【论文】对于电力电子系统的分析与仿真的研究.doc

目 录 1 绪论 1 1.1 课题的背景及意义 1 1.1.1 我国能源状况 1 1.1.2 电力电子技术的应用 2 1.1.3 国内外电力电子技术发展概况 3 1.2 计算机仿真的意义 5 1.3 本论文研究的主要内容 6 2 SIMULINK模型库及使用 7 2.1 SIMULINK的模块库介绍 7 2.2 电力系统模块库的介绍 7 2.3 SIMULINK仿真的步骤 8 3 交流-直流变流器 10 3.1 单相半波可控整流电路 10 3.1.1 电路结构与工作原理 10 3.1.2 单相半波可控整流电路建模 10 3.1.3 仿真与分析 11 3.2 单相桥式全控整流电路 16 3.2.1 电路结构与工作原理 16 3.2.2 单相桥式全控整流电路建模 17 3.2.3 仿真与分析 17 3.3 三相桥式全控整流电路 22 3.3.1 电路图及工作原理 22 3.3.2 建立仿真模型 22 3.3.3 仿真结果分析 23 4 直流-直流变流器 37 4.1 直流降压变流器 37 4.1.1 电路图及工作原理 37 4.1.2 建模与仿真 37 4.2 直流升压变流器 40 4.2.1 电路图及原理 40 4.2.2 建模与仿真分析 40 5 直流-交流变流器 43 5.1 电路原理图 43 5.2 建立仿真模型 43 5.3 仿真结果 46 6 交流-交流变流器 48 6.1 单相交流调压器仿真 48 6.1.1 电路图及原理 48 6.1.2 仿真分析 48 6.2 三相交流调压器仿真 51 6.2.1 电路原理图 51 6.2.2 建模及仿真 52 7 结论 57 参考文献 58 致 谢 60 1 绪论 1.1 课题的背景及意义 1.1.1 我国能源状况 近年来能源及与之相关的环境成为全世界各国最为关注的热点，各国都在从自己本国的国情出发来解决能源与环境问题。对我国来说，由于人均能源资源短缺（尤其是油、气、水），环境容量（亦是资源）有限，西部生态脆弱，这个问题尤为严重，它将极大的制约我国的可持续发展以及为中华民族子孙万代生生息息留有生存空间。近年来，我国GDP每年以10%的速度发展，能源消耗急剧增加，环境、生态日益恶化。这种对自然无序的、掠夺性索取的发展模式已难以为继，实际上已造成当前十分严重的、不可逆转的后果，大自然的惩罚已经不断地凸现出来，并还要继续加重。 我国能源资源丰富多样，虽然总储量比较大，但人均能源资源很少。中国自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万吨标准煤居世界第三位。中国煤炭保有储量为10024.9亿吨，但经查可采储量只有893亿吨（世界煤炭储量为1万多亿吨，储采比为219年。储量最大的国家依次为美国、中国、澳大利亚、印度、德国、南非、波兰。其中美国的储量比中国大一倍以上，除中国外，其余6国的储采比均在210年以上，中国若保持原开采强度，储采比不足百年），石油的资源量为930亿吨，天然气的资源量为38万亿立方米，现已探明的石油和天然气储量只占资源量的约20%和约6%，仅够开采几十年（全世界石油剩余可采储量仅为1409亿吨，储存比为41。第15届世界石油大会认为上述石油资源的探明程度为79%，因此，不可能再找到足够大的石油资源了，石油短缺将不可避免地在下个世纪出现。）；煤层气资源量为35万亿立方米，相当于450亿吨标准煤，排世界第三位，但尚未成规模开发利用。因此，我国常规能源资源并不丰富，应建立正确的“资源意识”，并具有相应的“忧患意识”。　 另一方面，我国的能源消费结构不合理，能源效率低，浪费严重。我国目前的能源效率是31.2%，比发达国家低10个百分点，落后20年。由于管理和技术水平落后以及价格、税收政策不完全合理，导致我国能源开发利用上的严重浪费。能源的经济效益很低，每产生1万美元产值所消耗的能源是美国的3倍，是日本的7.2倍，也远高于巴西和印度等发展中国家[2]。 能源紧张问题的解决是多方面的，重要的一点就是开源节流。一方面，加大对传统能源的勘察力度，加大对新能源的寻找力度；另一方面，在能源消费方面，提倡节约，用先进的技术改造传统落后的生产设备与工艺，降低能源消耗，提高能源效率，使我国产业结构向低消耗、高产出的方向转变，以促进我国经济的可持续发展。 电力电子技术的应用 电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。是对电能进行变换和控制线代工业电子技术，内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。近年来，功率变流技术得到了迅猛发展，经过变流技术处理的电能在整个国民经济的耗电量中所占比例越来越大，成为其他工业技术发展的重要基础。电力电子技术应用非常广泛