前言
第1章电力电子技术与电力系统
11输电系统的运行特点和基本要求
111电力系统运行的基本任务
112交流输电系统的运行特点和存在的问题
113直流输电系统的应用领域
114交流输电的补偿技术
12电力电子装置的基本原理
121相控型变流器
122自换流型变流器
13大功率电力电子装置的结构
131开关器件阀
132冷却系统
133多重化结构
14电力电子技术在电力系统中的应用
第2章柔性交流输电系统（FACTS）
21并联补偿器
211并联无功补偿器的功能
212静止无功补偿器（5VC）
213静止同步补偿器（STATCOM）
22串联补偿器
221串联阻抗补偿及其在电力系统中的应用
222串联移相补偿及其在电力系统中的应用
223串联同步补偿器（5SSC）和动态电压恢复器（DVR）在电力系统中的应用
23串并联混合补偿器
231统一潮流控制器（UPFC）的基本原理
232统一潮流控制器的应用实例
24有源滤波器
241谐波问题的现状
242有源滤波器的原理和结构
243有源滤波器的设计
244有源滤波器的应用实例
25柔性交流输电系统技术的现状和应用前景
第3章直流输电系统的基本原理
31直流输电系统的基本原理和发展概况
311直流输电系统的发展历程
312直流输电系统的优势和缺点
313直流输电系统的基本原理和运行方式
314直流输电系统的现状和发展前景
32直流输电系统的工作原理及结构
321直流输电系统整流侧的工作原理
322直流输电系统逆变侧的工作原理
323直流输电系统的结构
33直流输电系统的谐波问题
331直流输电系统的谐波分析
332直流输电系统的谐波治理
34直流输电系统的控制、故障和过电流保护
341直流输电系统的控制
342直流输电系统的故障与保护
35直流输电技术的发展前景
351器件和电路拓扑
352轻型直流输电（HVDCLight）
353多端直流输电
354其他直流输电技术发展前景
第4章超导储能（SMES）在电力系统中的应用
41概述
42超导储能的基本原理
421电流源型变流器
422电压源型变流器
43超导储能在提高电力系统稳定性方面的应用
431系统动态模型的建立
432关于控制器的设计
433数字仿真及动态模拟实验
44超导储能在改善用户电能质量方面的应用
44I瞬时电压跌落
442基于超导储能的动态电压补偿
443基于超导储能的有源滤波装置
444用于波动负荷补偿的超导储能装置
45超导储能技术的最新发展
参考文献
固态卡帕变压器是什么
浅谈电力电子装置在电力系统中的应用
电力系统的任务是为人们日常生活、企业科研生产提供电力资源，而是社会经济能否稳定发展的重要依托。电力电子装置的应用贯穿电力系统的发电、配电、变电和输电等各个阶段，电力系统若想实现高可靠性、高稳定性和高效性，必须采用高度智能化的电力电子装置。与此同时，传统电力系统的发电方式往往使用不可再生能源，在造成严重的环境污染的同时能源的利用率低下，已不能满足社会的需求，对电力系统进行改进势在必行。在构建新型电力系统中必然会使用电具有较高科技水平的电力电子装置。因此，研究电力电子装置在电力系统中的应用具有重要的现实意义。
1 电力电子装置和电力系统的发展
随着大容量、远距离电力资源传输的需求逐渐提高，电力系统势必步入智能化、自动化发展的道路。目前，我国电力系统的智能化水平逐渐提升，在全国各地均可以使用电能，电力系统的规模位于世界前列。电力电子装置作为电力系统的重要基础，虽然起步较晚，但发展速度迅猛。电力电子装置的不断发展与改善同时也极大促进了电力网络的迅速发展。较为突出的改进为电力能源传输介质由传统的电缆传输转变为光纤传输；关键技术壁垒由硬件设计转变为软件设计；装置由传统的半控型装置逐步发展为全控型装置，目前已经发展到复合型装置；控制方法由传统的模拟控制转变为数字控制等等。然而，我国电力系统与发达国家相比仍存在着一定的差距，主要表现为智能化水平较低、科技含量较低、创新性技术应用较少等等。因此，我国电力行业的相关科技人才应该对电力电子装置进行深入的科学研究并将其先进的应用到电力系统的构建中，从而促进我国电力行业以及社会经济的进一步发展。
2我国电力电子装置在电力系统中的应用
21 发电阶段
传统的电力系统通常利用不可再生能源进行发电，资源有限且会造成一定的环境污染。新型电力系统应因地制宜，利用当地环保的可再生能源，如风能、势能等，同时致力于进一步提高能源的利用效率，提高环保能源的使用率，本文将从风力发电、水力发电和太阳能发电三方面进行介绍电子电力装置在发电中的应用。
211 风力发电
由于风力变化极快，需要电力电子装置对风能进行整流、逆变后将其转变为可供人使用、具有稳定电压、频率的电能资源，最为普遍的装置为风力变流器。利用变流器中拓扑结构分层改变电能的容量和电压，增加了风力发电的效率。
212 水力发电
水力发电装置通过调节水库的高低位置的变化通过水力势能的改变进行发电。水力发电中发电机采用交流励磁技术，极大地加快了发电的速度，其核心电力电子装置为交流发电机组励磁。在交流励磁的控制系统原理简单，利用交流频率的改变直接调节对水压及流量的大小，可以实现快速、准确的水力发电，有效改善了水力发电站的发电。效率
213太阳能发电
太阳能发电需要的电力电子装置包括将太阳能转变为电能的光伏阵列原件、处理不稳定电能的滤波器、变压器、逆变器等装置。目前，太阳能发电系统的应用还存在一定的不足，如光伏阵列存在多峰值问题，有待进一步进行深入研究。
22 储能阶段
由于可再生能源的产生具有季节性、实时性，同时生活生产中使用电能也存在高峰期和低谷期，这就要求进行电能的储存，从而提高现有电力系统的稳定性和可靠性。本文将从目前在我国应用较为广泛的电池储能装置、水力储能装置和风力储能装置几个方面进行概述。
221 电池储能装置
我国对于电池储能装置的研究与其他其他储能方式相比时间较早，可以将任意发电装置产生的电力资源转化为电池中的电能。其原理为利用小功率直流变换器是电池中的电流平稳；利用拓扑结构将电池集成实现电压的高低和电流的变化；利用电压型四象限变换器在实现功率的调节。利用电力电子装置实现储能的最优化、损耗的最小化的储能系统。
222 水力储能装置
水力发电的储能装置一般采用抽水储能，常见的方法为利用抽水蓄能机组中励磁电流的频率和幅值的转换实现电力功率的转换，从而实现电力供能中调峰填谷、备用紧急能源等不同的作用。
223 风力储能装置
风力储能装置利用压缩空气进行储能，利用空气压缩机将剩余的电力资源用空气的压力进行存储，电能不足时，将空气的势能转化为电能进行发电。
23 输电阶段
电力系统若想在输电领域中实现长距离、高容量和低损耗的电力传输，需要电力电子装置进行协助降低电能的损耗，如换流器、变流器。在输电过程中长距离、高容量的电力传输一旦遇到意外灾害可能会造成严重的经济损失，电力电子装置能够及时的发现传输电力过程中的异常状况，根据具体的情况进行决策，以免产生重大的经济损失和资源浪费。
24 智能电网
智能电网是高度自动化、高度智能化的电力资源传输网络，利用自动化控制技术可对任意网络节点进行监控，实现节点间电力资源的双向流动。智能电网中采用功率变换器对用户的功率进行调节。利用电力电子装置的集成可实现电网中控制器通过通信系统进行协同工作，实现电网的自动化控制，增强智能电网的稳定性和可靠性。
25 提高电能利用率
由于自然中可再生资源如水力、风力或是太阳能并非是长时间供应的，但是对于电能的需求却逐年增加，因此电力系统必须降低电能的损耗、提高电能的使用效率。其中，链式静止同步补偿器可以通过无功补偿降低电压的扰动、维护电力系统的稳定性；谐波治理装置可以降低电网中的谐波，抑制不必要的能量损耗；动态电压恢复器通过对电压暂降进行补偿，降低电压引起的电力设备的损害，从而保障电力系统的稳定性和可靠性运行。
3 电力电子装置发展的建议
目前，我国在电力电子装置的应用方面已经取得了较大的突破，但是距离世界顶级的电力系统中电力电子装置的应用还有一定的差距。针对电力资源的大量需求和电力系统改善的需要，电力电子装置应该加强以下几个方面的研究。首先，增强电力系统的智能化，通过电力电子装置的一体化设计，实现电力系统的自动化控制。其次，在发电阶段加强风力发电换流器的可靠性与太阳能发电中逆变器的稳定性。再次，研究其他可再生能源发电的可行性与适用性。最后，增加电力系统出现故障时的应急措施，通过不断改进控制算法增强电力系统进行资源优化配置的能力，提高电力能源的使用效率。
4 总结
电力电子装置是电力系统的重要基础，在保障电力系统及时、准确和可靠运行等方面发挥举足轻重的作用。换言之，电力电子装置科技水平的高低直接影响电力系统自动化水平的高低，直接决定我国经济的发展。因此，我国必须注重电力电子装置的科研与开发，促进电力单位或企业与高校或其他科研单位的合作，致力于将先进的电力电子装置应用于电力系统中，以便进一步满足社会发展对电力资源日益增加的需求。
参考文献：
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周雪松的代表论文
固态变压器又称电力电子变压器（Electronic Power Transformer，EPT），是一种将电力电子变换技术和基于电磁感应原理的高频电能变换技术相结合，实现将一种电力特征的电能转变为另一种电力特征的电能的静止电气设备。
与常规变压器相比，EPT有很多优点，其突出特点在于可以实现原方电流、副方电压以及功率的灵活控制。EPT应用于电力系统后将会改善电能质量，提高系统稳定性，实现灵活的输电方式以及电力市场下对功率潮流的实时控制。现阶段SST除用于新能源智能微网领域，在传统电网中，主要用于解决配电网的电压扰动问题。
固态变压器的应用
随着实际生产中对电能质量的要求越来越高，传统的电能质量补偿装置(如静止同步补偿器、动态电压恢复器、有源电力滤波器和综合电能质量调节器等)功能较为单一，若为满足全部电能要求逐个安装，成本高，效率低，加之传统变压器及其配套监控，整个系统复杂性提高，不利于电能质量的控制。
SST具备解决这一问题的高性价比，因其本身具备无功补偿的功能，可灵活应对电压上升、电压闪变、电压谐波、电压跌落及三相输出电压不平衡等工况，并具备极短时间关断故障电流的能力，兼顾了断路器功能。
除电力系统外，若对电能变换装置的重量和体积有特殊要求，如化工、航空、军事、医疗、航海等领域，SST亦将拥有实际的应用前景。
充电电路原理图解释
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上图为充电器原理图，下面介绍工作原理。
1恒流、限压、充电电路。该部分由02、R6、R8、ZD2、R9、R10和R13等元件组成。当接通市电叫，开关变压器T1次级感应出交流电压。经D4、C4整流滤波后提供约125V直流电压。一路通过R6、R1l、R14、LED3(FuL饱和指示灯)和R15形成回路，LED3点亮，表示待充状态：另一路电压通过R8限流，ZD2(5V1)稳压，再由并联的R9、R10和R13分压为Q2b极提供偏置，使Q2处于导通预充状态。恒流源机构由Q2与其基极分压电阻和ZD2等元件组成。当装入被充电池时125V电压即通过R6限流，经Q2的c—e极对电池恒流充电。这时由于Ul(Ul为软封装IC型号不详)与R6并联。R6两端的电压降使其①脚电位高于③脚，②脚就输出每秒约两个负脉冲。
使LED2(CH充电指示灯)频频闪烁点亮，表示正在正常充电。随着被充电池端电压的逐渐升高，即Q2 e极电位升高，升至设定的限压值(425V)时，由于Q2的b极电位不变，使Q2转入截止，充电结束。这时Q2c极悬空，Ul的③脚呈高电位，U1的②脚输出高电平，LED2熄灭。这时电流就通过R6、R11、R14限流对电池涓流充电，并点亮LED3。LED3作待充、饱和、涓流充电三重指示。
2极性识别电路。此部分由R12和LEDl(TEST红色极性指示灯)构成。保护电路由Q3和R7等元件构成。假设被充电池极性接反了。
LED1就正偏点亮，警告应切换开关K，才能正常充电。如果电池一旦接反，Q3的I)极经R7获得正偏置，Q3导通，Q2的b极电位被下拉短路而截止，阻断了电流输出(否则电池就会被反充而报废)，从而保护了电池和充电器两者的安全。
