摘 要

本文分析了国内外含电力电子元件的电力系统研究情况、发展趋势以及国内存在的一些问题。讲述了电力系统和电力电子技术的发展史，电力系统的基本特性、结构和一些控制理论。详细介绍了一些典型的电力电子技术在电力系统中的应用、电力电子变换器件及其工作原理。

对新背景下电力系统建模的一些要求做出了分析，借助MATLAB软件，搭建简单的输电系统模型，并尝试搭建含有相关电力变换器件后的电力系统模型，研究分析线路各项特性的变化。其特点在于电力电子元器件与电力系统相结合， 实现能源的高效转换，节能环保。同时为避免电能的污染，合理地设计电力系统模型，要做到节能、环保、科技、经济的和谐统一。利用各类不同电力电子器件的特点来完善传统电力系统中不足。电力电子技术结合了电力与电子技术，在电力网络中扮演者重要角色。

关键词：；电力电子变换器；电力系统模型；电力电子技术

Abstract

This paper analyzes the research situation, development trend and some problems existing in the domestic power system with power electronic components. About the development history of power system and power electronic technology, the basic characteristics of power system, structure and some control theory. This paper introduces some typical applications of power electronic technology in power system, power electronic conversion device and its working principle.

This paper analyzes some requirements of power system modeling in the new background, builds a simple transmission system model with MATLAB software, and tries to build the power system model with the relevant power conversion device, and study and analyze the characteristics of the line. It is characterized by the combination of power electronic components and power systems to achieve efficient energy conversion, energy saving and environmental protection. At the same time to avoid the pollution of electricity, rational design of the power system model, to achieve energy conservation, environmental protection, science and technology, economic harmony and unity. The use of various types of different characteristics of power electronic devices to improve the traditional power system deficiencies. Power electronics technology combines power and electronics to play an important role in power networks.

Key Words：Power electronic converter; power system model; power electronics technology

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.3 国内外研究状况及趋势 1

1.3.1 我国电力电子发展中出现的问题 1

1.3.2 电力电子技术的发展及应用 2

1.4 课题研究内容 2

1.5 预期目标 3

第2章 现代电力系统的基本特性 4

2.1 电力系统的发展史 4

2.2电力系统的结构 5

2.3电力系统控制 7

2.4稳定性的设计和运行准则 10

第3章 电力电子技术 11

3.1 电力电子技术的发展史 11

3.2 电力电子技术的应用 12

3.3 电力电子变换原理 14

3.3.1电力电子变压器 14

3.3.2电力电子变换器 16

第4章 电力电子在电力系统中的应用 17

4.1 静止无功补偿系统 17

4.2 无功发生器 18

4.3 电力系统运行状态及相关措施 19

4.3.1 暂态稳定 19

4.3.2 动态稳定 19

4.3.3电压稳定 20

4.3.4 潮流控制 20

4.4 快速有载调压 20

第5章 含电力电子元件的电力系统建模 22

5.1 电力系统建模的新背景 22

5.2 高压直流输电系统的建模 22

5.2.1 建立仿真模型 23

5.2.2 系统仿真模拟 24

第6章 结论 27

参考文献 28

致谢 29

2. 绪论

1.1 研究背景

电力电子技术是一个控制电能的应用学科。是多类电力学与电力电子学科知识的结合体。以控制理论为基础，利用半导体器件、数字信号处理器及微电子技术，控制复杂电路不同时间段的通断来实现电能的变换，从而满足不同的需求。目前，在工业生产中已随处可见到电力电子技术的使用，如电源设备的高效率化、高质量化，淬火电源、电力传动、高压直流输电技术和交流灵活输电技术等领域。电力电子技术主要包括了电力学，电子学以及控制理论，其主要讲诉了电力电子器件，各类整流逆变电路，控制技术，开关技术及其在生活和生产中的应用。应用电力电子技术及其控制理论对生产的电能进行控制，包括电能的无功补偿、电能的有源滤波技术以及对瞬间变化的电压进行控制等；研究新型输电系统，包括高压直流输电（HVDC）和交流灵活输电技术（FACTS）。

1.2 研究目的及意义

运用电力电子技术将各种能量高效地变换为理想电能，实现了节约能源保护环境，但在此过程中仍出现在许多问题，如，在电器使用过程中，设备的运行要求严格，技术的不成熟，造成了设备的损坏。又例如谐波对电网的污染，电力电子技术的快速发展在现在看来也逐渐显露出一些影响，电力电子装置越来越多的在工业、交通运输、电力系统、电源和家用电器等诸多领域出现身影，随着越来越多的使用这些设备，越来越多的无功功率和谐波被注入电力网络中，造成了电能质量的下降，形成电网污染。要做到节能、环保、科技、经济的和谐统一，仍然需要电力工作者的研究与讨论，从而完善技术的实践。

1.3 国内外研究状况及趋势