《从资本管理办法最新要求看我国银行内部审计的现状与改进之路》

从资本管理办法最新要求看我国银行内部审计的现状与改进之路

贵州民族学院毕业论文

浅析国内外电力电子技术的差异

张伟

摘要：当前，电力电子技术作为节能、节材、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来，电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用，实现高效率和高品质用电相结合。本文简要论述了电力电子技术的发展历程以及国内外电力电子技术现状，从我所学去分析一下当前我国电力电子与国际间的差距，重点通过国内外高校电力电子技术教育、科研成果研究、行业招聘等方面来分析所存在的差距。关键词：国内外电力电子差距

theanalysisofthegapbetweenthedomesticpowerelectronic

technologyandabroad

zhangwei

abstract：recently，thepowerelectronictechnologyasthefoundationofsavingenergy，automaticmaterial，intelligentandmechanotronicsmechanical-electricalintegration，itmakingforthedirectionofthefrequencyofapplicationtechnology，themodulationofhardwarestructureandthegreeningoftheperformanceofourproducts.thepowerelectronictechnologywillmakethepowertechnologymoremature，economicandpracticalinthenearfuture.itwillcombinedthehighefficiencyandhighqualityofusingelectricity.iwilldiscussthedevelopmentofpowerelectweronictechnologyathomeandabroadandthedevelopmentofpowerelectronictechnologyinthisthesis，especiallysinceilearnedtotalktoanalyzecurrentpowerelectronicsandinternationalgap.throughtheeducationofpowerelectronictechnologyathomeandabroad，etc.，fromwhatrespectcanbeimproved.keywords：homeandabroad

powerelectronics

disparity

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作者：张伟（理学院）

专业：应用物理学

指导老师：曾正

目录

第1章前言…………………………………………………………………………………………………………………1第2章国内外电力电子技术的发展及现状…………………………………………………………………..2

1.1国内电力电子技术的发展及现状………………………………………………………………………..2

1.1.1国内电力电子技术的发展…………………………………………………………………………21.1.2国内电力电子技术的现状…………………………………………………………………………21.2国外电力电子技术的发展及现状………………………………………………………………………..3第3章剖析国内外电力电子技术的差距………………………………………………………………………4

3.1分析差距的原因………………………………………………………………………………………………4

3.1.1从教育来剖析国内外电力电子技术在差距…………………………………………….43.1.2从科研方面剖析国内外电力电子技术先进技术的差距…………………………..53.1.3浅谈就业方面，我国与国外的公司聘用差距…………………………………………73.2我们应该从哪些方面的改善…………………………………………………………………………….7

3.2.1教学改进及其新方法……………………………………………………………………………..73.2.2加强先进技术的改善和成果的推广………………………………………………………103.2.3就业方面改善…………………………………………………………………………………….12第4章总结……………………………………………………………………………………………………………….13致谢……………………………………………………………………………………………………………………………..14主要参考文献：……………………………………………………………………………………………………………14成果申明………………………………………………………………………………………………………………………15

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第1章前言

以电力为对象的电子技术称为电力电子技术，它是一门利用各种电力电子器件，对电能进行电压、电流、频率和波形等方面的控制和变换的学科。

电力电子技术包括电力电子器件、电路和控制三个部分，是横跨电力、电子和控制三大电气工程技术之间的交叉学科，是目前最活跃、发展最快的一门新兴学科。半导体电子技术发展至今已形成二大技术领域，即以集成电路为核心的微电子技术和以功率半导体器件为核心的电力电子技术，前者主要用于信息处理，

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向小功率发展，后者主要用于对电力的处理，向功率多功能发展。自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整流控制，是电气传动领域的一次革命，使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子的诞生。进入70年代晶闸管开始形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品，普通晶闸管不能自关断的半控型器件，被称为第一代电力电子器件【2】

。

本人通过学校图书馆和利用现代网络技术获取大量资料，不断的吸收别人的精华，转变成为自己的知识。分析国内外电力电子技术的发展及现状，得出差距的原因，建议了几条改善措施，代表自己观点，仅供参考。

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作者：张伟（理学院）

专业：应用物理学

指导老师：曾正

第2章国内外电力电子技术的发展及现状

1.1国内电力电子技术的发展及现状1.1.1国内电力电子技术的发展

电力电子技术的发展在上个世纪的七十年代时有了一个质的飞跃，我国晶闸管产品逐步完成了从低压小电流到高压大电流的过度，并在晶闸管的基础上开发了不能自关断的半控型器件，这就是第一代的电力电子器件，它是电力电子技术历史上的一座里程碑。

电力电子技术的研究水平不断进步，制造工艺水平也不断提高，我国电力电子器件也随之有了更大的发展，获得了又一次的飞跃。电力电子技术的进步代表

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是自关断全控型第二代电力电子器件，代表产品是igbt（gtr和gto等）。在今后25-30年中，电力电子技术将在电力系统中获得广泛的应用。由于工业生产对电能质量的要求，电力电子将在改善电能质量方面大有作为。电力电子技术也是分布式电源应用的关键技术。还可以用于输配电系统的故障保护。电力电子技术将逐步渗透到电力系统中，电力电子技术在孤立电力系统，如舰船、汽车、机车、飞机等，将推动电力电子技术在大电力系统中的应用。新能源的开发与应用需要研究具有高可靠性电力电子变换器，控制技术以及储能技术。为适应分布式系统的发展，需要研究微网和回路功率控制器（looppowercontroller，lpc）等技术【4】

。回路功率控制器是连接在微网与大系统之间的一个btb装置，可以实现潮流的控制和限制故障的电流。在微网中，一般需要设置快速电源以平衡再生能源的输出的波动。未来储能系统将在分布式电源发挥重要的作用。

中国铁路、城市轨道交通发展十分喜人。2003年我国铁路线总长已达到73000km，其中四分之一线路采用了电气化。发展的潜力巨大，预计到2010年，内燃机和直流驱动将改造成交流传动，2004年至2020年之间的总投资将超过2万亿。电机驱动、无功补偿和谐波抑制装置等需求也占有一定的分额。超级电容可能被应用于电力传动，实现能量的回馈，提高能源的利用效率。

1.1.2国内电力电子技术的现状

我国电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于20世纪50年代末20世纪60年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整

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流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。20世纪80年代末期和20世纪90年代初期发展起来的，以功率mosfet和igbt为代表的，集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。进入20世纪90年代电力电子器件的研究和开发已进入高频化、标准模块化、集成化和智能时代。从理论分析和实验证明，电气产品的体积与重量的缩小与供电频率的平方根成反比。即：当我们将50hz的标准工频大幅地提高之后，使用这样工频的电气设备的体积与重量就能大大缩小，使电气设备制造节约材料，运行时节电就更加明显，设备的系统性能亦大为改善，尤其是对冶金工业其意义十分深远的。故电力电子器件的高频化是今后电力电子技术创新的主导方向，而硬件结构的标准模块是器件发展的必然【5】

趋势。目前先进的模块已经包括开关元件和与其反向并联的续流二极管在内及驱动保护电路多个单元，并都以标准化和生产出系列产品，可以在一致性与可靠性上达到极高的水平。

1.2国外电力电子技术的发展及现状

目前世界上许多大公司已开发出ipm智能化功率模块，日本三菱、东芝及美国的国际整流器公司已有成熟的产品推出。如日本新电元公司的ipm智能化功率模块的主要特点如下。

（1）它内部集成了功率芯片，检测电路及驱动电路，使主电路的结构为最简。

（2）其功率芯片采用的是开关速度高，驱动电流小的igbt，且自带电流传感器，可以高效地检测出过电流和短路电流，给功率芯片以安全的保护。

（3）在内部配线上将电源电路和驱动电路的配线长度控制到最短，从而很好地解决了浪涌电压及噪声影响误动作等问题。

（4）自带可靠的安全保护措施，当故障发生时能及时关断功率器件并发出故障信号，对芯片实施双重保护，以保证其运行的可靠性。近年来，随着能源危机的出现，世界各国对电力电子技术更加重视。一方面具有自关断能力的大功率高频新器件及其应用技术取得了惊人的进步；另一方面，同微电子技术紧密结合

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的新一代电力电子技术初露锋芒。专家预言，已经问世的智能化功率集成电路的兴起和推广，将在21世纪引起第二次电子学革命。

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作者：张伟（理学院）

专业：应用物理学

指导老师：曾正

第3章剖析国内外电力电子技术的差距

3.1分析差距的原因

3.1.1从教育来剖析国内外电力电子技术在差距

1、我国的电力电子教育

我国“电力电子技术”这门专业基础课（或技术基础课）是由“电力”（电机、变换器）、“电子”（元件和电路）以及“控制”（连续、离散）这三部分组成。随着时代变迁，这三部分技术与时俱进，各有其最新的内容补充进去。例如：新的元器件层出不穷、电路拓扑结构多样化、系统技术、信息和通讯技术，都将迅速融入“电力电子技术”这门课程中，“电力电子技术”课程的改革已引起全世界电气工程界的关注。

我国的电力电子教育存在教学资料落后及教学模式单一的局面。2002年5月在西安交通大学召开“第一届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会”，会上重点讨论了人才培养模式及培养计划。对一些专业基础课的建设提出了新的思想。但遗憾的是关于电力电子技术改革的文章只有一篇题为“电力电子技术的计算机辅助实验”。对这门重要课程改革的关注显然是不够的。全国100多所设置“电气工程及其自动化”的院校大体均按西安交大和清华的模式在技术基础课中设置“电力电子技术”和在专业课中设置“电力传动与控制”和“电力电子技术专题”。哈尔滨工业大学和其它院校则设置“电力电子技术”和“电力拖动自动控制系统”两门课。

在我国的电力电子教育中，学生处于被动地位，学习积极性较差。大多数院校在教学方面，教材的落后，在上课过程中，常采用单一的教学模式和多媒体式教学，互动、讨论也是很少，也没有灵活多变的教学方法，学生听课也没有什么积极性。而学校也没有开展过这样的专题讲座之类，对学生而言，这都是一些比较单一的学习生活，没有兴趣去学习开发自己大脑的潜力。久而久之，学生就对这样的教学产生了厌恶，就再也很难提高学生学习的积极，更别谈学生有什么创新的思维。学完这一门课，考试过后，就再也不会看这门课的书籍，学期一结束，这本书就被学生卖给收废旧书报的人，从何谈学生学习的积极性。在国外，他们教学都是主要提高学生对该学科的积极性。flash、authorware等软件制作出精美的课件，在学生进入课堂之时精美的课件画面会令学生对新课产生浓厚的兴

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趣，生动的动画、真实的视频会使学生对课程学习难度降低，更便于学生理解与接受新课。学习一门课程，应该把理论和实践相结合，善于利用自己的创新，自己制作的一些小发明，提高对学习的兴趣，加强对理论知识的掌握，达到真正意义上的学习。

2、欧美的电力电子教育

据悉欧美国家部分高校也普遍存在与“电力电子”相关的科目选修学生减少的情况，学生对课程内容不感兴趣。为此，教授们都在做积极的革新的尝试。例如，明尼苏达大学的mohan教授研究室在努力地进行探索，开发出全新的含教学、实验、仿真一体化的课程教学大纲。特别是该教授接受全美科学财团（nsf）的资助，建立一所小型的电力电子车间让教员门去研修培训，使之在联系实际的基础上不断出版新的练习题和实验装置。革除过去详尽的分析一个一个孤立的变换电路，而代之为从桥式逆变器一个臂为单位的ac/dc变换器出发，通过不同的组合直到组成一台pwm逆变器。这种新的教育方法称为“砌块式逼近法”。教材内容自然也是以此指导思想来撰写。教材的重点是对系统整体的把握与控制。这种教育方式的优点是，除了提高学生对课程的兴趣与加强了动手能力外，还对培养学生的创新能力是有好处的。往常，学生在学习“电力电子”时，往往仅记住几个经典的变换电路，而现在学生可根据最终设定的目标，用逐步逼近法设计【7】

出全新的电路。据明尼苏达大学的报道，“电力电子”经课程改革后，含“电力拖动”在内的两个科目，学生选修人数大增。

瑞士联邦工业大学的kolar教授开发出一种电力电子专用软件，因为是在web网上公开的，故称为电力电子网上讨论会（seminar），或称ipes（interactivepowerelectronicseminar），由于在互联网上，全世界均可自由利用，内容包括辅助教材和自修教材等。

目前，本科教育存在的普遍问题是理论与实际的脱节，大学生一般对硬件不感兴趣，用一句通俗的话来描绘，即大学生的动手能力差。他们选择进理工科学习梦想当一名工程师并有所创造发明，这样的大学生已不多见。

3.1.2从科研方面剖析国内外电力电子技术先进技术的差距

1、先进的输电技术（1）高压直流输电技术

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作者：张伟（理学院）

专业：应用物理学

指导老师：曾正

高压直流输电是重要的大容量远距离输电方式，也是重要的联网手段。全球已建成上百个直流输电工程。新一代的直流输电技术是指进一步改善性能、大幅度简化设备、减少换流站的占地、降低造价，使直流输电更有竞争力。国外高压直流输电发展很快，至1981年底，已建成1100kv，送电线路总长8637公里，输电容量为2500mw。美国、苏联、加拿大、巴西、扎伊尔、莫桑比克、瑞典、英

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国、德国、新西兰等国家都已建成高压直流输电工程。我国是在葛洲坝－上海直流输电工程是采用±500kv超高压直流输电工程，输送功率仅为1200mw，送电距离仅为1045km。

（2）灵活的交流输电技术

国外灵活的交流输电系统（facts），是八十年代后期出现的以电力电子和现代控制技术为核心的电网新技术，它可以灵活调节电力系统的参数、潮流，提高线路的输送能力和稳定极限。专家们预计，这项技术将在电力输送和分配方面引起重大变革，对于充分利用现有电网资源和实现电能的高效利用，将会发挥重要作用。

我国对灵活的交流输电技术的研究工作已经起步，但尚没有工程应用。

2、新能源利用技术（1）光伏发电技术

从长远看，光伏发电技术是未来最有希望达到工业规模应用的新能源发电技术。光伏发电技术目前应用的规模尚很小，大规模应用的障碍是其价格过高，研究的重点是大幅度降低系统的造价。

我国在研究的规模、深度和实用化程度方面，距先进水平差距不小。（2）风力发电技术

风力发电是比较经济的可再生能源发电方式。过去17年间，世界风力发电装机容量平均年增长率高达52％。研究方向是风力机大型化、提高效率和可靠性。现代风力发电机，大型的单机发电能力达600千瓦，它的制造涉及空气和力

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学、新材料、控制技术等许多关键问题。我国现在还不能制造大型高性能的风力发电机。

3、超导技术的应用

随着液氮区高温超导的发现，超导应用于电力系统的研究和开发又活跃起6

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来。超导储能系统由于能量存取响应速度快，现多用于电力系统稳定控制、旋转备用、负载快速调节等。美国计划兴建1800ＭＪ的超导储能装置，用于调峰和改善系统稳定。

论文作者签名：导师签名：

日期：年月日

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