电力技术论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇电力技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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1.1高温超导限流器

超导限流器是电力系统中十分重要的装置之一，对现代电力系统的发展具有重要的价值与意义。超导限流器的主要作用是对电流进行检测与限制，也具有触发的功能，这种装置的阻抗变化范围很大，响应-恢复时间较短，速度较快，正是这些优势决定了高温超导限流器可以有效地保护电气设备，改善供电的可靠性，有效提高供电的稳定性。

1.2高温超导输电超导

电力技术中最为直接的技术就是高温超导输电，这也是电力超导技术最初发展的目标之一。利用高温超导输电技术可以极大的提高输电效率，有效降低输电损失，节省大量的电力资源。这是现代社会发展的必然趋势，也是满足建设资源节约型社会的必然选择。

1.3超导储能系统

能源成为现代社会进步与发展过程之中最为重要的因素之一，也是现代各个国家之间竞争的主要因素之一。能源的形式又很多种，例如风能、太阳能以及潮汐能等等，这些能量虽然都是可再生能源，但是其存在形式都不稳定，要想对其进行利用就必须将其转化为稳定的能量形式。超导储能系统就具备这一特性，超导储能系统响应速度快、输出功率较高、控制较为灵活，这些特点决定了它可以实现高效调度和适时动态功率的平衡，这对于提高电网供电质量和储存电能等方面具有重要的意义和价值。

1.4超导电机超导

电机也是现代超导电力技术应用的一个主要方向，主要分为超导变压器和超导电动机两种形式。无论是超导电动机还是超导变压器都具有极限单机容量高的特点，正是这一特点决定了超导电机的重要价值。超导电机损耗小、重量轻，占地面积较少，这些优势都决定了超导电机在现代社会的广泛应用。随着现代社会的进步与发展，电力系统的规模在逐步扩大，为了降低电力传输成本，减少占地面积，超导电机便得到了更为广泛的应用。

2超导电力技术的发展趋势

随着现代经济社会的不断进步与发展，人们已经逐步认识到能源对于现代社会的意义与价值，电力行业在发展过程之中必须注重能源的节约，只有这样才能促进现代经济社会的进步与发展。超导电力技术具有很多得天独厚的优点，这些优点促进了电力行业的快速发展，为现代电力事业的进步注入了新的力量。未来社会之后，人们对于超导电力技术的重视程度必将逐步增加，超导电力技术的发现主要是以下几个方向。

2.1向高电压等级发展现阶段

我国的超导电力技术发展主要在配电方面，但是随着超导技术的不断进步与成熟，超导电力技术必将向高电压等级发展，也就逐步实现由配电向输电方向发展。这种发展趋势已经日益明朗，国外很多先进国家已经实现了改方向的初步转变，也为我国超导电力技术想高电压等级发展指明了方向。2.2超导装置向功能集成化方向发展，并且超导电力技术的原理愈加多样化现阶段，超导装置仍然处于发展的初级阶段，一般的超导装置都是单独使用的，这就决定了功能的单一性。在未来社会的发展过程之中，超导装置必将实现其集约化，将更多的超导装置组合在一起进行工作，使其发挥更大的作用与价值。其次，超导装置功能也在逐步实现集约化，也就是不断地拓展装置的功能，使其实现两种或者多种功能。最后，超导电力技术的原理也会变得多样化，这样可以克服超导电力技术的苛刻条件，促进超导电力技术的全方面发展。

2.3超导输电

可能向超导直流方向发展与超导交流相比，超导直流输电效率更高，因为它没有交流损耗；并且在相同的输电容量下，直流比交流具有更高的性价比。中国和日本在超导直流输电方面都开展了实验，中科院电工所在建的用于电解铝厂供电的。

3结束语

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【论文摘要】:电能高效洁净地生产、传输、储存、分配和使用的技术将成为电力技术的重点领域。

“电力技术是通向可持续发展的桥梁”，这个论断已经逐渐成为人们的共识。研究表明，为了实现可持续发展，应尽可能把一次能源转换为电能使用，提高电力在终端能源中的比例。因为，在保证相同的能源服务水平的前提下,使用电力这种优质能源最清洁、方便，易于控制、效率最高。如果能将大量分散燃用的化石燃料都高效洁净地转换为电力使用，人们赖以生存的环境和生活质量就会大大改善。因此，电能高效洁净地生产、传输、储存、分配和使用的技术将成为电力技术的重点领域。以下将对若干电力前沿技术的现状和未来发展前景进行简单评述。

1.分布式电源

当今的分布式电源主要是指用液体或气体燃料的内燃机(IC)、微型燃气轮机（Microtur_bines）和各种工程用的燃料电池（FuelCell）。因其具有良好的环保性能，分布式电源与“小机组”已不是同一概念。

1.1微型燃气轮机

微型燃气轮机（MicroTurbine）,是功率为几千瓦至几十千瓦，转速为96000r/min，以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型燃气轮机，工作温度500℃，其发电效率可达30%。目前国外已进入示范阶段。其技术关键是高速轴承、高温材料、部件加工等。可见，电工技术的突破常常取决于材料科学的进步。

1.2燃料电池

燃料电池是直接把燃料的化学能转换为电能的装置。它是一种很有发展前途的洁净和高效的发电方式，被称为21世纪的分布式电源。

1.2.1燃料电池的工作原理

燃料电池的工作原理颇似电解水的逆过程。氢基燃料送入燃料电池的阳极(电源的负极)转变为氢离子，空气中的氧气送入燃料电池的阴极(电源的正极)，负氧离子通过2极间离子导电的电解质到达阳极与氢离子结合成水，外电路则形成电流。

通常，完整的燃料电池发电系统由电池堆、燃料供给系统、空气供给系统、冷却系统、电力电子换流器、保护与控制及仪表系统组成。其中，电池堆是核心。低温燃料电池还应配备燃料改质器（又称为燃料重整器）。高温燃料电池具有内重整功能，无须配备重整器。磷酸型燃料电池（PAFC）是目前技术成熟、已商业化的燃料电池。现在已能生产大容量加压型11MW的设备及便携式250kW等各种设备。第2代燃料电池的溶融碳酸盐电池（MCFC），工作在高温（600～700℃）下，重整反应可以在内部进行，可用于规模发电，现在正在进行兆瓦级的验证试验。固体电解质燃料电池（SOFC）被称为第3代燃料电池。由于电解质是氧化锆等固体电解质，未来可用于煤基燃料发电。质子交换膜燃料电池是最有希望的电动车电源。

1.2.2性能和特点

燃料电池有以下优点：（1）有很高的效率，以氢为燃料的燃料电池，理论发电效率可达100%。熔融碳酸盐燃料电池，实际效率可达58.4%。通过热电联产或联合循环综合利用热能，燃料电池的综合热效率可望达到80%以上。燃料电池发电效率与规模基本无关，小型设备也能得到高效率。（2）处于热备用状态，燃料电池跟随负荷变化的能力非常强，可以在1s内跟随50%的负荷变化。(3)噪音低；可以实现实际上的零排放；省水。（4）安装周期短，安装位置灵活，可省去新建输配电系统。

目前燃料电池大规模应用的障碍是造价高，在经济性上要与常规发电方式竞争尚需时日。

1.2.3技术关键和研究课题

燃料电池的技术关键涉及电池性能、寿命、大型化、价格等与商业化有关的项目，主要涉及新的电解质材料和催化剂。熔融碳酸盐电池（MCFC）在高温条件下液体电解质的损失和腐蚀渗漏降低了电池的寿命，使MCFC的大型化及实用化受到限制。需要解决电池构成材料的腐蚀；电极细孔构造变化使电池性能下降等问题。固体氧化物燃料电池（SOFC）使用固体电解质且工作温度很高,对构成材料及其加工有特殊要求。为了得到高温下化学性稳定和致密性（不通过气体）的电解质，在氧化锆中加入Y2O3生成钇稳定氧化锆。为了降低工作温度，应尽可能减少电解质薄膜厚度。通常采用熔射法、烧结法和电化学蒸发涂层法制备电解质薄膜。实用的电解质膜的厚度为0.03～0.05mm。比较先进的已达到0.01mm。这样薄的电解质陶瓷材料除应当有足够的机械强度外，必须具有高度的气体致密性，否则将丧失燃料电池的性能。燃料极使用镍锆等耐热金属陶瓷，镍还用作燃料重整的催化剂，空气极在运行中处在高温氧化中，难以使用一般金属。铂的稳定性好，但费用昂贵，需要寻找替代材料，可用电子导电陶瓷。为了降低工作温度，另外一个重要的研究方向是寻找低温的质子导电的电解质。工作温度倘若能降低到700℃以下，SOFC的造价就可以大幅度降低。

2.大功率电力电子技术的应用硅片引起的“第

2.1大功率电力电子器件的重大进展

电力电子学（PowerElectronics）的应用已经有多年的历史。电力电子学器件用于电力拖动、变频调速、大功率换流已经是比较成熟的技术。大功率电子器件（HighPowerElectronics）的快速发展也引起了电力系统的重大变革，通常称为硅片引起的第。

近年来，大功率电子器件已经广泛应用于电力的一次系统。可控硅（晶闸管）用于高压直流输电已经有很长的历史。大功率电子器件应用于灵活的交流输电（FACTS）、定质电力技术（CustomPower）以及新一代直流输电技术则是近10年的事。新的大功率电力电子器件的研究开发和应用，将成为电力研究前沿。

2.2灵活交流输电技术(FACTS)

灵活交流输电技术是指电力电子技术与现代控制技术结合以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制，从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。超级秘书网

传统的调节电力潮流的措施，如机械控制的移相器、带负荷调变压器抽头、开关投切电容和电感、固定串联补偿装置等，只能实现部分稳态潮流的调节功能，而且，由于机械开关动作时间长、响应慢，无法适应在暂态过程中快速灵活连续调节电力潮流、阻尼系统振荡的要求。因此，电网发展的需求促进了灵活交流输电这项新技术的发展和应用。

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现代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五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、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。八十年代末期和九十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。

1.1整流器时代

大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

1.2逆变器时代

七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。

1.3变频器时代

进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

2.现代电力电子的应用领域

2.1计算机高效率绿色电源

高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。

计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品，绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。

2.2通信用高频开关电源

通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。

因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。

2.3直流-直流(DC/DC)变换器

DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源),同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。

通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。

2.4不间断电源(UPS)

不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。

现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。

目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。

2.5变频器电源

变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器,将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。

国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。

2.6高频逆变式整流焊机电源

高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。

逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合,整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。

由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。

国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。

2.7大功率开关型高压直流电源

大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。

自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。

国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。

2.8电力有源滤波器

传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。

电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流;(2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。

2.9分布式开关电源供电系统

分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。

八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展，各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为国际电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加，应用领域不断扩大。

分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。

3.高频开关电源的发展趋势

在电力电子技术的应用及各种电源系统中，开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术，通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。

3.1高频化

理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统“整流行业”的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造,成为“开关变换类电源”,其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。

3.2模块化

模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于“标准”功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了“用户专用”功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、合理的热、电、机械方面的设计,达到优化完美的境地。它类似于微电子中的用户专用集成电路(ASIC)。只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。另外,大功率的开关电源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求,而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供充分的时间。

3.3数字化

在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC)问题以及功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。

3.4绿色化

电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。这些为2l世纪批量生产各种绿色开关电源产品奠定了基础。

现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下,由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性,使器件性能对开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可使功率开关工作在零电压或零电流状态,从而可大大的提高工作频率,提高开关电源工作效率,设计出性能优良的开关电源。

总而言之,电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国内有20多亿人民币的市场需求,吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。

参考文献

(l)林渭勋:浅谈半导体高频电力电子技术,电力电子技术选编,浙江大学,384-390,1992

(2)季幼章:迎接知识经济时代,发展电源技术应用,电源技术应用,N0.2,l998

(3)叶治正,叶靖国:开关稳压电源。高等教育出版社,1998

张国君,男,1962年生,博士后,副总工程师,1997年5月于天津大学测控博士后流动站出站,现从事通信电源和电力直流操作电源系统的研究开发工作,并在清华大学电力电子研究中心进行第二站博士后研究工作。

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1.1通过课程改革，提高教师教学水平与科研能力新型元器件、电路拓扑和控制技术的不断涌现，使电力电子技术课程的内容更新较快。通过课程教学改革，激励教师及时更新知识储备，做好新知识、新技术的学习与传授，使课堂教学更能体现时代性，并使教师自觉提高自己的教学水平。同时，依托我校已建成的电力电子实验室，鼓励教师开发适用于各层次、满足不同专业侧重点的实验和实践环节，使教师通过指导学生课程设计、毕业设计，并结合企业项目需求，开发出多项科研教研项目，使教师科研能力得到提高。

1.2为课程群建设、产学研相结合的进一步探索研究奠定基础电力电子技术已逐步发展成为一门由现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术多学科相互渗透的综合性技术学科。通过课程改革，为电力电子技术精品课程建设、课程群建设奠定良好基础。此外，通过课程改革，探索适用于我校的电类专业卓越工程师特色培养模式，并促进教科研和企业项目合作与承接等工作的深入开展。

2教学改革方案的实施与主要特色

为努力改变该课程原有的难教难学的状况，教学改革方案从以下几个方面实施：

2.1重新编排教学内容，突出课程实用性和趣味性改变传统教学中对四大变流电路孤立、单一的学习模式，引入生活中常见电路以及电子小制作的实例，通过一系列具体电路系统设计过程的演示，将《模拟电路》、《电机与电气》等前期专业课程的知识与《电力电子技术》所学理论知识相联系，展现课程强弱电结合、多学科融合的特点。并且，在保证理论基础扎实前提下，增加日常电路分析和设计实践环节在整个教学过程中所占比重，以实例激发学生自主学习兴趣，以兴趣带动能力培养，在这一过程中培养学生的读图、分析、画图、简单电源电路设计等能力，实现理论与应用相辅相成、有机结合，最终提升学生工程应用方面的综合素质。

2.2采用引导型教学方式，注重教学过程中的互动性和学生分析解决问题能力的培养授课过程中注意开展互动，通过采用提出启发性问题—共同讨论—获得结论—实验验证的方法，在教师“教”与学生“学”的过程中不断发现问题和新的突破点，将学生被动接受知识的过程转化为其不断解决问题的过程，使学生主动学习、开放思维，并在此过程中加深相关理论的理解，训练其分析和解决问题的能力。

2.3充分发挥多媒体教学优势，改变理论教学抽象、刻板的现状电力电子技术重视对电路波形的分析。课程原有的单一的板书或简单PPT课件加板书的传统授课形式课堂信息量较少，不够直观，不能解决学生缺乏学习兴趣，接收效果较差等问题。利用PowerPoint、Flash、视频等多媒体手段，不仅能使波形分析更为直观，还能方便地展示电路在不同条件下的工作状态，以及课程内容在实际生产中的应用。既可使教学内容更加丰富，还使分析过程不再枯燥抽象，分析结果生动醒目，便于学生理解。

2.4以实际系统分析为手段，提高学生知识融会贯通的能力改变对变流技术中各典型电路孤立的讲解，通过带领学生进行典型的电力电子系统分析，结合系统供电、控制等模块电路结构、原理的介绍，体现该门课程电力、电子和控制学科间的交叉性，使学生学会将与课程相关的专业课内容灵活运用于电路分析和设计应用中，提高他们对所学知识的融会贯通能力。

2.5引入专业常用仿真软件，激发学生学习兴趣，培养基本专业技能专业仿真软件在现代工业设计及应用中的作用越来越显著，掌握一至两种仿真软件工具将成为工科学生应具备的基本素质之一。同时，在教学过程中，利用仿真软件对电路工作情况进行仿真，可以使分析过程更为直观，有利于激发学生学习兴趣。目前，电力电子仿真软件主要有Matlab、Pspice、SIMetrix/SIMPLIS和Saber等，其中Pspice和Matlab在开关电源开发应用中具有重要作用，被相关企业广泛运用[4]。在教学改革中，通过在课堂教学和实验环节中引入建模的基本原理与过程，既能使课堂教学和实验更加生动直观与安全，还能引导学生学习软件的应用，使他们具备基础建模能力，有助于满足企业对于学生基本专业技能的要求。

2.6开发一批设计性、综合性研究实验，培养学生的应用、创新能力利用学校电力电子实验室和软件仿真的资源，结合当前热门课题和企业需求，开发一些设计性、综合性较强的实验，或通过课程设计、毕业设计的方式指导带领学生进行研究设计。实验的开发以培养学生应用创新能力为主要目的，既有助于学生巩固所学知识，提高知识综合运用能力，又可为电子设计大赛等专业比赛人才选拔奠定基础。

2.7以课程改革为契机，积极拓展校企合作途径，开发产学研项目，提升教师科研水平在课程改革中，积极寻求校企合作的新途径，深化校企合作的内容，将企业实际项目作为教学的实践、提升环节，依托学校的实验实训中心，以教师为主导，学生进行设计、验证配合，不仅可以极大地激发学生学习和实践的兴趣，同时也有利于教师自身科研水平的提高。

3结语

篇(5)

一直以来，电力变电运行中的信息管理不受人们的重视，很多时候电力变电的运维人员对信息管理的理解仅仅停留在信息的存储上面。但是随着电网运行的自动化及信息化程度越来越高，电力变电运行中的信息管理问题开始凸显，主要有以下几个方面的问题：

1.1自动化信息管理不完善当前，电力变电运行中已经在大规模推广无人值班的自动化运行管理。其中非常重要的就是自动化的监控和调度体系。监控体系负责变电系统设备及运行状况信息的采集并传递给调度体系，调度体系生成操作指令，通过信息网络传达给监控系统进行远程操作，或者更进一步下达给一线操作巡视人员，进行现场操作。这个过程，监控传感的信息采集与传递，指令信息的下达，都是非常关键的环节。但是，当前在电力变电系统中，对这两方面的管理还缺乏有效的流程。常常使得参与自动化运行管理的各方之间的信息传递不够通畅，信息管理的责任不够清晰。

1.2指令及操作信息存在安全隐患当前，电网的安全包含物理安全与信息安全两大方面。物理安全主要是防范物理性的破坏与事故。但是信息安全有些时候显得更为重要，尤其是电网的通信以及远程操作。实现了高度的自动化控制之后，电网的通信与远程操作都依赖于系统的信息传递网络。但是，一旦有不法分子利用黑客技术进行破坏，很有可能导致电力系统瘫痪等重大危害的产生。尤其是近两年，国内恐怖势力有猖獗作案的动向，电力变电系统也必须对此加以防范。

1.3业务信息管理混乱自动化的电力变电运行中，各种业务以及事故信息需要进行有条理的归类、分析、存储等管理。但是，当前的电力企业，刚刚过渡向无人值班运行模式，很多时候对于一些次要的业务信息的管理做的不够到位，显得有些混乱。尤其是在业务信息的追溯性管理以及信息分析方面的管理工作，还有待于改善。

2信息管理技术在自动化电力变电系统中的应用

2.1病毒防护技术计算机系统很容易感染各种各样的计算机病毒，其本质是一种不断进行自我复制，并且占据破坏计算机系统数据的一种程序。针对电力变电系统的监控中心与调度中心的计算机系统专门设置病毒防护。全面地预防计算机病毒对系统的破坏，可以有效保护系统内存储的信息并且保证自动化体系各系统之间的信息传递的畅通。

2.2防火墙技术当前，电力变电运行中，有很多操作采用的远程控制技术。针对远程控制技术而特别设置防火墙。将能够进行远程操控一级设备和部分二级设备与非信任的外部网络进行隔离。执行强制性的网络信息安全检查，只有正常的指令信息，才能够豁免从而操控远程设备。

2.3系统数据备份技术电力变电实现自动化运行之后，大量的业务数据通过信息网络直接传递到电力企业的数据库之中。通过建立电力企业数据信息备份中心，运用数据回复技术与加密的存储技术。对电力企业重要的业务数据和应用程序进行备份。以保证计算机系统出现故障或者遭到破坏时，能够及时快速地将系统恢复并且保存数据，确保电力系统的安全运行。

2.4设备安全监控联动技术将远程变电设备的监控与应对操作进行联动。比如对变电设备的温度进行监控，其温度传感器的信号不仅会传递到监控中心，还能够直接传递到应急联动系统。应急联动系统中，设置相应的安全信息的应对程序，超过安全阀值，即直接自动联动操作，这样即使远程操作遭到破坏，也能够在危急的情况下进行自动的简单操作。

3结束语

篇(6)

1.1实现依据

1.1.1通过技术手段消除电池劣化因素的不良影响

蓄电池一旦投入使用，其性能下降是必然的，这是由电池设计寿命所决定。而蓄电池在使用过程中出现过放电、充电不足、频繁放电等因素，都会使电池加速劣化，导致电池实际寿命往往达不到设计寿命。蓄电池的设计寿命不可改变，唯一可改变的就是上述外在因素对蓄电池寿命的影响。有两种思路可解决该问题：第一种：加强蓄电池维护力度，避免上述各种导致电池劣化因素的发生，从根源上予以杜绝。第二种：通过一定的技术手段，将上述因素造成的蓄电池劣化予以消除。由于影响蓄电池劣化的因素很多，要想从根源上完全杜绝难度极大，不仅需要投入大量的人力、物力、财力，并且对维护人员的专业性要求较高；且蓄电池本身作为备电系统，往往需要牺牲自身性能来确保站点设备稳定运行，因此过放电、频繁放电等现象想要完全避免也不现实。只有第二种方法才具有现实意义。基于三阶段在线除硫养护技术的电力蓄电池智能在线维护系统（以下简称“系统”），正是通过先进的蓄电池在线养护技术，来消除上述外在因素对蓄电池的影响，达到蓄电池在线养护的目的。

1.1.2掌握电池动态变化趋势，准确甄别电池性能

对于新电池而言，理想情况下对每一节蓄电池配备一个充电电源进行分别管理，定可保证各节电池处于优良的管控环境下，劣化速度也将显著降低。但目前在网电池由于已出现一定程度的劣化，单独的充电是无法消除电池劣化的。因此系统采用的脉冲除硫+均衡充电+检测保护的组合养护方式，首先消除现有电池劣化，再通过均衡充电对每节电池进行精细化充电管理，必然会保证电池性能逐渐恢复至最佳状态。此外，通过三阶段在线养护技术，可以使电池出现微小的动态变化，系统通过捕捉电池动态变化的数据，在一段时间后，即可掌握电池均匀性的变化趋势，从而对蓄电池的性能进行准确判断。

1.2关键技术点

1.2.1蓄电池统一网络化管理

系统通过不同型号的蓄电池在线养护仪的使用以及该设备的级联功能实现了硬件的兼容，满足了不同种类蓄电池的数据采集和传输；通过蓄电池在线维护网管平台软件的自识别技术，可将各站点设备上传的不同类型蓄电池实时数据进行2V/12V蓄电池自动识别和蓄电池单体电池节数的自动识别。通过上述技术，最终实现了利用统一的网管平台，对辖区内站点进行集中网络化管理。

1.2.2三阶段蓄电池在线养护技术

针对劣化蓄电池，系统采用的脉冲除硫、均衡充电、检测保护的三阶段在线除硫养护技术，这三个过程分时循环进行，三个过程的具体工作方式和作用如下：脉冲除硫：对单节电池分别施加除硫脉冲，恢复电池的基本特性。系统采用的脉冲除硫技术，是针对已硫化蓄电池中硫酸铅结晶颗粒大小不同，其谐振点也不同的特点，将动态功率修复脉冲施加于电池两端，利用除硫脉冲中丰富的谐波分量与硫酸铅晶体发生共振的原理，使粗大的硫酸铅晶体逐渐“击碎”、“溶解”，使之成为小颗粒硫酸铅，而小颗粒的硫酸铅晶体，可随着充电的进行，被分解为铅离子和硫酸根离子参与反应，最终变成铅及二氧化铅回到极板上，使硫酸铅结晶从极板上还原。均衡充电：均衡充电，对各节电池分别均衡充电，每节电池电压不同，对电池充电电流也就不同，均衡性差的电池组，电流差异越大。检测保护：检测电压，检测到单节电压达到标准浮充电压时自动终止循环进程。从以上工作机制来看，脉冲除硫对已经硫化的电池恢复其特性；均衡充电减小电池组各单体电池的差异性，有效阻止再次硫化的可能；检测保护使电池始终处于安全状态，避免过充的同时当再次出现差异时自动启动工作。这种组合养护方式可有效防止电池快速劣化，高效提升电池容量。

2系统构成和功能实现

2.1系统整体构成

系统由蓄电池在线养护仪、服务器、短信发送模块、蓄电池在线维护系统网管平台、短信告警平台几大部分组成。其中蓄电池养护仪安装于蓄电池所在站点，主要起到以下作用：A、采集蓄电池运行各项参数。B、负责与服务器端进行数据通讯。C、通过设备与蓄电池端的连接线向蓄电池输出除硫脉冲和充电电压。服务器安装于电力核心监控机房，蓄电池养护仪内的数据发送模块与服务器建立数据连接，一方面将实时采集到的电池参数发送至服务器端，另一方面负责接收服务器端传送的各项查询和控制指令，实现数据的双向传输。“蓄电池在线维护系统网管平台”和“短信告警平台”安装于服务器内。其中“蓄电池在线维护系统网管平台”负责各站点上传数据的收集和WEB界面显示、数据后台分析计算和存储等，通过该平台对上传数据的分析处理，即可实现站点蓄电池各项参数的实时查看、站点隐患智能分析和维护指导、电池均匀性变化分析等功能。短信发送模块连接在服务器USB接口上，一旦站点出现停电或蓄电池其他异常状况后，“短信告警平台”立即生成告警短信，并通过短信发送模块，第一时间将告警信息发送给相关维护人员，通知维护人员及时排障。维护人员只需通过网页浏览的方式即可随时查看各站点蓄电池实时数据；而一旦站点蓄电池出现异常，维护人员只需查看收到的短信内容，即可第一时间掌握告警信息。

2.2各功能实现方法

2.2.1在线养护功能的实现

以2V/24节蓄电池组为例，蓄电池养护仪上的输出接口为25位端子，输出线分别接入各节单体电池的正负极柱，设备工作机制采用脉冲除硫均衡养护检测保护三阶段分时循环进行。

2.2.2各项电池数据采集功能的实现

蓄电池单体电池电压和总电压的采集：蓄电池输出接口不仅完成对各节单体电池在线养护的功能，还通过该接口采集各节单体电池电压和总电压。蓄电池温度采集：设备内部内置温度传感器，温度传感器采集探头置于电池附近，即可采集到电池所处环境温度。蓄电池供电状态信息采集：通过电池电压的变化和电池电流变化综合判断站点是否处于停电状态，站点停电标志包含在上传数据内。

2.2.3设备级联功能的实现

单台蓄电池养护仪最多只能管控24节电池，如果单组蓄电池的单体电池节数超过24节，就要通过设备级联接口进行扩展。举例说明，如果站点蓄电池为12V/36节单组，则两台设备级联后，1#设备作为主设备管控前24节电池，2#设备作为从设备管控其余12节电池，所有采集信息均通过级联接口汇总至1#设备，通过RJ45接口发送至服务器端。

2.2.4数据传输功能的实现

数据传输功能通过设备上的RJ45网络接口实现，如果站点蓄电池组数量超过1组，可通过交换机进行接口扩展。

2.3系统软件描述

服务器端软件包括Linux操作系统、在线维护系统采集软件、Oracle数据库、蓄电池在线维护系统网络平台、短信告警平台。（1）Linux操作系统采用Linux5.8版本，是服务器端各应用软件正常运行的基础，具有系统安全性高、网络功能丰富、可移植性好等特点。（2）在线维护系统采集软件负责接收各站点数据的上传和服务器端相关指令的下发。（3）Oracle数据库采用Oracle10.2g版本，对各站点数据进行存储。（4）蓄电池在线维护系统网管平台蓄电池在线维护系统网管平台采用java语言，布署平台采用tomcat6.0,使用Struts2框架进行开发，使页面和实现进行分离，具有跨平台性和可移植性。蓄电池在线维护系统网管平台主要功能为各站点上传数据显示、曲线分析、报表统计等。维护人员只需访问该网络平台，即可查看各站点蓄电池实时运行状况。（5）短信告警平台短信告警平台负责站点蓄电池出现各种不同告警情况时的短信。该平台具有良好的交互性，维护人员可通过WEB界面对短信发送内容和短信发送对象进行二次编程，即一旦某站点出现某项告警，可根据之前系统管理员设定，依据告警级别和站点所处辖区决定短信发送的对象范围、发送频率等参数。

3结语

篇(7)

1.电力计量技术在电力计量工作中的应用成果

（1）电力计量技术实现了安全与文明生产

随着新的电力计量技术在电力系统中的推广与使用，一体化的电力计量技术逐渐向应用化、网络化及智能化的方向发展，并深入到电力企业电力计量工作中，较大程度的减轻了电力计量管理人员的劳动任务与工作压力，有效避免了工作人员因操作失误而出现的安全问题，提高了电力系统的安全可靠性。

（2）电力计量技术实现了信息化、智能化及自动化在市场经济体制深化改革的背景下，我国电力企业为了提高电力计量的准确性与可靠性，积极利用集信息化、智能化及自动化的一体化电力计量技术。在电力网络技术迅速发展的形势下，数字化生产管理调度系统、数字信息化管理系统、供电系统自动控制系统及数字计算机监控系统等被积极的利用起来。通过这些系统设备的应用，在很大程度上提升了电力企业的办公子自动化、供电销售、设备安装、生产调度、电力监控及财务管理水平，使得电力企业的电力系统的运行与管理更加高效和安全，为电力企业经济效益的提升提供了保障。

2.电力计量技术管理中存在的问题

虽然当前我国电力企业的电力计量水平有了较大程度的提升，但电力计量技术管理工作中仍存在一些问题，不能适应电力行业的发展要求。其问题主要表现在：首先，在资源配置方面，有些电力计量设备不够完善，设备老化与损坏的现象严重；另外，有些电力计量工作人员对新技术、新设备的适应能力及专业技术有限，对电力计量设备装置的现场验收及检验管理工作不能落实。其次，在电力计量装置的基础性资料管理工作方面，部分电力企业还没有做到全面和准确的反映电力计量基础信息，并且在相关报表中数据失真现象较为严重；同时，部分电力计量工作人员在其工作中未充分发挥其职能，缺乏监督管理人员的监督与指导。最后，在电力企业电力计量装置的新工艺推广应用方面，大部分电力企业对于设备创新的力度不足，电力计量新工艺与新技术开发与应用不够。

二、提升电力计量技术应用水平的对策

1.建立健全的电力计量管理体系

一个健全的电力计量管理体系是电力企业电力计量技术管理的保障，也是其提高电力计量技术应用能力的重要措施。为此，电力企业应该建立健全的电力计量管理体系，重点要建立专门的电力计量管理机构，并明确求管理岗位的职责。另外要鼓励供电企业全员参与电力计量管理，强化全员责任意识相互监督与协调，以提高电力计量管理的效率。除此之外，电力企业还应该建立健全的电力计量管理规章制度，针对电力计量设备的管理与维修、供电系统运行以及电力计量质量标准化管理等工作而建立有针对性的管理制度。同时，还要重点加强对监督奖惩制度的建立与完善，通过严格的电力计量监督与积极的奖励制度，而调动电力计量管理工作人员的积极性，促进电力计量相关管理工作的制度化与规范化。

2.加强对电力计量设备的综合管理

电力计量设备管理作为电力计量管理中的重要工作，对于确保电力计量设备安全稳定运行具有关键性的作用。电力企业在日常电力计量管理工作中，要重视和加强对电力计量设备的综合管理。首先，需要在掌握电力计量设备技术及性能的基础上建立完善的设备档案，通过编制和审查电力计量设备的购置更新及修配改造而对电力设备进行全面的监督管理。在电力计量设备管理中，对于设备故障、设备传感器及部件故障都应该及时进行措施的改进，还要加强对设备状态识别、自诊断与自校正的功能研究，以促进设备及部件的综合性能的提升。除此之外，电力企业还应该构建完善的电力计量设备综合管理的体系，合理调配管理人员，加强电力计量设备的定期检查与监督，促进电力计量设备的安全运行。

3.加强自主创新，积极利用新技术

随着现代科学技术的更新换代，电力计量技术也需要与时俱进，加强创新。电力企业要深入研究国外电力网络新技术及设备性能，学习和引进国外的先进技术与设备。加大自我创新技术的研究，通过提高企业自身电力计量产品的功能与性能，而提升电力计量的智能化、自动化水平。另外，电力企业要加大对核心元件的研究力度，重点加强研发继电器等核心元件，加强电力计量设备的多功能研发，在保证设备精准性的同时提高设备的质量。另外，要采取可靠性和开放性较高的模块进行系统设计，强化现代通讯手段的应用，提高信息快速收集与整理的能力，促进电力计量设备自动化调整水平的提升。

4.加强岗位培训，提升管理水平

电力计量技术的不断发展必然要求电力企业相关管理人员掌握新技术的应用，全面提高管理水平。因此，电力企业在电力计量技术的管理中，要加强对计量工作人员及研发人员的学习与岗位培训，使其不断学习新技术，对电力产品设备加深了解，提升自身对新技术的使用技能。同时，电力企业要鼓励定力计量技术研发人员加强对新技术与新产品的研发，促进电力产品设备的换代与升级，进而突破创新，提升电力企业的计量管理工作水平。

三、结语