋轉變流機組和由它供電的直流調速系統（G-M系統）原理圖

靜止式可控整流器簡稱為V-M系統，其工作原理是，通過調節觸發裝置 GT 的控制電壓控制晶閘管可控整流器的通斷，來移動觸發脈沖的相位，即可改變整流電壓，從而實現平滑調速。由于V-M系統在控制作用的快速性上具有良好的優越性，大大提高系統的動態性能。

晶閘管-電動機調速系統（V-M系統）原理圖

斬波器的基本控制原理

在圖1-5a）中，VT 表示電力電子開關器件，VD 表示續流二極管。當VT 導通時，直流電源電壓 Us 加到電動機上；當VT 關斷時，直流電源與電機脫開，電動機電樞經 VD 續流，兩端電壓接近于零。好像是電源電壓Us在ton 時間內被接上，又在 T-ton 時間內被斬斷，故稱“斬波”。

原理圖

電壓波形圖

直流斬波器-電動機系統的原理圖和電壓波形

由于直流PWM調速系統具有主電路線路簡單，需用的功率器件少；開關頻率高，電流容易連續，諧波少，電機損耗及發熱都較小；低速性能好，穩速精度高，調速范圍寬，可達1:10000左右；若與快速響應的電機配合，則系統頻帶寬，動態響應快，動態抗擾能力強；功率開關器件工作在開關狀態，導通損耗小，當開關頻率適當時，開關損耗也不大，因而裝置效率較高；直流電源采用不控整流時，電網功率因數比相控整流器高等優點，直流PWM調速系統作為一種新技術，發展迅速，應用日益廣泛，特別在中、小容量的系統中，已取代V-M系統成為主要的直流調速方式。

PWM變換器的直流電源通常由交流電網經不可控的二極管整流器產生，并采用大電容C濾波，以獲得恒定的直流電壓，電容C同時對感性負載的無功功率起儲能緩沖作用。

對于PWM變換器中的濾波電容，其作用除濾波外，還有當電機制動時吸收運行系統動能的作用。由于直流電源靠二極管整流器供電，不可能回饋電能，電機制動時只好對濾波電容充電，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，一般幾千瓦的調速系統所需的電容量達到數千微法。在大容量或負載有較大慣量的系統中，不可能只靠電容器來限制泵升電壓，這時，可以采用下圖中的鎮流電阻

Rb 來消耗掉部分動能。分流電路靠開關器件 VTb 在泵升電壓達到允許數值時接通。

對于更大容量的系統，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。

如圖所示為PWM控制器和變換器的框圖，其驅動電壓都由 PWM 控制器發出，PWM控制與變換器的動態數學模型和晶閘管觸發與整流裝置基本一致。

根據PWM變換器工作原理，不難看出，當控制電壓改變時，PWM變換器輸出平均電壓按線性規律變化，但其響應會有延遲，最大的時延是一個開關周期 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）也可以看成是一個滯后環節。

三、直流調速系統的分類、組成、工作原理及特性

直流調速系統可分為兩大類，即：開環調速系統和閉環調速系統。由于開環調速系統在實際應用中存在著局限性，而且在調速性能也不能滿足調速精度的要求，故開環調速已不能滿足要求，需采用反饋控制的閉環調速系統來解決這些問題。

（一）閉環調速系統的組成、工作原理及特性

根據自動控制原理，反饋控制的閉環系統是按被調量的偏差進行控制的系統，只要被調量出現偏差，它就會自動產生糾正偏差的作用。

調速系統的轉速降落正是由負載引起的轉速偏差，顯然，引入轉速閉環將使調速系統應該能夠大大減少轉速降落。

系統組成

圖1-24 帶轉速負反饋的閉環直流調速系統原理框圖

調節原理

在反饋控制的閉環直流調速系統中，與電動機同軸安裝一臺測速發電機 TG，從而引出與被調量轉速成正比的負反饋電壓Un，與給定電壓 U*n 相比較后，得到轉速偏差電壓 ?Un，經過放大器 A，產生電力電子變換器UPE的控制電壓Uc，用以控制電動機轉速 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）對于中、小容量系統，多采用由IGBT或P-MOSFET組成的PWM 變換器。

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

（3）對于特大容量的系統，則常用晶閘管觸發與整流裝置。

任何一臺需要控制轉速的設備，其生產工藝對調速性能都有一定的要求。歸納起來，對于調速系統的轉速控制要求有以下三個方面：

1.控制要求

1）調速——在一定的最高轉速和最低轉速范圍內，分擋地（有級）或平滑地（無級）調節轉速；

2）穩速——以一定的精度在所需轉速上穩定運行，在各種干擾下不允許有過大的轉速波動，以確保產品質量；

3）加、減速——頻繁起、制動的設備要求加、減速盡量快，以提高生產率；不宜經受劇烈速度變化的機械則要求起，制動盡量平穩。

2.調速指標

1）調速范圍——生產機械要求電動機提供的最高轉速和最低轉速之比叫做調速范圍。

2）靜差率——當系統在某一轉速下運行時，負載由理想空載增加到額定值時所對應的轉速降落 ?nN，與理想空載轉速 n0 之比，稱作靜差率 s，即

s= ?nN / n0

一個調速系統的調速范圍，是指在最低速時還能滿足所需靜差率的轉速可調范圍。

而閉環調速系統可以獲得比開環調速系統硬得多的穩態特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調速范圍，為此所需付出的代價是，須增設電壓放大器以及檢測與反饋裝置。

轉速反饋閉環調速系統是一種基本的反饋控制系統，它具有被調量有靜差、抵抗擾動，服從給定、系統的精度依賴于給定和反饋檢測精度等三個基本特征，也就是反饋控制的基本規律，各種不另加其他調節器的基本反饋控制系統都服從于這些規律。

反饋控制系統的規律是：一方面能夠有效地抑制一切被包在負反饋環內前向通道上的擾動作用；另一方面，則緊緊地跟隨著給定作用，對給定信號的任何變化都是唯命是從的。

四、轉速、電流雙閉環直流調速系統的工程設計問題

（一）轉速、電流雙閉環直流調速系統及其靜特性

為實現在單閉環系統中能隨心所欲地控制電流和轉矩的動態過程及實現在允許條件下的最快起動，關鍵是要獲得一段使電流保持為最大值Idm的恒流過程，采用電流負反饋來實現近似的恒流過程達到控制目的。即：起動過程，只有電流負反饋，沒有轉速負反饋；同時穩態時，只有轉速負反饋，沒有電流負反饋。

為了實現轉速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統中設置兩個調節器，分別調節轉速和電流，即分別引入轉速負反饋和電流負反饋。二者之間實行嵌套（或稱串級）聯接如下圖所示。

1.系統的組成

轉速、電流雙閉環直流調速系統結構

ASR—轉速調節器

ACR—電流調節器

TG—測速發電機 TA—電流互感器

UPE—電力電子變換器

圖中，把轉速調節器的輸出當作電流調節器的輸入，再用電流調節器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環結構上看，電流環在里面，稱作內環；轉速環在外邊，稱作外環。這就形成了轉速、電流雙閉環調速系統。

2.系統電路結構

為了獲得良好的靜、動態性能，轉速和電流兩個調節器一般都采用

P I 調節器，這樣構成的雙閉環直流調速系統的電路原理圖示于下圖。

（1）轉速調節器ASR的輸出限幅電壓U*im決定了電流給定電壓的最大 值；

（2）電流調節器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。

雙閉環直流調速系統的電路原理圖

穩態結構圖和靜特性

為了分析雙閉環調速系統的靜特性，必須先繪出它的穩態結構圖，如下圖。它可以很方便地根據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 調節器就可以了。分析靜特性的關鍵是掌握這樣的 PI 調節器的穩態特征。

1.系統穩態結構框圖

雙閉環直流調速系統的穩態結構框圖

?—轉速反饋系數

? —電流反饋系數 2.限幅作用 存在兩種狀況：

（1）飽和——輸出達到限幅值

當調節器飽和時，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使調節器退出飽和；換句話說，飽和的調節器暫時隔斷了輸入和輸出間的聯系，相當于使該調節環開環。（2）不飽和——輸出未達到限幅值

當調節器不飽和時，PI 作用使輸入偏差電壓在穩態時總是零。

在正常運行時，電流調節器是不會達到飽和狀態的。因此，對于靜特性來說，只有轉速調節器飽和與不飽和兩種情況。

（二）雙閉環直流調速系統的動態數學模型 1.系統動態結構

在單閉環直流調速系統動態數學模型的基礎上，考慮雙閉環控制的結構，即可繪出雙閉環直流調速系統的動態結構框圖，如下圖所示。

圖2-6雙閉環直流調速系統的動態結構框圖

2.數學模型

圖2-6中WASR(s)和WACR(s)分別表示轉速調節器和電流調節器的傳遞函數。如果采用PI調節器，則有

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

五、直流調速系統的數字控制

雖然模擬系統具有物理概念清晰、控制信號流向直觀等優點，但其控制規律體現在硬件電路和所用的器件上，因而線路復雜、通用性差，控制效果受到器件的性能、溫度等因素的影響。為了適應不斷發展的技術要求，隨著電子技術的發展，以微處理器為核心的數字控制系統（簡稱微機數字控制系統）硬件電路的標準化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移的影響；其控制軟件能夠進行邏輯判斷和復雜運算，可以實現不同于一般線性調節的最優化、自適應、非線性、智能化等控制規律，而且更改起來靈活方便。

微機數字控制系統的穩定性好，可靠性高，可以提高控制性能，此外，還擁有信息存儲、數據通信和故障診斷等模擬控制系統無法實現的功能。

由于計算機只能處理數字信號，因此，與模擬控制系統相比，微機數字控制系統的主要特點是離散化和數字化。

（一）微機數字控制雙閉環直流調速系統的硬件和軟件

系統組成方式

數字控制直流調速系統的組成方式大致可分為三種： 1.數模混合控制系統 2.數字電路控制系統 3.計算機控制系統（1）數模混合控制系統

數模混合控制系統特點：

轉速采用模擬調節器，也可采用模擬調節器； 電流調節器采用數字調節器； 脈沖觸發裝置則采用模擬電路。

（2）數字電路控制系統 數字電路控制系統特點：

除主電路和功放電路外，轉速、電流調節器，以及脈沖觸發裝置等全部由數字電路組成。

（3）計算機控制系統

在數字裝置中，由計算機軟硬件實現其功能，即為計算機控制系統。系統的特點：

雙閉環系統結構，采用微機控制。

全數字電路，實現脈沖觸發、轉速給定和檢測。采用數字PI算法，由軟件實現轉速、電流調節。

微機數字控制雙閉環直流調速系統的硬件結構

微機數字控制雙閉環直流調速系統硬件結構如圖3-4所示，系統由以下部分組成： 主電路 檢測電路 控制電路 給定電路 顯示電路

圖3-4 微機數字控制雙閉環直流PWM調速系統硬件結構圖

六、掌握可逆系統的結構、工作原理、控制方式和性能。

（一）單片微機控制的PWM可逆直流調速系統結構

中、小功率的可逆直流調速系統多采用由電力電子功率開關器件組成的橋式可逆PWM變換器。系統組成

圖4-1 PWM可逆直流調速系統原理圖

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—驅動電路模塊，內部含有光電隔離電路和開關放大電路； UPW—PWM波生成環節，其算法包含在單片微機軟件中； TG—為測速發電機，當調速精度要求較高時可采用數字測速碼盤；

TA—霍爾電流傳感器；

V-M系統的可逆線路

根據電機理論，改變電樞電壓的極性，或者改變勵磁磁通的方向，都能夠改變直流電機的旋轉方向。因此，V-M系統的可逆線路有兩種方式：

（1）電樞反接可逆線路；（2）勵磁反接可逆線路。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）接觸器開關切換的可逆線路（2）晶閘管開關切換的可逆線路（3）兩組晶閘管裝置反并聯可逆線路

（1）接觸器開關切換的可逆線路 ? ? KMF閉合，電動機正轉； KMR閉合，電動機反轉。

（2）晶閘管開關切換的可逆線路 ? ? VT1、VT4導通，電動機正轉； VT2、VT3導通，電動機反轉。

晶閘管開關切換的可逆線路

接觸器切換可逆線路的特點 ? ? ? 優點：

缺點：有觸點切換，開關壽命短； 應用：不經常正反轉的生產機械。

較大功率的可逆直流調速系統多采用晶閘管-電動機系統。由于晶閘管的單向導電性，需要可逆運行時經常采用兩組晶閘管可控整流裝置反并聯的可逆線路，如下圖所示。?

兩組晶閘管裝置反并聯可逆供電方式

僅需一組晶閘管裝置，簡單、經濟。

需自由停車后才能反向，時間長。（3）兩組晶閘管裝置反并聯可逆線路

a)電路結構

b)運行范圍 圖4-2 兩組晶閘管可控整流裝置反并聯可逆線路

? 兩組晶閘管裝置可逆運行模式 ? ? 升、降速。

但是，不允許讓兩組晶閘管同時處于整流狀態，否則將造成電源短路，因此對控制電路提出了嚴格的要求。2.勵磁反接可逆線路

改變勵磁電流的方向也能使電動機改變轉向。與電樞反接可逆線路一樣，可以采用接觸器開關或晶閘管開關切換方式，也可采用兩組晶閘管反并聯供電方式來改變勵磁方向。

勵磁反接可逆線路見下圖，電動機電樞用一組晶閘管裝置供電，勵磁繞組由另外的兩組晶閘管裝置供電。

勵磁反接可逆供電方式： 電動機正轉時，由正組晶閘管裝置VF供電； 反轉時，由反組晶閘管裝置VR供電。

兩組晶閘管分別由兩套觸發裝置控制，都能靈活地控制電動機的起、制動和

晶閘管反并聯勵磁反接可逆線路

勵磁反接的特點： 優點：供電裝置功率小。

由于勵磁功率僅占電動機額定功率的1~5%，因此，采用勵磁反接方案，所需晶閘管裝置的容量小、投資少、效益高。缺點：改變轉向時間長。

由于勵磁繞組的電感大，勵磁反向的過程較慢；又因電動機不允許在失磁的情況下運行，因此系統控制相對復雜一些。

總之，通過本次2012年度專業技術人員繼續教育知識更新培訓的學習，體會到直流調速系統的發展是一個從簡單到復雜、從開環到閉環、從單環到多環、從單向調速到可逆調速的不斷豐富和完善的過程。單閉環不僅是轉速閉環一種，根據實際應用要求不同可以采用電壓負反饋、電流補償等替代措施。有環流可逆調速系統和無環流可逆調速系統都在不官完善和發展之中。

其次，隨著電子技術的發展，微型控制器及計算機在調速技術的得到了廣泛的使用，使運動控制技術得到了突破性的發展。

通過本次培訓，使我在運動系統控制技術方面的理論知識得到了拓展和提高，在以后的工作和實踐中進一步深入學習和研究，并不斷在實踐中加以利用，為做好本職工作打好、打實理論基礎。

第二篇：2011年繼續教育電氣工程心得體會

黑龍江省2011專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

太陽能光伏發電系統的電能變換與控制技術

學習心得體會

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

一、太陽能光伏發電系統

光伏發電技術離網系統與公共電網沒有直接的聯系，其規模小至幾百瓦的照明電源，大至上百千瓦的獨立光伏電站。它特別適用于島嶼、深山、荒漠、大草原等無電地區，也適用于城市中鋪設線路困難且成本高的場所，如書報亭、崗亭、高速公路指示燈和沿途休息場所的用電等。零售的太陽能草坪燈、太陽能計算器中的電源也是該系統技術的應用。由于光伏發電技術離網系統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、光伏發電技術并網系統

太陽電池發的電是直流，通過控制逆變裝置變換成交流，經過相位整合后同電網的交流電合起來使用。采用這種形態的光伏發電技術系統就是光伏發電技術并網系統。光伏發電技術 并網供電形式是光伏發電技術系統技術的主流發展趨勢。系統技術日益完善，系統形式也越來越多樣化。目前有無蓄電池無逆流(即不向電網倒送電)系統、有蓄電池無逆流系統、有逆流系統(光伏發電技術系統剩余電力向電網輸送，由電力部門回購)，隨著技術進步，今后將發展微網系統、智能電網系統和全球光伏發電技術供電系統。

三、微網系統 黑龍江省2011專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

太陽輻射到地面任一點的功率密度一年四季每時每刻都在變化，是一種不穩定的供能源泉，也是太陽能光伏發電與核能發電或火力發電的不同之處。光伏發電技術系統的輸出功率受氣候影響，輸出的電能時刻變化，與電網連接后會給電網帶來不穩定。光伏發電技術 系統普及量不大時這種影響不明顯，當大規模太陽能光伏發電并網輸電時，供電波動問題將凸顯出來，因此，必須開發把這種不穩定影響限制在最小的控制技術，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。

微網系統是一種獨立性很強的分散型電源網絡，是解決上述問題的新一代電網技術。該系統是由太陽能光伏發電、風力發電、小水力發電、生物質發電、燃氣發電或柴油發電、燃料電池、蓄電池組等任意組合起來，再加入計量和控制裝置，自成系統，獨立于大電網或間歇與大電網連接，不需要長距離輸電線(電纜)和架空鐵塔等大型設備，投資省，不需要大規模投資，也解決了遠距離運輸大型設備的成本，尤其可以解決大型發電設備運往島嶼和山區的困難。由于其自我調衡，因此，能把可再生能源發電對大電網的擾動減少到最低程度，還能改善家庭太陽能發電系統從發電、用電到蓄電的效率。它還是解決無法實施大型火力或核能發電的小國、島國、窮困地區日常用電的最佳方案。該技術目前尚處于研究和完善階段，但可以預期其進入實際應用將為期不遠。

四、智能電網系統

智能電網的提出并非偶然，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、風能、生物質能等)電力的大量應用和上網造成電網管理日益復雜和困難，且勢頭已不可逆轉，需要改革傳統的管理方式，運用現代高科技來調控和管理。作為大規模接納可再生能源電力的電網技術必須做到對頻率和電壓波動的抑制，同時維持和提高電力質量，并提高電力的使用效率。其主要手段是在微網供配電技術基礎上借助通信網絡(移動通信、無線通信等)來把握安裝有光伏發電技術系統的家庭、辦公樓等用電戶與發電廠之間供需電情況，進行遠距離監測和控制。可以說，智能電網是利用微網技術和IT技術形成的新一代電網。據資料稱，日本搞智能電網技術研究的科技人員中有70％來自于IT行業，這足以說明IT技術與智能電網技術的密切關系。發揮IT在快速準確傳遞信息方黑龍江省2011專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

面的技術特點，在國家一級的廣大區域內實時掌控電力使用狀況和發電狀況，進行電力需求調整，包括對光伏發電技術電力和風電等不穩定電力進行調控。

在智能電網中，蓄電裝置仍然是不可或缺的重要支柱，整個蓄電系統將包括電動車(EV)內的蓄電池。電動車的大規模應用為蓄電提供了輔助容量，很可能將來電動車會成為智能電網中蓄電系統的最有力的支持，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瓶頸技術。根據日本野村證券金融經濟研究所預測，2010年至2030年，日美歐在智能電網上的投資將達12500億美元，其中蓄電系統投資占60％，足見蓄電系統在智能電網中的地位。

五、太陽能光伏并網發電系統的發展

并網光伏發電技術是當今世界光伏發電的趨勢，是光伏技術步入大規模發電階段，成為電力工業組成部分之一的重大技術步驟。與離網運行的太陽能光伏電站相比，并入大電網可以給太陽能光伏發電帶來諸多好處。首先，不必考慮負載供電的穩定性和供電質量問題；其次，光伏電池可以始終運行在最大功率點處，由于大電網來接納太陽能所發的全部電能，提高了太陽能發電的效率；再次，省略了蓄電池作為儲能環節，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行與維護費用，同時也消除了處理廢舊蓄電池帶來的間接污染。

并網光伏發電系統一般由光伏陣列模塊、逆變器和控制器三部分組成。

（一）太陽能光伏井網逆變器的發展

太陽能光伏并網逆變器是連接光伏陣列模塊和電網的關鍵部件，它完成控制光伏陣列模塊運行于最大功率點和向電網注入正弦電流兩大主要任務。

早期太陽能光伏并網系統的逆變器結構采用單級無變壓器、電壓型全橋逆變結構。其特點是結構簡單、造價低、魯棒性強；但受限于當時開關器件水平，系統的輸出功率因數只有0.6~0.7，且輸出電流諧波大。隨著電子開關器件的發展，開關頻率高于l6kHz的高頻器件，如BJT、MOSFET或IGBT等，逐漸取代了晶閘管。帶工頻變壓器結構的光伏逆變系統。它最大優點是逆變器在低壓側，因此逆變橋可以采用高頻低壓器件MOSFET，從而節省了初期投資；而且由于在低壓側實現逆變器的控制，使得整個控制過程更容易實現。另外，此結構還適用于大電黑龍江省2011專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

流光伏模塊。然而工頻升壓變壓器體積大，效率低，價格也很昂貴，隨著電力電子技術和微電子技術的進一步發展，這一問題采用高頻升壓變換得到了解決。高頻升壓變換能實現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，高頻逆變后經過高頻變壓器變成高頻交流電，又經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現逆變。

光伏逆變器由單級到多級的發展，使電能轉換級數增加，能夠方便滿足最大功率點跟蹤和直流電壓輸入范圍的要求；但是單級逆變器結構緊湊，元器件少，損耗更低，逆變器轉換效率更高，更易控制。因此在結合兩者優點的前提下，盡可能提高直流輸入電壓，就能提高逆變器的轉換效率。

（二）太陽能光伏并網發電系統控制策略的發展

光伏發電系統實現并網運行必須滿足：輸出電壓與電網電壓同頻同相同幅值，輸出電流與電網電壓同頻同相(功率因數為1)，而且其輸出還應滿足電網的電能質量要求。這些都依賴于逆變器的有效控制策略。光伏并網發電系統的控制一般分為兩個環節：第一個環節得到系統功率點，既光伏陣列模塊工作點；第二個環節完成光伏逆變系統對電網的跟蹤。同時，為保證光伏逆變器安全有效地直接工作于并網狀態，系統必須具備一定的保護功能和防孤島效應的檢測與控制功能。

近幾年，光伏并網系統的綜合控制成為其研究發展的新趨勢。基于瞬時無功理論的無功與諧波電流補償控制使得光伏并網發電系統既可以向電網提供有功功率，又可實現電網無功和諧波電流補償。這對逆變器跟蹤電網控制的實時性、動態特性要求更高。研究適合于這類光伏發電系統的控制方法對電網電能質量的提高具有重大意義。

事實上把光伏發電技術 技術推廣應用到普通家庭，發揮家用光伏發電技術系統不占地、就地發電就地使用、減少輸電損失、故障就地解決的優點，將更能體現光伏發電技術技術的綜合經濟效益。大城市的電網四通八達，如能充分利用家用光伏發電技術系統的優點，大力推廣并網型家用光伏發電技術系統，則對建設資源節約型和環境友好型社會具有極大的價值和社會效益。相信只要中國也出臺綠電回購政策，有逆流光伏發電技術 系統將會得到大規模的發展。黑龍江省2011專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

從200年前的工業革命開始，人類在大規模開發利用礦物能源的過程中，既獲得了電動機械、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到來，但是人類已經感覺到這種威脅的日益逼近。隨著時代的進步和科技的發展，大規模利用太陽能光伏發電技術進行太陽能發電已經蓬勃興起，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發展之路。

提 交 人：郭元友

報名序號： 100102033593

專 業： 電氣工程

身份證號： ***623 工作單位： 達爾凱陽光（哈爾濱）熱電有限公司

提交日期： 2011年5月28日

第三篇：2012年電氣工程繼續教育心得體會

學習心得

本次繼續教育，以電氣專業技術人才的能力建設為核心，以提高專業技術人員的創新能力、專業水平和科學素質為目的，哈爾濱工業大學繼續教育學院通過組織自學和面授輔導的方式，強化我們的專業知識，使我了解本專業的科技發展動態，掌握本專業的最新科技理論和技術成果，繼續教育專業、公需課程等內容精彩而豐富。使我初步掌握了TRIZ的核心思想和解題模式，通過對無運動控制系統中直流拖動控制系統知識的學習，使我進一步掌握了運動控制系統中的直流拖動控制系統基礎理論知識，加深了對直流控制系統的認識和理解，為今后在實際工作中的理論和實踐相結合打下了堅實的基礎。通過培訓，我學習了關于直流拖動控制系統的理論基礎知識。了解到直流電動機具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內平滑調速，在許多需要調速和快速正反向的電力拖動領域中得到廣泛的應用。由于直流拖動控制系統在理論上和實踐上都比較成熟，而且從控制的角度來看，它又是交流拖動控制系統的基礎。所以直流拖動控制系統的學習非常必要。下面就我學習的知識進行簡單總結：

一、直流拖動系統三種調速方法及各自工特性

直流調速方法

根據直流電動機轉速方程，有三種方法調節直流電動機的轉速：（1）調節電樞供電電壓 U。（調壓調速）（2）減弱勵磁磁通 ?。（調阻調速）（3）改變電樞回路電阻 R。（調磁調速）三種調速方法的性能與比較：

因此，對于要求在一定范圍內無級平滑調速的系統來說，以調節電樞供電電壓的方式為最好。改變電阻只能有級調速；減弱磁通雖然能夠平滑調速，但調速范圍不大，往往只是配合調壓方案，在基速（額定轉速）以上作小范圍的弱磁升速。因此，直流調速系統往往以調壓調速為主。

二、直流調速系統用的可控直流電源

調壓調速是直流調速系統的主要方法，而調節電樞電壓需要有專門向電動機供電的可控直流電源。這種可控直流電源分為：

（1）旋轉變流機組——用交流電動機和直流發電機組成機組，獲得可調的直流電壓。

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

三、直流調速系統的分類、組成、工作原理及特性

直流調速系統可分為兩大類，即：開環調速系統和閉環調速系統。由于開環調速系統在實際應用中存在著局限性，而且在調速性能也不能滿足調速精度的要求，故開環調速已不能滿足要求，需采用反饋控制的閉環調速系統來解決這些問題。

根據自動控制原理，反饋控制的閉環系統是按被調量的偏差進行控制的系統，只要被調量出現偏差，它就會自動產生糾正偏差的作用。

調速系統的轉速降落正是由負載引起的轉速偏差，顯然，引入轉速閉環將使調速系統能夠大大減少轉速降落。

系統組成

圖1-24 帶轉速負反饋的閉環直流調速系統原理框圖

調節原理

在反饋控制的閉環直流調速系統中，與電動機同軸安裝一臺測速發電機 TG，從而引出與被調量轉速成正比的負反饋電壓Un，與給定電壓 U*n 相比較后，得到轉速偏差電壓 ?Un，經過放大器 A，產生電力電子變換器UPE的控制電壓Uc，用以控制電動機轉速 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）對于中、小容量系統，多采用由IGBT或P-MOSFET組成的PWM 變換器。

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

反饋控制系統的規律是：一方面能夠有效地抑制一切被包在負反饋環內前向通道上的擾動作用；另一方面，則緊緊地跟隨著給定作用，對給定信號的任何變化都是唯命是從的。

四、轉速、電流雙閉環直流調速系統的工程設計問題

（一）轉速、電流雙閉環直流調速系統

為實現在單閉環系統中能隨心所欲地控制電流和轉矩的動態過程及實現在允許條件下的最快起動，關鍵是要獲得一段使電流保持為最大值Idm的恒流過程，采用電流負反饋來實現近似的恒流過程達到控制目的。即：起動過程，只有電流負反饋，沒有轉速負反饋；同時穩態時，只有轉速負反饋，沒有電流負反饋。

為了實現轉速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統中設置兩個調節器，分別調節轉速和電流，即分別引入轉速負反饋和電流負反饋。二者之間實行嵌套（或稱串級）聯接如下圖所示。

1.系統的組成

轉速、電流雙閉環直流調速系統結構

ASR—轉速調節器

ACR—電流調節器

TG—測速發電機 TA—電流互感器

UPE—電力電子變換器

圖中，把轉速調節器的輸出當作電流調節器的輸入，再用電流調節器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環結構上看，電流環在里面，稱作內環；轉速環在外邊，稱作外環。這就形成了轉速、電流雙閉環調速系統。

2.系統電路結構

為了獲得良好的靜、動態性能，轉速和電流兩個調節器一般都采用

P I 調節器，這樣構成的雙閉環直流調速系統的電路原理圖示于下圖。

（1）轉速調節器ASR的輸出限幅電壓U*im決定了電流給定電壓的最大 值；（2）電流調節器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。

雙閉環直流調速系統的電路原理圖

（二）雙閉環直流調速系統 1.系統動態結構

在單閉環直流調速系統動態數學模型的基礎上，考慮雙閉環控制的結構，即可繪出雙閉環直流調速系統的動態結構框圖，如下圖所示。

圖2-6雙閉環直流調速系統的動態結構框圖

五、直流調速系統的數字控制

雖然模擬系統具有物理概念清晰、控制信號流向直觀等優點，但其控制規律體現在硬件電路和所用的器件上，因而線路復雜、通用性差，控制效果受到器件的性能、溫度等因素的影響。為了適應不斷發展的技術要求，隨著電子技術的發展，以微處理器為核心的數字控制系統（簡稱微機數字控制系統）硬件電路的標準化程度高，制作成本低，且不受器件溫度漂移的影響；其控制軟件能夠進行邏輯判斷和復雜運算，可以實現不同于一般線性調節的最優化、自適應、非線性、智能化等控制規律，而且更改起來靈活方便。

微機數字控制系統的穩定性好，可靠性高，可以提高控制性能，此外，還擁有信息存儲、數據通信和故障診斷等模擬控制系統無法實現的功能。

由于計算機只能處理數字信號，因此，與模擬控制系統相比，微機數字控制系統的主要特點是離散化和數字化。

六、掌握可逆系統的結構、工作原理、控制方式和性能。

（一）單片微機控制的PWM可逆直流調速系統結構

中、小功率的可逆直流調速系統多采用由電力電子功率開關器件組成的橋式可逆PWM變換器。系統組成

圖4-1 PWM可逆直流調速系統原理圖

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—驅動電路模塊，內部含有光電隔離電路和開關放大電路； UPW—PWM波生成環節，其算法包含在單片微機軟件中； TG—為測速發電機，當調速精度要求較高時可采用數字測速碼盤；

TA—霍爾電流傳感器；

V-M系統的可逆線路

根據電機理論，改變電樞電壓的極性，或者改變勵磁磁通的方向，都能夠改變直流電機的旋轉方向。因此，V-M系統的可逆線路有兩種方式：

（1）電樞反接可逆線路；（2）勵磁反接可逆線路。總之，通過本次2012專業技術人員繼續教育知識更新培訓的學習，體會到直流調速系統的發展是一個從簡單到復雜、從開環到閉環、從單環到多環、從單向調速到可逆調速的不斷豐富和完善的過程。單閉環不僅是轉速閉環一種，根據實際應用要求不同可以采用電壓負反饋、電流補償等替代措施。有環流可逆調速系統和無環流可逆調速系統都在不斷完善和發展之中。其次，隨著電子技術的發展，微型控制器及計算機在調速技術的得到了廣泛的使用，使運動控制技術得到了突破性的發展。

通過本次培訓，使我在運動系統控制技術方面的理論知識得到了拓展和提高，在以后的工作和實踐中進一步深入學習和研究，并不斷在實踐中加以利用，為做好本職工作打好、打實理論基礎。

第四篇：2014年電氣工程繼續教育心得體會

黑龍江省2014專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

黑龍江省專業技術人員繼續教育知識更新培訓 可再生能源系統中的電

此次繼續教育，在哈爾濱工業大學繼續教育學院的精心準備下，我認真的學習了可再生能源系統中的電能變換與控制技術的學習通過這段時間對讓我了解到，能源是人類經濟及文化活動的動力來源。在20世紀的一次能源結構中，主要是石油、天然氣和煤炭等化石能源。經過人類數千年，特別是近百年的消費，這些化石能源己近枯竭。隨著經濟的發展、人口的增加和社會生活水平的提高，未來世界能源消費量將持續增長，世界上的化石能源消費總量總有一天將達到極限。此外，大量使用化石燃料已經為人類生存環境帶來了嚴重的后果。目前由于大量使用礦物能源，全世界每天產生約1億噸溫室效應氣體，己經造成極為嚴重的大氣污染。如果不加控制，溫室效應將融化兩極的冰山，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。當前人類文明的高度發達與地球生存環境的快速惡化己經形成一對十分突出的矛盾。它向全世界能源工作者提出了嚴峻的命題和挑戰。針對以上情況，開發利用可再生能源和各種綠色能源以實現可持續發展的能源結構是人類必須采取的措施，使以資源有限、污染嚴重的石化能源為主的能源結構將逐步轉變為以資源無限、清潔干凈的可再生能源為主的能源結構。

了解到幾種主要的可再生能源發電系統： 一.發電系統 1.光伏發電系統

光伏發電系統可分為獨立光伏發電系統和并網光伏發電系統。太陽能光伏并網發電系統由太陽能、光伏陣列、雙向直流變換器、蓄電池或超級電容和并網逆變器構成。光伏陣列除保證負載的正常供電外，將多余電能通過雙向直流變換器儲存黑龍江省2014專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

到蓄電池或超級電容中;當光伏陣列不足以提供負載所需的電能時，雙向直流變換器反向工作向負載提供電能。2.風力發電系統

風力發電按照風輪發電機轉速是否恒定分為定轉速運行與可變速運行兩種方式。按照發電機的結構區分，有異步發電機、同步發電機、永磁式發電機、無刷雙饋發電機和開關磁阻

發電機等機型。風力發電運行方式可分為獨立運行、并網運行、與其它發電方式互補運行等。3.燃料電池發電系統

燃料電池是一種將持續供給的燃料和氧化劑中的化學能連續不斷地轉化為電能的電化學裝置。燃料電池發電最大的優勢是高效、潔凈，無污染、噪聲低，模塊結構、積木性強、不受卡諾循環限制，能量轉換效率高，其效率可達40%-65%。燃料電池被稱為是繼水力、火力、核能之后第四代發電裝置和替代內燃機的動力裝置。

4.混合能源發電系統

利用風能資源和太陽能資源天然的互補性而構成的風力/太陽能混合發電系統，可以彌補因風能、太陽能資源間歇性不穩定所帶來的可靠性低的缺陷，在一定程度上提供穩定可靠電能。這些環節的功能是實現電能變換，即將由光伏電池、風力發電機、燃料電池等發電元件產生的電能變換成可以并入電網或直接供給用電設備的電能。

在電氣工程領域，作為可再生能源應用的重要組成部分的電力電子變換裝置的研究與開發也成為一個重要的研究課題，與之對應的技術就是可再生能源發電中的電力電子（電能變換）技術。電力電子技術作為可再生能源發電技術的關鍵，直黑龍江省2014專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

接關系到可再生能源發電技術的發展。可再生能源經光伏電池、風力發電機、燃料電池等發電元件的能量轉換而產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行變換。在電能變換及并網（或獨立供電）的系統控制過程中，涉及到諸多技術。典型的電能變換技術主要有整流技術、斬波技術和逆變技術；典型的控制技術主要是逆變器的并網控制技術。

上述技術中，電能形式的轉換及控制是核心技術，而光伏發電和風力發電又是相對普遍和成熟的可再生能源發電系統。光伏發電系統的部分相應問題已在此前做過介紹，本專題重點討論風力發電系統中的電力電子變換技術，主要內容包括：電能變換器的功能作用、電路結構和電氣原理分析。

通過學習了解了在風力發電系統中的整流技術、逆變技術和斬波技術。一.風力發電系統中的整流技術：風力發電系統中，風能轉換為電能饋送到電網上或者單獨向

負載供電，期間能流轉換的本質是機械能到電能的轉換，所涉及的變流（電能變換）技術主要有整流技術、斬波技術和逆變技術。在多數場合中，整個風力發電系統中包含上述三種技術中的一種或幾種。1.不可控整流方案

在直接驅動型風力發電系統中，由于發電機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變換成直流電，然后再經過逆變器變換為恒頻恒 壓的交流電連接到電網。但是在整流過程中，由于電力電子器件的作用使得發電機 側功率因數變低并且電流諧波增大，給發電機正常運行帶來了不利影響。然而，由于該種方案結構簡單，可靠性高，成本低廉；同時，不可控整流模塊的功率等級可以做到很大，技術瓶頸較小，因此在實際中仍得到了較為廣泛的應用。黑龍江省2014專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

該系統前端采用不可控整流橋整流為直流，將風力發電機發出的變壓變頻的交流電轉化為直流電，最后經過變流器環節將電流送人電網。該系統具有工作穩定，控制簡單，成本低廉等優點，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在于交流側諧波含量大，降低了系統的效率，給系統帶來了不良影響。多脈波不可控整流技術可以顯著降低交流側的電流諧波，降低直流側的電壓脈動，已經在電源、變頻器等多種場合得到了廣泛應用。3.三相單管整流方案

不可控整流橋會向發電機注人大量的5次、7次、11次低頻諧波，電流的畸變率很大，約為10.68%。大量的諧波電流會在發電機內部產生大量損耗，使發電機溫度上升，縮短發電機壽命，系統效率降低^因此，如果能使發電機輸出電 流正弦化，減少電流諧波，就能減少發電機損耗，增加系統效率。三相單管整流方案具有結構簡單、控制容易、并聯無需均流等特點，同時可以實現功率因數校正（Power Factor Coireclion，PFC)，因而受到廣泛關注。該電路可以調節整流器輸人端（即發電機輸出端）的電流波形，減少諧波失真，提髙功率因數，進而減少發電機損耗，提高永磁發電機的有功功率輸出能力。直驅系統為全功率變換系統，隨著功率的逐步上升，就需要多個整流以及逆變環節并聯運行。三相單管整流電路對直驅系統中的永磁同步發電機進行升壓穩壓以及功率因數校正，由于其電流源特性，并聯時無需均流措施，應用前景看好 4.基于晶閘管的逆變方案

系統中整流部分采用三相不可控整流，逆變器的開關管采用晶閘管，并在網側并聯電容器進行無功功率補償。與自關斷型開關管（如IGBT)相比，晶閘管技術成熟，成本低，功率等級高，可靠性高。在過去的幾十年中，相控強迫換相變流器用于髙壓直流輸電系統和變速驅動系統中。早期的并網風力發電機組基本都是采黑龍江省2014專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

用晶閘管變流技術。但是，品閘管變流器工作時需要吸收無功功率，并且在電網側會產生很大的諧波電流，為了滿足電網諧波的要求，必須對系統進行補償。由于變速恒頻風力發電機組輸入功率變化范圍很大，因此補償的無功功率變化范圍也比較大。傳統的投切電容方式不夠靈活，系統需要電容量可調、響應快速的無功功率補償裝置。通過檢測逆變器輸人端電壓、電流以及電網的電壓值，可以計算出補償系統的觸發延遲角。

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

電壓源型PWM逆變方案是當前主要應用的逆變方案，該方案的拓撲如圖4-2所示，采用的結構為三相全橋，開關器件為全控型開關器件，如IGBT、MOSFET等。6.電流源型逆變方案

晶閘管具有成本低、功率等級高等優點，在早期的并網風力發電機組中使用較多；但是晶閘管變流器工作時需要吸收無功功率，并且會在電網側產生很大的諧波電流，必須增加補償系統對其進行諧波抑制和無功功率補，這將增加系統的成本和控制的復雜性。全控型器件構成逆變器，能夠實現自換流，使輸出諧波大大減小，可以省去補償系統。不可控整流+電壓源型逆變器的結構圖。由不可控整流得到的直 流側電壓隨輸入而變化，通過全控型器件構成電壓源型逆變器（VSI)，可以通過改變調制比來實現并網電壓頻率和幅值恒定；這種拓撲可以進一步提高開關頻率，減小諧波污染，靈活調節輸出到電網的有功功率和無功功率，從而調節永磁同步發電機（PMSG)的轉速，使其具有最大風能捕獲的功能；缺點是不能直接調節發電機電磁轉矩，動態響應較慢，不可控整流會造成定子電流諧波含量較大，會增大發電機損耗和轉矩脈動，并且當風速變化范圍較大時，VSI的電壓調黑龍江省2014專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

節作用有限。與VSI相比較，電流源型逆變器（CSI)容易實現能量的雙向流動，由于直流側存在大電感，抗電流沖擊能力強，系統的可靠性更高，但是CSI容易受電網電壓變化的影響，動態響應較慢，并且諧波問題較大，功率因數低。因此，綜合成本、效率和動態響應等因素，電壓源型逆變器具有更大的優勢，目前在小型風力發電機組中使用較多。

7.斬波技術實現的是直流到直流的變換，直接驅動型風力發電系統中，采用不可控整流方案的場合很多，此時發電機（通常采用永磁發電機）發出的三相電通過三相不可控整流橋整流后，再進行逆變然后并網發電。但由于同步發電機在低風速時輸出電壓較低，無法將能量回饋至電網，因此實用的電路往往在直流側加人一個Boost升壓電路，在低速時，由升壓電路先將整流器輸出的直流電壓提升。采用此電路可使風力發電機組運行在非常寬的調速范圍。Boost電路是風力發電系統中主要用到的斬波技術，其具有輸人電流連續、拓撲結構簡單、效率高等特點。Boost斬波器是常用的DC/DC升壓斬波器。

通過本次培訓，使我在可再生能源系統中的電能變換與控制技術方面的理論知識得到了拓展和提高，在以后的工作和實踐中進一步深入學習和研究，并不斷在實踐中加以利用，為做好本職工作打好、打實理論基礎。

第五篇：黑龍江建設工程專業繼續教育電氣工程心得體會

黑龍江省2011專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

太陽能光伏發電系統的電能變換與控制技術

學習心得體會

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

一、太陽能光伏發電系統

光伏發電技術離網系統與公共電網沒有直接的聯系，其規模小至幾百瓦的照明電源，大至上百千瓦的獨立光伏電站。它特別適用于島嶼、深山、荒漠、大草原等無電地區，也適用于城市中鋪設線路困難且成本高的場所，如書報亭、崗亭、高速公路指示燈和沿途休息場所的用電等。零售的太陽能草坪燈、太陽能計算器中的電源也是該系統技術的應用。由于光伏發電技術離網系統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、光伏發電技術并網系統

太陽電池發的電是直流，通過控制逆變裝置變換成交流，經過相位整合后同電網的交流電合起來使用。采用這種形態的光伏發電技術系統就是光伏發電技術并網系統。光伏發電技術 并網供電形式是光伏發電技術系統技術的主流發展趨勢。系統技術日益完善，系統形式也越來越多樣化。目前有無蓄電池無逆流(即不向電網倒送電)系統、有蓄電池無逆流系統、有逆流系統(光伏發電技術系統剩余電力向電網輸送，由電力部門回購)，隨著技術進步，今后將發展微網系統、智能電網系統和全球光伏發電技術供電系統。

三、微網系統 黑龍江省2011專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

太陽輻射到地面任一點的功率密度一年四季每時每刻都在變化，是一種不穩定的供能源泉，也是太陽能光伏發電與核能發電或火力發電的不同之處。光伏發電技術系統的輸出功率受氣候影響，輸出的電能時刻變化，與電網連接后會給電網帶來不穩定。光伏發電技術 系統普及量不大時這種影響不明顯，當大規模太陽能光伏發電并網輸電時，供電波動問題將凸顯出來，因此，必須開發把這種不穩定影響限制在最小的控制技術，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。

微網系統是一種獨立性很強的分散型電源網絡，是解決上述問題的新一代電網技術。該系統是由太陽能光伏發電、風力發電、小水力發電、生物質發電、燃氣發電或柴油發電、燃料電池、蓄電池組等任意組合起來，再加入計量和控制裝置，自成系統，獨立于大電網或間歇與大電網連接，不需要長距離輸電線(電纜)和架空鐵塔等大型設備，投資省，不需要大規模投資，也解決了遠距離運輸大型設備的成本，尤其可以解決大型發電設備運往島嶼和山區的困難。由于其自我調衡，因此，能把可再生能源發電對大電網的擾動減少到最低程度，還能改善家庭太陽能發電系統從發電、用電到蓄電的效率。它還是解決無法實施大型火力或核能發電的小國、島國、窮困地區日常用電的最佳方案。該技術目前尚處于研究和完善階段，但可以預期其進入實際應用將為期不遠。

四、智能電網系統

智能電網的提出并非偶然，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、風能、生物質能等)電力的大量應用和上網造成電網管理日益復雜和困難，且勢頭已不可逆轉，需要改革傳統的管理方式，運用現代高科技來調控和管理。作為大規模接納可再生能源電力的電網技術必須做到對頻率和電壓波動的抑制，同時維持和提高電力質量，并提高電力的使用效率。其主要手段是在微網供配電技術基礎上借助通信網絡(移動通信、無線通信等)來把握安裝有光伏發電技術系統的家庭、辦公樓等用電戶與發電廠之間供需電情況，進行遠距離監測和控制。可以說，智能電網是利用微網技術和IT技術形成的新一代電網。據資料稱，日本搞智能電網技術研究的科技人員中有70％來自于IT行業，這足以說明IT技術與智能電網技術的密切關系。發揮IT在快速準確傳遞信息方黑龍江省2011專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

面的技術特點，在國家一級的廣大區域內實時掌控電力使用狀況和發電狀況，進行電力需求調整，包括對光伏發電技術電力和風電等不穩定電力進行調控。

在智能電網中，蓄電裝置仍然是不可或缺的重要支柱，整個蓄電系統將包括電動車(EV)內的蓄電池。電動車的大規模應用為蓄電提供了輔助容量，很可能將來電動車會成為智能電網中蓄電系統的最有力的支持，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瓶頸技術。根據日本野村證券金融經濟研究所預測，2010年至2030年，日美歐在智能電網上的投資將達12500億美元，其中蓄電系統投資占60％，足見蓄電系統在智能電網中的地位。

五、太陽能光伏并網發電系統的發展

并網光伏發電技術是當今世界光伏發電的趨勢，是光伏技術步入大規模發電階段，成為電力工業組成部分之一的重大技術步驟。與離網運行的太陽能光伏電站相比，并入大電網可以給太陽能光伏發電帶來諸多好處。首先，不必考慮負載供電的穩定性和供電質量問題；其次，光伏電池可以始終運行在最大功率點處，由于大電網來接納太陽能所發的全部電能，提高了太陽能發電的效率；再次，省略了蓄電池作為儲能環節，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行與維護費用，同時也消除了處理廢舊蓄電池帶來的間接污染。

并網光伏發電系統一般由光伏陣列模塊、逆變器和控制器三部分組成。

（一）太陽能光伏井網逆變器的發展

太陽能光伏并網逆變器是連接光伏陣列模塊和電網的關鍵部件，它完成控制光伏陣列模塊運行于最大功率點和向電網注入正弦電流兩大主要任務。

早期太陽能光伏并網系統的逆變器結構采用單級無變壓器、電壓型全橋逆變結構。其特點是結構簡單、造價低、魯棒性強；但受限于當時開關器件水平，系統的輸出功率因數只有0.6~0.7，且輸出電流諧波大。隨著電子開關器件的發展，開關頻率高于l6kHz的高頻器件，如BJT、MOSFET或IGBT等，逐漸取代了晶閘管。帶工頻變壓器結構的光伏逆變系統。它最大優點是逆變器在低壓側，因此逆變橋可以采用高頻低壓器件MOSFET，從而節省了初期投資；而且由于在低壓側實現逆變器的控制，使得整個控制過程更容易實現。另外，此結構還適用于大電黑龍江省2011專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

流光伏模塊。然而工頻升壓變壓器體積大，效率低，價格也很昂貴，隨著電力電子技術和微電子技術的進一步發展，這一問題采用高頻升壓變換得到了解決。高頻升壓變換能實現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，高頻逆變后經過高頻變壓器變成高頻交流電，又經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現逆變。

光伏逆變器由單級到多級的發展，使電能轉換級數增加，能夠方便滿足最大功率點跟蹤和直流電壓輸入范圍的要求；但是單級逆變器結構緊湊，元器件少，損耗更低，逆變器轉換效率更高，更易控制。因此在結合兩者優點的前提下，盡可能提高直流輸入電壓，就能提高逆變器的轉換效率。

（二）太陽能光伏并網發電系統控制策略的發展

光伏發電系統實現并網運行必須滿足：輸出電壓與電網電壓同頻同相同幅值，輸出電流與電網電壓同頻同相(功率因數為1)，而且其輸出還應滿足電網的電能質量要求。這些都依賴于逆變器的有效控制策略。光伏并網發電系統的控制一般分為兩個環節：第一個環節得到系統功率點，既光伏陣列模塊工作點；第二個環節完成光伏逆變系統對電網的跟蹤。同時，為保證光伏逆變器安全有效地直接工作于并網狀態，系統必須具備一定的保護功能和防孤島效應的檢測與控制功能。

近幾年，光伏并網系統的綜合控制成為其研究發展的新趨勢。基于瞬時無功理論的無功與諧波電流補償控制使得光伏并網發電系統既可以向電網提供有功功率，又可實現電網無功和諧波電流補償。這對逆變器跟蹤電網控制的實時性、動態特性要求更高。研究適合于這類光伏發電系統的控制方法對電網電能質量的提高具有重大意義。

事實上把光伏發電技術 技術推廣應用到普通家庭，發揮家用光伏發電技術系統不占地、就地發電就地使用、減少輸電損失、故障就地解決的優點，將更能體現光伏發電技術技術的綜合經濟效益。大城市的電網四通八達，如能充分利用家用光伏發電技術系統的優點，大力推廣并網型家用光伏發電技術系統，則對建設資源節約型和環境友好型社會具有極大的價值和社會效益。相信只要中國也出臺綠電回購政策，有逆流光伏發電技術 系統將會得到大規模的發展。黑龍江省2011專業技術人員繼續教育知識更新培訓學習心得

從200年前的工業革命開始，人類在大規模開發利用礦物能源的過程中，既獲得了電動機械、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到來，但是人類已經感覺到這種威脅的日益逼近。隨著時代的進步和科技的發展，大規模利用太陽能光伏發電技術進行太陽能發電已經蓬勃興起，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發展之路。

提 交 人： 余曉玲

報名序號： 100102033593

專 業： 電氣工程

身份證號： ***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