電力電子技術研究3篇

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電力電子技術研究1

創新驅動，人才為本的指導思想對新時代的教學提出了新的要求。高等學校教師需要幫助學生提高知識掌握水平，培養學生創新能力，以最終達到提高人才培養質量、提升科學研究水平的目的。我國現行教學模式主要是知識型教學，以教師圍繞課程知識點講授、學生以被動聽課為主，學生主要把注意力放在對知識要點的掌握上，并不關心知識點的來龍去脈，只關心如何通過考試。學生花費巨大的精力和時間去獲得“標準知識答案”。傳統教學模式對于培養一些流水線上的工程師或者是中層管理干部可能是有效的，但不能適應新工業“4.0”的要求[1]。近幾年在國家的大力倡導下，高校采用互動式教學方法，嘗試各種新的教學模式，鼓勵學生學會主動思考，提高批判思維的能力，與教師充分互動共同學習。目前，國際國內流行翻轉課堂和慕課網絡教學方式，這些模式在一定程度上提高了學生的互動性和自學能力，體現了以學生為本的教學理念。但是這些也只能在部分主動性較強的學生中起到很好的作用，對于從小形成被動接受式學習模式的學生收效不大。這就體現出教育是系統工程，傳授學習的能力比傳授知識更為重要[2]。本文嘗試以學生為本，以教師為引，融合多種教學方法，注重因材施教，采取靈活多變的策略，構建系統化、多元化思維體系，推進向能力型教學模式轉變。

1《電力電子技術》課程特點及教學情況

我校的《電力電子技術》課程是自動化專業的一門傳統課程，隨著技術的發展，課程名字與內容也歷經《半導體變流技術》《電力電子學》兩代，2010年后改為現在的《電力電子技術》。課程跟隨技術進步，不斷改進完善教學資源，教學形式持續改進?，F課程共48學時（理論38學時，實驗10學時）。主要任務是培養學生熟悉電力電子技術的發展概況、技術動向和新的應用領域。了解與熟悉常用的電力電子器件的工作機理、電氣特性和主要參數。理解和掌握基本的電力電子電路的工作原理、電路結構、電氣性能、波形分析方法和參數計算，并使學生具有一定的電力電子電路實驗和調試的能力及初步的系統設計能力。并在此基礎上，使學生學會電力電子系統的設計，繼而培養學生在實際中分析問題和解決問題的能力，尤其是面對未來我國對電子技術發展的巨大需求，更需要培養學生在電子技術領域的基本素養，適應國家發展需要。

2課程與教學改革要解決的重點問題

2.1教學內容更新問題電力電子技術是一門發展較快的學科，與時代的發展聯系較為緊密。這樣就導致教課內容需要不斷調整，需要跟隨國家對相關領域的發展要求來適時調整教學內容和培養目標。但是在傳統教學中，受限于教學大綱設定、課時有限以及考核方式側重點等原因，內容更新有限。同時對長期存在的“重理論，輕應用”問題的解決還不夠理想。盡管在這方面不斷進行局部調整，但實際效果仍然不夠理想，此問題有待在教學改革中進一步解決。

2.2課程的難度與學生整體接受程度的矛盾該課程教學方式經過多次改進，從按部就班地依照指定教材進行灌輸式教育，到多媒體融合教學，再到翻轉課堂的應用，可以使學生在一些理論結構比較清晰、易懂的知識點上取得較好的學習效果，但在講授難度較高的知識點時收效甚微。出現過一個知識點換了多種方法教學，學生都難以掌握的窘境。這對學生和教師都有影響，學生方面，導致學生的學習興趣降低、主觀學習動力下降；教師方面，產生挫敗感，降低教學積極性。大學生需要有更高的電子技術方面的素養，這就要求這門課從傳統的以變流為主的教學內容向注重變流器件的量子物理學原理和變流原理相結合的教學方向發展，讓學生更能適合未來社會發展的需求。在這種情況下，加入的量子力學內容更凸顯了這種矛盾。為了讓學生更好地接受，需要更有效的教學方式，以更形象的教學內容吸引學生。

2.3考試模式問題傳統的課程考核形式是以筆試成績為主，結合實驗成績和平時成績來決定最后成績。此考核方式相對比較合理，但是考題標準化，容易使學習模式和教學模式流于“應試”，過于靈活又會使學生難于把握方向，大量增加記憶量和難度，使學生將更多精力用到背書上，不利于提高應用能力和創造能力。由此，制定與該門課程相適應的新的考核體系是體現課程側重點的方式之一，也能夠使學生進一步明確學習方向，領略課程精髓，達到教學目的。以上是這門課程開設以來遇到的較為普遍的問題。在教學改革過程中，教師團隊長期致力于嘗試各種優秀的教學模式和有效的考核方式來提高教學效果，真正幫助學生做到學以致用，靈活掌握知識，以培養出符合社會需要的人才[3]。

3課程教學改革思路及措施

教學是為了讓學生學會自學，否則以有限的學時是無法將專業知識講全面的。學生如果不能學會自學，畢業工作以后也很難實現自我提升?！敖獭钡淖罱K目標是“學”，因此“教”是“學”的外部條件，離開“學”，便沒了“教”，教法、學法與學習效果三者之間是復雜的因果關系[4]。因此我們提出以腦科學為依托，構建深度學習模式，倡導終身學習理念，深度激發學生的自我認知、認可，激發學生自我學習的動力和能力，使學生真正愿意學習、學會學習。

3.1構建問題為導向的深度學習模式[5]先讓學生思考起來，不是被動枯燥地接受知識，產生探究電力電子技術奧秘的學習動機。我們把課程內容以問題形式拋給學生，針對每節內容設計不同的問題引入課程。比如在第一部分電力電子器件工作原理的教學中，我們設計了如下的問題引起學生思考。（1）電力電子技術解決的是什么問題（緒論中講過）？（2）以前學的知識中有沒有相關內容（允許學生互相討論）？（3）在這些應用中電力電子器件都發揮了什么樣的功能？（4）電力電子器件如果要發揮開關的功能，需要有什么樣的特性？通過這些問題，學生會變得踴躍思考，有的翻書，有的在網上搜尋答案，在經過一些提示，基本就能把定性的問題總結得比較全面。在此基礎上我們稍加指導，概念性的問題就都解決了。
3.2形象化的教學方法消除學生對抽象理論的畏懼學生對網上教學資源的利用率較高，喜歡形象化的教學內容，我們就合理采用流行的“嗶哩嗶哩”“YouTube”等視頻網站的視頻內容，結合國家建設的慕課資源，更靈活地給學生提供豐富多彩的教學內容。比如講緒論時我們就使用了特斯拉電動車宣傳視頻，通過視頻，學生不但了解了電動車的工作原理，也了解了電力電子技術的內容和應用。在講器件原理時應用了PN節形成的動畫、電子能級變化的動畫等，這些動畫視頻增加了學生的興趣，降低了學生理解難度，非常受學生歡迎。同時向學生推薦相關的教學資源，讓他們課后參照學習，多角度學習這門課程，更深入地理解知識。

3.3以腦科學為基礎養成學習習慣一旦著手解決某個數學、科學問題，就會發現你做到的每個步驟，都會指示下一步的進行。內化吸收解題技巧能夠加強神經活動，當你看一眼就能看出某題解法，即對題目有真正的了解，說明你已經成功構建出了一個命令組塊[6]。在學習中很重要的一環就是如何記憶和內化復雜的專業課知識。這就需要我們遵循大腦的工作規律去建立自己的學習習慣，構建記憶模組。為了幫助學生形成記憶模組，我們對每個重要知識點都設計了循環教學步驟。（1）根據知識點提出一個應用問題，讓學生從定性的角度去思考解決辦法，并將思路記下來在課堂上進行討論。（2）在討論得到的不同思路的觸發下再對問題重新思考，修正思路，探討出大家都可以接受的方案。（3）教師對方案進行啟發式點評，針對方案優缺點具體設問，留作課后思考。（4）第二節課就該問題重新討論，得出合理的解決方案。（5）由教師對該方案從定量的角度進行分析講解。（6）提出難度進階的問題，然后重復前幾個步驟，直到該章內容結束。（7）建議學生主動重復這個學習模式，并且在研究方案的時候多借用各種資源拓展知識和思路。

3.4以學生為本構建開放式考核模式該課程在考試模式的改革上注重以學生為本，充分調動學生的自覺性和參與意愿，考核的結果更多地與學生自己的行為掛鉤，改變以往的專注理論知識的考核模式，打破依靠期末一張卷紙決定成績的單一考核模式，將學生能力的培養作為該門課程的終極考核目標。改革后的課程考核體系由課上演講成績、期末筆試成績及項目設計成績三部分組成，分別占20%、50%和30%。演講環節是學生課前預習后，對新內容發表個人見解，并由學生和教師共同探討和糾正。項目設計則是學生就自己感興趣的內容進行研究設計，不設固定題目。這些措施的施行，不僅能考核學生對理論知識的掌握程度，更能調動學生的參與感，增強學生學習的內驅力，為培養學生自主學習能力打下了基礎。同時，題型方面也要做出相應的調整，題型設計更趨靈活化，減少單純記憶性理論題目，增加專業新技術、新應用分析類考題，例如結合新能源的發展趨勢，增加了風力發電和太陽能發電應用等相關內容，增強學生對新知識、新應用的了解，有效地提高了學生的應用能力和創新能力。4結語《電力電子技術》課程的教學改革主要圍繞課程內容和學生的學習方法兩方面進行建設。在內容方面不斷跟蹤技術應用的新發展，拓展廣度和深度，讓課程內容和社會需求緊密結合，順應國家發展要求。在健全理論體系的基礎上，遵循“重思想、重方法、重思維訓練”的原則，以綜合提高學生的學識與能力為目標，不斷完善教學內容和方法，提高本課程在國內同類課程中的水平。本文所提出的教改方法經過了兩輪的實施，已取得較好的效果，學生學習起來更有主動性，也覺得學得輕松了一些，并逐漸習慣把身邊每天密切接觸的“電”與本課程內容相對照，把《電力電子技術》的內容應用到實際中。本次教學改革提高了該課程的教學效果和教學質量，但是效果并不能惠及所有學生，內驅力較差的學生受益較小，這也是下一步教學改革努力的方向。

作者:馬飛 李琦 單位:遼寧科技大學電子與信息工程學院

電力電子技術研究2

0引言

在社會經濟不斷發展的背景下，現在人們對于能源的需求越來越，但現在資源出現日益匱乏的趨勢，隨著各國對資源的爭奪不斷加劇，我國要采用合適的措施加強對資源的合理運用。我國的電力行業主要以火力發電為主，電力資源在應用的過程中會存在季節用電的特點，有關人員要根據實際的情況提出電力系統智能化的解決措施來有效地應對建立活動中的不平衡問題。在實際運作過程中，經常會出現分布式發電單位增加，電壓等級逐漸升高等各類問題，有關人員要結合實際的情況，加強對智能化電網技術的創新和應用，保障電力系統的穩定運行。在智能電網中，傳感器技術，計算機技術也得到了進一步的應用。本文首先論述智能電網的概念，緊接著分析繼電保護技術的重要作用，重點對智能電網的繼電保護相關技術開展分析，最后闡述繼電保護技術的未來發展趨勢。

1智能電網

智能電網意思為電網智能化，該電網以傳統物理電網為基礎，運用超高壓技術做好創新，同時也需要綜合運用新型的計算機，傳感測量，電力電子工業等技術，從而更好地保持整個電網運行的穩定性，更好地達到電網在經濟，環境，使用安全等各方面的目標。智能電網主要包括互動，安全，自愈等多個特點，能夠更好地滿足現代用戶用電的需求，同時也允許多種能源發電接入，更好地幫助用戶做好電力資源的配置，實現了電力系統供應的可靠性。在智能電網運行過程中，所采用的最基礎的技術就是信息化技術，它能夠有效地集成電網中所涉及的各類信息，從而為信息共享創造了相應的條件，更好地保障了信息和資源的利用效率。在實際應用的過程中，數字化技術也得到了充分的運用，數字化技術的運用能夠保障電網智能化目標的實現。智能電網能夠定向地描述電網的特點，對電網的形態結構進行模型化的描述，從而更高效地采集電網信息，并做好電網信息的傳輸。智能化電網能夠將自動化控制技術有效地運用起來，高效地實現了電網高度智能化的目標，從而也能夠提高整體的技術管理水平。智能電網更好地實現了發電端，輸電端，用電端三方之間的互動，三方之間彼此協調發展，充分地保障了整體用電的穩定性。綜合分析，電網具有穩定可靠，經濟高效等特點。

2繼電保護技術

隨著我國經濟的不斷發展，為了更好地滿足日益增長的經濟需求，電網系統需要開展進一步的建設，對電網系統規模進行不斷擴大，提高投資建設水平。目前我國的智能電網系統已經進入高速發展的黃金時期，在這一背景下，有關人員需要進一步地了解電力系統自身的運行結構，把握電力系統多元化，復雜化的特點，針對智能電網系統的相關內容做好結構的調整，采取各種措施來保障電網系統的穩定性。發電系統具有分布式的特點，而供電系統具有交互式的特點，有關人員要結合不同的特點，做好智能電網系統結構的調整，智能電網系統與傳統系統來說更加復雜，整體的功能性也更加全面，對于保障電力系統運行穩定和效率來說有著至關重要的作用。繼電保護技術的充分應用能夠進一步地實現智能電網系統的穩定性，如果智能電網系統相關設備出現故障的話，繼電保護技術能夠實時地檢測出故障的類型，并做好故障區域的隔離工作，防止故障進一步擴散而影響了智能電網系統的正常運行。與此同時，有關人員也可以結合智能電網系統做好自動診斷，自動描述等各項功能，維護人員也可以結合實際的情況發出報警指令，方便維護人員做好檢修處理，保障智能電網的可靠運行。

3繼電保護技術的應用

基于以上內容的認識，有關人員要充分地認識到繼電保護技術的重要意義，結合實際的情況做好繼電保護技術的創新，繼電保護技術包括智能傳感技術，電力電子元件，新能源并網等等各項技術，這些技術的充分運用能夠進一步地保障智能電網的平穩運行。以下將針對相關的技術進行分析。

3.1智能傳感技術智能傳感技術具有信息采集方便，信息可靠等多項特點，尤其在繼電保護方面，能夠極大地實現繼電保護信息采集的全面性，為繼電保護工作提供一定的技術支持。例如變壓器的保護。通常以傳感技術為主要基礎，變壓器的各個方面都會設置相關的智能傳感器，結合不同功能選擇不同類型的傳感器，傳感器的類型一般包括頁面振動，液體，流量等各個方面，需要有關人員結合實際工作的情況選擇科學的傳感器，同時有關人員還需要時刻對傳感器進行日?？刂坪蜋z測，保障傳感器的穩定性。一次側，二次側安裝振動傳感器的話，可能會受到外部環境因素的影響，如果出現雨天，下雪天的話，可能會導致傳感器判斷失誤。也會受到惡劣環境的影響，如果出現地震，洪水等自然災害，會導致檢測出相應的誤差，影響了人們信息采集的合理性。有關人員充分地借鑒智能電網的特點，對輸電線路進行全方面地采集，及時地了解變壓器，發電器等相關的信息，更好地對繼電保護裝置進行全方面監控，有效地確定故障的具體位置，并有計劃地進行繼電保護裝置的檢查，充分地降低故障所帶來的影響，保障整體工作的效率。

3.2超高壓交直流混輸技術超高壓交直流混輸該技術在基礎的“三橫三縱”電網結構上，對其進行了相應的完善，同時該技術也對繼電保護技術提出了更高的要求。有關人員在利用超高壓之后，電網的暫態特征會更加的明顯，電網非周期分量會逐漸地變慢，諧波分量會逐漸地增加，從而更好地完善了繼電保護互感器的性能。在智能電網的背景下，繼電保護互感器能夠高效地處理超高壓交直流混輸技術中所出現的濾波和諧波的分量，有效地保障了整體工作的穩定性，提高工作質量。除此之外，對于比較復雜的暫態性質的超高壓交直流混輸，如果以諧波作為依據的話，工作難度會加大。超高壓交直流混輸技術在具體運用的過程中，有關人員還需要充分的考慮超高壓線路中串聯補償的技術難題，為了更好地解決此類問題，需要有效地利用智能電網中交直流線路保護的形式，優化線路保護的方式，加強對非線性元件的合理運用，進一步地保障了工作效果。

3.3電力電子器件在智能電網不斷發展的背景下，越來越多的電力電子元件得到了廣泛的應用，例如功率整流二極管，功率靜電感應晶體管，可控制晶閘管等等各種電力電子元件，為了有效地避免電力電子元件，整體開關頻率較大而導致大量諧波的出現，影響整體電網運行的穩定性，有關人員需要對這方面加以重視，結合實際情況做好各項措施的優化，尤其對于直流線路來說，更應該重視諧波量。在電路運行過程中，經常會出現行波信號不穩定的情況，尤其是在直流線路中的界線方式，柔性交流輸電系統，波速等各因素的影響，行波信號不穩定的現象十分顯著，這是有關人員必須要面對的問題。加強電力電子元件的充分運用，能夠更好地保障電能自身的質量，同時也能夠完善電網監控系統，有效地把控具體工作中所出現的主要問題，促進各項技術的進一步發展。

3.4新能源并網技術智能電網未來的重要發展趨勢表現在節能環保方面，有關人員加強對可再生清潔能源的使用，可再生經濟能源包括風能，太陽能，地熱能等，這些能源的來源是非常豐富的，并且對周圍環境污染的影響較少，加上其可再生的特點，這些資源受到了各行業的歡迎，可再生清潔能源是緩解目前能源危機的重要手段。但是由于相關部門對新能源的研究不夠深入，新能源開發技術不夠成熟等因素，影響了智能電網的正常運行，不能保障電能自身的質量。以風能為例，由于風能的接入點是不同的，風能接入的類型也有所不同，實際的工作狀態會影響整體電流的運行，所以在進行新能源并網時，需要充分地考慮好相關的繼電保護設備，及時地了解機電保護設備可能出現的各種故障，并做好這些問題的優化和完善。

3.5廣域測量技術廣域測量技術能夠有效地把控電力的運行情況，廣義測量技術中會涉及向量測量技術，它是保障電力系統安全運行的重要保障，向量測量應該在統一指標下，對電力系統各節點的電壓和電流進行實時的采樣，以此為依據生成電流和電壓的實時坐標曲線，并根據該曲線來掌握電力的運行狀態，更好地幫助有關人員做出相應的決策，保障電網的合理運行。

3.6仿真技術和控制決策技術仿真技術可以幫助工作人員進一步的了解智能電網的運行情況，并做好智能電網運行的預測。仿真技術以計算機技術為載體，控制決策技術需要有關人員以仿真技術所得出來的結果為主要的參考依據，全方面地了解智能電網的情況，并對智能電網進行科學合理的控制。在具體運行的過程中，有關人員要結合這兩項技術來保障智能電網的穩定性，實現智能電網的可持續發展。

4基于智能電網的繼電保護技術應用

由于我國對智能電網的重視度越來越高，智能電網建設正在逐步完善。我國已經取得了一定的進步，但是在具體運行過程中仍然存在相應的問題，故障問題的出現影響了智能電網的進一步發展，繼電保護是維持智能電網運行穩定性的重要舉措，電力企業要根據繼電保護的實際情況對繼電保護系統進行調整。與傳統繼電保護技術的融合。依托智能電網所開展的繼電保護工作，要在傳統繼電保護工作的基礎上做好進一步的創新和改革。在實際發展的過程中，工作人員不能完全地舍棄傳統的繼電保護，需要借鑒傳統繼電保護中的精華，傳統繼電保護中的很多內容依然在智能電網中適用。在之后繼電保護發展中，有關人員要考慮好不同繼電保護的類型，結合工程的實際情況規避傳統繼電保護中的不足，使得繼電保護工作效果更顯著。對保護定值進行相應的調整。傳統電網和智能電網最大的不同表現在靈活性方面，智能電網的靈活性更強，同時它也具備不確定性，這就需要有關人員及時對保護定值進行相應調整，讓保護定值有一定的適應性，能夠隨著電網運行形勢的改變做出調整，有關人員也需要完善繼電保護的相關功能。除此之外，有關人員需要充分地考慮電網的變化，給保護定值所帶來的主要影響，同時也需要結合周圍環境，有效地避免周圍環境，給保護定制帶來的不良影響。對可再生能源并網的重視。通過以上內容的了解，我們可以知道可再生能源并網技術是未來改革的重點，為了更好地促進智能電網的長遠發展，工作人員需要牢牢地把握住可再生能源并網的各項內容，及時地了解未來電力發展的主要趨勢。與此同時，工作人員也需要認識到可再生能源并網技術不成熟所帶來的問題，加強相關技術的研究工作，更好的保障電網的正常運行。有關人員要結合工程的實際情況，對可再生能源并網問題進行全方面的研究和考慮，讓新能源在一個穩定的狀態下接入智能電網，探索出更穩定的智能電網接入方式。繼電保護未來的發展趨勢分析。（1）網絡化趨勢分析。在科學技術不斷完善的背景下，大多數變電站向著數字化的方向不斷的改革，電力系統也步入了網絡化的時代。繼電保護技術獲取信息的方式發生了改變，電力系統網絡化后，有關設備的信息能夠實現共享，幫助工作人員及時地了解相關信息并做出有關舉措，使得工作效率得到極大提高。此外，信息傳遞形式發生了改變，網絡化程度的加強使得控制信號傳輸更精準。（2）數字化趨勢分析。智能電網在未來發展過程中非常顯著的特點就是數字化，數字化主要體現在傳輸方式和檢測方式這兩個方面，在智能電網不斷完善的背景下，越來越多類型的智能化設備投入到智能電網的建設過程中，交流互感設備被先進的設備所代替，更好地提高了整體的工作效果。電子式互感器該設備采用了網絡接口的形式，有效地簡化二次回路的線路，積極地對各項設備加強維護，更好地提高了整體的工作效率。（3）靈活性的趨勢分析。智能電網相比于傳統電網來說，輸電會更加靈活，在未來發展中靈活性的特點會更加顯著。處于暫態過程中的智能電網整體結構是比較復雜的，需要繼電保護工作做好進一步地完善，使得輸電的靈活性有所加強。在未來，智能電網的靈活性會更強烈，更有利于保證電網運行的穩定性。

5結語

隨著現在人們生活水平的不斷提高，對于電力資源的依賴性越來越強烈，國家在電力建設方面投入了大量的資金，這也為智能電網的進一步發展提供了經濟支撐。繼電保護系統是電網運行過程中比較核心的技術，為電網運行的安全性提供了強大的動力。所以在電網具體建設的過程中，有關人員要對繼電保護有進一步的認識，并對相關技術不斷完善，傳播技術優勢，保障各類繼電保護技術在智能電網中有著廣泛的應用，從而更好地保障智能電網的安全運轉。

作者:夏冰 單位:中國石化集團勝利石油管理局有限公司

電力電子技術研究3

一直以來，我國特定領域的科學家與專業技術人員均在積極研究用電智能化方面的內容。旨在更加系統地研發并普及智能用電。智能用電是一種用電系統，是建立在安全穩定和高效率電網的基礎之上，借助新型管理技術與管理方法來管理的用電模式。智能用電不僅應用了微電子技術，還采用了其他諸多通信技術，在一定區域內完成了高效通信網絡的構建，進而使區域內的居民在用電方面實現了高效控制、精準測量和數據采集。隨著對微電子技術的研究力度不斷加深，智能電網的應用范圍不斷擴大，人們對智能設備的需求也越來越大，而微電子技術的成功應用讓這一需求得到了很好的滿足。

微電子技術

1.微電子技術的發展歷程1947年，晶體管開始出現，為后續微電子技術的發展夯實了基礎。20世紀中期，微電子技術取得了迅猛發展，隨著集成電路的出現，使得電子技術實現了進一步的創新。微電子技術在20世紀70年代獲得了最大程度的發展，在人們生產、生活中得到了廣泛的運用，特別是微型計算機的出現，使得微電子技術在高新技術中展現出了重要作用。到了現代，人們的日常生活、工作中均可見微電子技術的影子，成為人們生活中不可缺少的一部分。如今，我國逐漸加強了對微電子技術的研究，之獲得了較好的發展，部分領域甚至居于世界前列，比如集成規?；臄U大、集成納米方面的研究等，即使是世界范圍內，華為公司的移動芯片也占據著重要地位。

2.微電子技術發展的現狀分析進入信息時代，微電子技術的發展速度越來越快。我國的微電子技術發展得也很快。在智能手機、多媒體設備及數字信號處理器等多個方面，芯片設計水平取得了快速發展，在部分核心芯片研發上突破非常大。我國微電子技術從最初的模仿，正逐漸朝著創新的方向發展。但即使如此，我國的微電子技術還是落后于西方發達國家。所以，我國不僅要對微電子技術的研發出臺相關政策，還需投入更多的資金，將完善的微電子技術研發體系建立起來，從而以堅實的基礎助力我國微電子技術的良好發展。

現階段微電子技術在智能電網運行中的應用現狀

因為我國微電子技術是近年來才開始發展的，所以還有諸多不完善之處，目前在智能電網運行中，微電子技術的實際運用狀況具有如下表現。（1）微電子儀器在特殊環境下極易發生損壞盡管微電子技術實現了較好的提升，但在特殊環境中，如果微電子儀器被腐蝕亦或是繡化，其正常工作就會受到影響，最終無法正常供電。（2）智能電網系統還需完善國家電網十分重視智能電網的發展，在國家電網這一大環境中，微電子控制系統的工作量非常大，每天都要完成對海量信息的處理任務。現階段，有關人員在運營中發現，國家電網系統并不健全，在很大程度上破壞了智能電網運行的穩定性，降低了智能電網的工作效率，妨礙了集成電路的發展。（3）缺乏完善的智能電能表管理體系不論是智能電能表，還是微電子儀器，均具有非常高的科技含量，在生產技術方面有很高的要求，只有實現一體化生產，方可全面管控智能電能表。當前運用的智能電能表缺乏健全的管理系統，并且售后維修涉及部分技術問題。因為不具備較強的專業技術，加之未切實做好管理工作，所以在實際工作中智能化電能表發揮的作用并不明顯，表現為供電不及時、沒有快速傳遞信息以及難以進行信息共享。而正是由于缺乏完善的管理體系，導致無法正常運用微電子技術。

微電子在智能用電中的實際運用

面對大量的信息流，具有較大規模的集成電路都能夠很好地進行處理，作為在高科技以及信息產業應用的一門核心技術，微電子技術的應用包括如下幾方面。

1.微電子在電力用戶用電信息采集系統中的應用盡管傳統電力用戶用電信息采集系統能夠對各類數據進行收集以及處理，但基于智能電網以及微電子技術構建的采集系統，能夠將良好的服務提供給電力資源，并確保分配的合理性，電力用戶所享受到的服務將更加豐富多樣，更人性化。在電力用戶信息采集系統中運用微電子技術，表現為通過集成電路自動采集客戶用電信息，并展開分析和管理，確保智能電網在信息交互方面擁有良好的渠道。通過分析用電信息采集系統的結構發現，在采集客戶用電信息方面，采集點的監控設備往往可以在很短的時間內完成，并對數據進行過濾和分析，之后的信息處理與反饋主要由主站層負責，因此在集成電路的支撐下，此部分功能得以順利的實現，進而有效分析用電客戶信息，更加合理地分配智能電網電力資源。最具代表性的電力用戶用電信息采集系統結構如圖1所示，這一系統主要由三部分構成，分別為用戶終端層、主站控制層及最高效力層。其中用戶終端層又囊括了多項設備，包括采集終端、智能表和計量箱等，此層同用戶的生活用電具有緊密聯系，是采集電力用戶信息的一項重要條件，其中微電子技術的應用非常多。主站控制層的任務是處理用電信息，該層在整個電力用戶用電信息采集系統中占據至關重要的位置，在其支持下智能電網才得以順利實現高質量控制。主站控制層的組成分為三部分，即用電信息系統、統一數據發布平臺和采集業務子系統。雖然該層具有相對復雜的結構，但在執行任務方面能夠做到更有效地處理用電信息。在電力用戶用電信息采集系統中，最高效力層影響著整體的架構設計，在系統中是不可取代的一部分。

2.微電子在智能電能表中的應用智能電能表是電力用電信息采集系統中非常重要的一部分，也是智能用電領域中，微電子技術極具代表性的運用。近年來，隨著智能電網的鋪設范圍越來越大，智能電能表實現了全面的普及，其具備良好的傳輸能力以及信息采集功能，能夠便于用戶更好地同智能電網進行溝通。微電子技術的應用主要包括智能電能表的用戶端控制用電功能、數據傳輸處理功能、用電信息存儲功能和防竊電功能等。智能電能表在微電子技術的支持下，有助于智能電網更高效地開展各項工作，顯著減少智能電網運行中的人工需求，為智能用電領域的良好發展提供了有力支持。在微電子技術應用方面，智能電能表是一個典型，在大范圍內獲得推廣，表明我國電力事業人工記錄抄表時代結束，根本上解決了包括電力收費難、竊電行為屢禁不止的問題。在電力用戶用電信息采集系統部分，智能電能表至關重要，其功能發揮離不開電能表數據管理子系統的大力支持。電能表數據管理子系統在結構方面以動態模組化為主，順序自上而下，中上層的主要作用是時鐘管理、費控管理和電能表數據管理，同時還負責自動抄表；中層是管理和調用數據信息；下層是以基礎公共服務為主要任務，能夠給智能電能表提供充足的支持，充分發揮自身功能，這些均依賴于微電子技術的支持。智能電能表結構框圖如圖2所示。

3.微電子技術在智能變電站中的應用通過調查現有智能變電站可知，實際應用過程中采用的微電子技術，具有高安全性、少耗能的特點，具體運作時將各方內容（信息共享、通信網絡等）聯系起來，確保采集到準確的數據和電力資源，有效保護電路。合理分配變電站中的電力資源，最大程度地節約資源。在智能變電站中應用微電子技術，達到實時控網的目的，準確分析客戶用電情況，實現智能變電站的簡單操作。

4.微電子技術在終端交互中的應用終極交互終端在電子電路板的輔助下，借助先進的信息通信技術，統一、科學地監管家用電器的用電情況，同時采集分析用電波峰谷數據與家庭用電信息，以提供科學指導給家庭用電，實現用戶與電網之間順暢交流。除此之外，各個家庭因為智能交互終端也能夠享受到諸多增值服務，從而使人工勞動成本得到節約，最終實現低碳環保、綠色用電的目標。

微電子技術在智能用電上的展望

雖然微電子在技術層面上尚不具備較高的成熟度，但為國家智能電網的智能用電做出了貢獻，通過對信息進行收集、分析及處理數據，資源得到了合理分配。但由于智能用電上，微電子技術有一些不足之處，因而需基于實際情況，結合我國電網特點，并聯系居民用電習慣，自主進行設備研發，真正符合智能化用電需求。具體應用微電子技術時，必須嚴格規范智能用電服務，保證廣大用戶能夠很好地接受智能用電服務信息化。微電子的技術發展主要體現在大規模集成電路上，在智能用電系統中得到有效運用。倘若各個電網輸送網點在對數據進行處理分析時，均可將微電子技術的作用發揮出來，那么就可將人工出錯的幾率大大降低，從而使人工成本得到有效節約。

結束語

綜上所述，微電子技術的不斷發展，推動了智能用電以及智能電網的出現，隨著其不斷升級，形成了更具科學性的智能化解決方案。目前，智能用電才剛剛開始發展，如果想擴大規模，就需高度重視其安全性、可靠性，并立足于微電子技術提高智能用電方案所涉及的影響力，確保人們的用電需求能夠得到滿足。

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作者:閆文莉 單位:西安科技大學高新學院