电力电子技术研究3篇

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电力电子技术研究1

创新驱动，人才为本的指导思想对新时代的教学提出了新的要求。高等学校教师需要帮助学生提高知识掌握水平，培养学生创新能力，以最终达到提高人才培养质量、提升科学研究水平的目的。我国现行教学模式主要是知识型教学，以教师围绕课程知识点讲授、学生以被动听课为主，学生主要把注意力放在对知识要点的掌握上，并不关心知识点的来龙去脉，只关心如何通过考试。学生花费巨大的精力和时间去获得“标准知识答案”。传统教学模式对于培养一些流水线上的工程师或者是中层管理干部可能是有效的，但不能适应新工业“4.0”的要求[1]。近几年在国家的大力倡导下，高校采用互动式教学方法，尝试各种新的教学模式，鼓励学生学会主动思考，提高批判思维的能力，与教师充分互动共同学习。目前，国际国内流行翻转课堂和慕课网络教学方式，这些模式在一定程度上提高了学生的互动性和自学能力，体现了以学生为本的教学理念。但是这些也只能在部分主动性较强的学生中起到很好的作用，对于从小形成被动接受式学习模式的学生收效不大。这就体现出教育是系统工程，传授学习的能力比传授知识更为重要[2]。本文尝试以学生为本，以教师为引，融合多种教学方法，注重因材施教，采取灵活多变的策略，构建系统化、多元化思维体系，推进向能力型教学模式转变。

1《电力电子技术》课程特点及教学情况

我校的《电力电子技术》课程是自动化专业的一门传统课程，随着技术的发展，课程名字与内容也历经《半导体变流技术》《电力电子学》两代，2010年后改为现在的《电力电子技术》。课程跟随技术进步，不断改进完善教学资源，教学形式持续改进。现课程共48学时（理论38学时，实验10学时）。主要任务是培养学生熟悉电力电子技术的发展概况、技术动向和新的应用领域。了解与熟悉常用的电力电子器件的工作机理、电气特性和主要参数。理解和掌握基本的电力电子电路的工作原理、电路结构、电气性能、波形分析方法和参数计算，并使学生具有一定的电力电子电路实验和调试的能力及初步的系统设计能力。并在此基础上，使学生学会电力电子系统的设计，继而培养学生在实际中分析问题和解决问题的能力，尤其是面对未来我国对电子技术发展的巨大需求，更需要培养学生在电子技术领域的基本素养，适应国家发展需要。

2课程与教学改革要解决的重点问题

2.1教学内容更新问题电力电子技术是一门发展较快的学科，与时代的发展联系较为紧密。这样就导致教课内容需要不断调整，需要跟随国家对相关领域的发展要求来适时调整教学内容和培养目标。但是在传统教学中，受限于教学大纲设定、课时有限以及考核方式侧重点等原因，内容更新有限。同时对长期存在的“重理论，轻应用”问题的解决还不够理想。尽管在这方面不断进行局部调整，但实际效果仍然不够理想，此问题有待在教学改革中进一步解决。

2.2课程的难度与学生整体接受程度的矛盾该课程教学方式经过多次改进，从按部就班地依照指定教材进行灌输式教育，到多媒体融合教学，再到翻转课堂的应用，可以使学生在一些理论结构比较清晰、易懂的知识点上取得较好的学习效果，但在讲授难度较高的知识点时收效甚微。出现过一个知识点换了多种方法教学，学生都难以掌握的窘境。这对学生和教师都有影响，学生方面，导致学生的学习兴趣降低、主观学习动力下降；教师方面，产生挫败感，降低教学积极性。大学生需要有更高的电子技术方面的素养，这就要求这门课从传统的以变流为主的教学内容向注重变流器件的量子物理学原理和变流原理相结合的教学方向发展，让学生更能适合未来社会发展的需求。在这种情况下，加入的量子力学内容更凸显了这种矛盾。为了让学生更好地接受，需要更有效的教学方式，以更形象的教学内容吸引学生。

2.3考试模式问题传统的课程考核形式是以笔试成绩为主，结合实验成绩和平时成绩来决定最后成绩。此考核方式相对比较合理，但是考题标准化，容易使学习模式和教学模式流于“应试”，过于灵活又会使学生难于把握方向，大量增加记忆量和难度，使学生将更多精力用到背书上，不利于提高应用能力和创造能力。由此，制定与该门课程相适应的新的考核体系是体现课程侧重点的方式之一，也能够使学生进一步明确学习方向，领略课程精髓，达到教学目的。以上是这门课程开设以来遇到的较为普遍的问题。在教学改革过程中，教师团队长期致力于尝试各种优秀的教学模式和有效的考核方式来提高教学效果，真正帮助学生做到学以致用，灵活掌握知识，以培养出符合社会需要的人才[3]。

3课程教学改革思路及措施

教学是为了让学生学会自学，否则以有限的学时是无法将专业知识讲全面的。学生如果不能学会自学，毕业工作以后也很难实现自我提升。“教”的最终目标是“学”，因此“教”是“学”的外部条件，离开“学”，便没了“教”，教法、学法与学习效果三者之间是复杂的因果关系[4]。因此我们提出以脑科学为依托，构建深度学习模式，倡导终身学习理念，深度激发学生的自我认知、认可，激发学生自我学习的动力和能力，使学生真正愿意学习、学会学习。

3.1构建问题为导向的深度学习模式[5]先让学生思考起来，不是被动枯燥地接受知识，产生探究电力电子技术奥秘的学习动机。我们把课程内容以问题形式抛给学生，针对每节内容设计不同的问题引入课程。比如在第一部分电力电子器件工作原理的教学中，我们设计了如下的问题引起学生思考。（1）电力电子技术解决的是什么问题（绪论中讲过）？（2）以前学的知识中有没有相关内容（允许学生互相讨论）？（3）在这些应用中电力电子器件都发挥了什么样的功能？（4）电力电子器件如果要发挥开关的功能，需要有什么样的特性？通过这些问题，学生会变得踊跃思考，有的翻书，有的在网上搜寻答案，在经过一些提示，基本就能把定性的问题总结得比较全面。在此基础上我们稍加指导，概念性的问题就都解决了。
3.2形象化的教学方法消除学生对抽象理论的畏惧学生对网上教学资源的利用率较高，喜欢形象化的教学内容，我们就合理采用流行的“哔哩哔哩”“YouTube”等视频网站的视频内容，结合国家建设的慕课资源，更灵活地给学生提供丰富多彩的教学内容。比如讲绪论时我们就使用了特斯拉电动车宣传视频，通过视频，学生不但了解了电动车的工作原理，也了解了电力电子技术的内容和应用。在讲器件原理时应用了PN节形成的动画、电子能级变化的动画等，这些动画视频增加了学生的兴趣，降低了学生理解难度，非常受学生欢迎。同时向学生推荐相关的教学资源，让他们课后参照学习，多角度学习这门课程，更深入地理解知识。

3.3以脑科学为基础养成学习习惯一旦着手解决某个数学、科学问题，就会发现你做到的每个步骤，都会指示下一步的进行。内化吸收解题技巧能够加强神经活动，当你看一眼就能看出某题解法，即对题目有真正的了解，说明你已经成功构建出了一个命令组块[6]。在学习中很重要的一环就是如何记忆和内化复杂的专业课知识。这就需要我们遵循大脑的工作规律去建立自己的学习习惯，构建记忆模组。为了帮助学生形成记忆模组，我们对每个重要知识点都设计了循环教学步骤。（1）根据知识点提出一个应用问题，让学生从定性的角度去思考解决办法，并将思路记下来在课堂上进行讨论。（2）在讨论得到的不同思路的触发下再对问题重新思考，修正思路，探讨出大家都可以接受的方案。（3）教师对方案进行启发式点评，针对方案优缺点具体设问，留作课后思考。（4）第二节课就该问题重新讨论，得出合理的解决方案。（5）由教师对该方案从定量的角度进行分析讲解。（6）提出难度进阶的问题，然后重复前几个步骤，直到该章内容结束。（7）建议学生主动重复这个学习模式，并且在研究方案的时候多借用各种资源拓展知识和思路。

3.4以学生为本构建开放式考核模式该课程在考试模式的改革上注重以学生为本，充分调动学生的自觉性和参与意愿，考核的结果更多地与学生自己的行为挂钩，改变以往的专注理论知识的考核模式，打破依靠期末一张卷纸决定成绩的单一考核模式，将学生能力的培养作为该门课程的终极考核目标。改革后的课程考核体系由课上演讲成绩、期末笔试成绩及项目设计成绩三部分组成，分别占20%、50%和30%。演讲环节是学生课前预习后，对新内容发表个人见解，并由学生和教师共同探讨和纠正。项目设计则是学生就自己感兴趣的内容进行研究设计，不设固定题目。这些措施的施行，不仅能考核学生对理论知识的掌握程度，更能调动学生的参与感，增强学生学习的内驱力，为培养学生自主学习能力打下了基础。同时，题型方面也要做出相应的调整，题型设计更趋灵活化，减少单纯记忆性理论题目，增加专业新技术、新应用分析类考题，例如结合新能源的发展趋势，增加了风力发电和太阳能发电应用等相关内容，增强学生对新知识、新应用的了解，有效地提高了学生的应用能力和创新能力。4结语《电力电子技术》课程的教学改革主要围绕课程内容和学生的学习方法两方面进行建设。在内容方面不断跟踪技术应用的新发展，拓展广度和深度，让课程内容和社会需求紧密结合，顺应国家发展要求。在健全理论体系的基础上，遵循“重思想、重方法、重思维训练”的原则，以综合提高学生的学识与能力为目标，不断完善教学内容和方法，提高本课程在国内同类课程中的水平。本文所提出的教改方法经过了两轮的实施，已取得较好的效果，学生学习起来更有主动性，也觉得学得轻松了一些，并逐渐习惯把身边每天密切接触的“电”与本课程内容相对照，把《电力电子技术》的内容应用到实际中。本次教学改革提高了该课程的教学效果和教学质量，但是效果并不能惠及所有学生，内驱力较差的学生受益较小，这也是下一步教学改革努力的方向。

作者:马飞 李琦 单位:辽宁科技大学电子与信息工程学院

电力电子技术研究2

0引言

在社会经济不断发展的背景下，现在人们对于能源的需求越来越，但现在资源出现日益匮乏的趋势，随着各国对资源的争夺不断加剧，我国要采用合适的措施加强对资源的合理运用。我国的电力行业主要以火力发电为主，电力资源在应用的过程中会存在季节用电的特点，有关人员要根据实际的情况提出电力系统智能化的解决措施来有效地应对建立活动中的不平衡问题。在实际运作过程中，经常会出现分布式发电单位增加，电压等级逐渐升高等各类问题，有关人员要结合实际的情况，加强对智能化电网技术的创新和应用，保障电力系统的稳定运行。在智能电网中，传感器技术，计算机技术也得到了进一步的应用。本文首先论述智能电网的概念，紧接着分析继电保护技术的重要作用，重点对智能电网的继电保护相关技术开展分析，最后阐述继电保护技术的未来发展趋势。

1智能电网

智能电网意思为电网智能化，该电网以传统物理电网为基础，运用超高压技术做好创新，同时也需要综合运用新型的计算机，传感测量，电力电子工业等技术，从而更好地保持整个电网运行的稳定性，更好地达到电网在经济，环境，使用安全等各方面的目标。智能电网主要包括互动，安全，自愈等多个特点，能够更好地满足现代用户用电的需求，同时也允许多种能源发电接入，更好地帮助用户做好电力资源的配置，实现了电力系统供应的可靠性。在智能电网运行过程中，所采用的最基础的技术就是信息化技术，它能够有效地集成电网中所涉及的各类信息，从而为信息共享创造了相应的条件，更好地保障了信息和资源的利用效率。在实际应用的过程中，数字化技术也得到了充分的运用，数字化技术的运用能够保障电网智能化目标的实现。智能电网能够定向地描述电网的特点，对电网的形态结构进行模型化的描述，从而更高效地采集电网信息，并做好电网信息的传输。智能化电网能够将自动化控制技术有效地运用起来，高效地实现了电网高度智能化的目标，从而也能够提高整体的技术管理水平。智能电网更好地实现了发电端，输电端，用电端三方之间的互动，三方之间彼此协调发展，充分地保障了整体用电的稳定性。综合分析，电网具有稳定可靠，经济高效等特点。

2继电保护技术

随着我国经济的不断发展，为了更好地满足日益增长的经济需求，电网系统需要开展进一步的建设，对电网系统规模进行不断扩大，提高投资建设水平。目前我国的智能电网系统已经进入高速发展的黄金时期，在这一背景下，有关人员需要进一步地了解电力系统自身的运行结构，把握电力系统多元化，复杂化的特点，针对智能电网系统的相关内容做好结构的调整，采取各种措施来保障电网系统的稳定性。发电系统具有分布式的特点，而供电系统具有交互式的特点，有关人员要结合不同的特点，做好智能电网系统结构的调整，智能电网系统与传统系统来说更加复杂，整体的功能性也更加全面，对于保障电力系统运行稳定和效率来说有着至关重要的作用。继电保护技术的充分应用能够进一步地实现智能电网系统的稳定性，如果智能电网系统相关设备出现故障的话，继电保护技术能够实时地检测出故障的类型，并做好故障区域的隔离工作，防止故障进一步扩散而影响了智能电网系统的正常运行。与此同时，有关人员也可以结合智能电网系统做好自动诊断，自动描述等各项功能，维护人员也可以结合实际的情况发出报警指令，方便维护人员做好检修处理，保障智能电网的可靠运行。

3继电保护技术的应用

基于以上内容的认识，有关人员要充分地认识到继电保护技术的重要意义，结合实际的情况做好继电保护技术的创新，继电保护技术包括智能传感技术，电力电子元件，新能源并网等等各项技术，这些技术的充分运用能够进一步地保障智能电网的平稳运行。以下将针对相关的技术进行分析。

3.1智能传感技术智能传感技术具有信息采集方便，信息可靠等多项特点，尤其在继电保护方面，能够极大地实现继电保护信息采集的全面性，为继电保护工作提供一定的技术支持。例如变压器的保护。通常以传感技术为主要基础，变压器的各个方面都会设置相关的智能传感器，结合不同功能选择不同类型的传感器，传感器的类型一般包括页面振动，液体，流量等各个方面，需要有关人员结合实际工作的情况选择科学的传感器，同时有关人员还需要时刻对传感器进行日常控制和检测，保障传感器的稳定性。一次侧，二次侧安装振动传感器的话，可能会受到外部环境因素的影响，如果出现雨天，下雪天的话，可能会导致传感器判断失误。也会受到恶劣环境的影响，如果出现地震，洪水等自然灾害，会导致检测出相应的误差，影响了人们信息采集的合理性。有关人员充分地借鉴智能电网的特点，对输电线路进行全方面地采集，及时地了解变压器，发电器等相关的信息，更好地对继电保护装置进行全方面监控，有效地确定故障的具体位置，并有计划地进行继电保护装置的检查，充分地降低故障所带来的影响，保障整体工作的效率。

3.2超高压交直流混输技术超高压交直流混输该技术在基础的“三横三纵”电网结构上，对其进行了相应的完善，同时该技术也对继电保护技术提出了更高的要求。有关人员在利用超高压之后，电网的暂态特征会更加的明显，电网非周期分量会逐渐地变慢，谐波分量会逐渐地增加，从而更好地完善了继电保护互感器的性能。在智能电网的背景下，继电保护互感器能够高效地处理超高压交直流混输技术中所出现的滤波和谐波的分量，有效地保障了整体工作的稳定性，提高工作质量。除此之外，对于比较复杂的暂态性质的超高压交直流混输，如果以谐波作为依据的话，工作难度会加大。超高压交直流混输技术在具体运用的过程中，有关人员还需要充分的考虑超高压线路中串联补偿的技术难题，为了更好地解决此类问题，需要有效地利用智能电网中交直流线路保护的形式，优化线路保护的方式，加强对非线性元件的合理运用，进一步地保障了工作效果。

3.3电力电子器件在智能电网不断发展的背景下，越来越多的电力电子元件得到了广泛的应用，例如功率整流二极管，功率静电感应晶体管，可控制晶闸管等等各种电力电子元件，为了有效地避免电力电子元件，整体开关频率较大而导致大量谐波的出现，影响整体电网运行的稳定性，有关人员需要对这方面加以重视，结合实际情况做好各项措施的优化，尤其对于直流线路来说，更应该重视谐波量。在电路运行过程中，经常会出现行波信号不稳定的情况，尤其是在直流线路中的界线方式，柔性交流输电系统，波速等各因素的影响，行波信号不稳定的现象十分显著，这是有关人员必须要面对的问题。加强电力电子元件的充分运用，能够更好地保障电能自身的质量，同时也能够完善电网监控系统，有效地把控具体工作中所出现的主要问题，促进各项技术的进一步发展。

3.4新能源并网技术智能电网未来的重要发展趋势表现在节能环保方面，有关人员加强对可再生清洁能源的使用，可再生经济能源包括风能，太阳能，地热能等，这些能源的来源是非常丰富的，并且对周围环境污染的影响较少，加上其可再生的特点，这些资源受到了各行业的欢迎，可再生清洁能源是缓解目前能源危机的重要手段。但是由于相关部门对新能源的研究不够深入，新能源开发技术不够成熟等因素，影响了智能电网的正常运行，不能保障电能自身的质量。以风能为例，由于风能的接入点是不同的，风能接入的类型也有所不同，实际的工作状态会影响整体电流的运行，所以在进行新能源并网时，需要充分地考虑好相关的继电保护设备，及时地了解机电保护设备可能出现的各种故障，并做好这些问题的优化和完善。

3.5广域测量技术广域测量技术能够有效地把控电力的运行情况，广义测量技术中会涉及向量测量技术，它是保障电力系统安全运行的重要保障，向量测量应该在统一指标下，对电力系统各节点的电压和电流进行实时的采样，以此为依据生成电流和电压的实时坐标曲线，并根据该曲线来掌握电力的运行状态，更好地帮助有关人员做出相应的决策，保障电网的合理运行。

3.6仿真技术和控制决策技术仿真技术可以帮助工作人员进一步的了解智能电网的运行情况，并做好智能电网运行的预测。仿真技术以计算机技术为载体，控制决策技术需要有关人员以仿真技术所得出来的结果为主要的参考依据，全方面地了解智能电网的情况，并对智能电网进行科学合理的控制。在具体运行的过程中，有关人员要结合这两项技术来保障智能电网的稳定性，实现智能电网的可持续发展。

4基于智能电网的继电保护技术应用

由于我国对智能电网的重视度越来越高，智能电网建设正在逐步完善。我国已经取得了一定的进步，但是在具体运行过程中仍然存在相应的问题，故障问题的出现影响了智能电网的进一步发展，继电保护是维持智能电网运行稳定性的重要举措，电力企业要根据继电保护的实际情况对继电保护系统进行调整。与传统继电保护技术的融合。依托智能电网所开展的继电保护工作，要在传统继电保护工作的基础上做好进一步的创新和改革。在实际发展的过程中，工作人员不能完全地舍弃传统的继电保护，需要借鉴传统继电保护中的精华，传统继电保护中的很多内容依然在智能电网中适用。在之后继电保护发展中，有关人员要考虑好不同继电保护的类型，结合工程的实际情况规避传统继电保护中的不足，使得继电保护工作效果更显著。对保护定值进行相应的调整。传统电网和智能电网最大的不同表现在灵活性方面，智能电网的灵活性更强，同时它也具备不确定性，这就需要有关人员及时对保护定值进行相应调整，让保护定值有一定的适应性，能够随着电网运行形势的改变做出调整，有关人员也需要完善继电保护的相关功能。除此之外，有关人员需要充分地考虑电网的变化，给保护定值所带来的主要影响，同时也需要结合周围环境，有效地避免周围环境，给保护定制带来的不良影响。对可再生能源并网的重视。通过以上内容的了解，我们可以知道可再生能源并网技术是未来改革的重点，为了更好地促进智能电网的长远发展，工作人员需要牢牢地把握住可再生能源并网的各项内容，及时地了解未来电力发展的主要趋势。与此同时，工作人员也需要认识到可再生能源并网技术不成熟所带来的问题，加强相关技术的研究工作，更好的保障电网的正常运行。有关人员要结合工程的实际情况，对可再生能源并网问题进行全方面的研究和考虑，让新能源在一个稳定的状态下接入智能电网，探索出更稳定的智能电网接入方式。继电保护未来的发展趋势分析。（1）网络化趋势分析。在科学技术不断完善的背景下，大多数变电站向着数字化的方向不断的改革，电力系统也步入了网络化的时代。继电保护技术获取信息的方式发生了改变，电力系统网络化后，有关设备的信息能够实现共享，帮助工作人员及时地了解相关信息并做出有关举措，使得工作效率得到极大提高。此外，信息传递形式发生了改变，网络化程度的加强使得控制信号传输更精准。（2）数字化趋势分析。智能电网在未来发展过程中非常显著的特点就是数字化，数字化主要体现在传输方式和检测方式这两个方面，在智能电网不断完善的背景下，越来越多类型的智能化设备投入到智能电网的建设过程中，交流互感设备被先进的设备所代替，更好地提高了整体的工作效果。电子式互感器该设备采用了网络接口的形式，有效地简化二次回路的线路，积极地对各项设备加强维护，更好地提高了整体的工作效率。（3）灵活性的趋势分析。智能电网相比于传统电网来说，输电会更加灵活，在未来发展中灵活性的特点会更加显著。处于暂态过程中的智能电网整体结构是比较复杂的，需要继电保护工作做好进一步地完善，使得输电的灵活性有所加强。在未来，智能电网的灵活性会更强烈，更有利于保证电网运行的稳定性。

5结语

随着现在人们生活水平的不断提高，对于电力资源的依赖性越来越强烈，国家在电力建设方面投入了大量的资金，这也为智能电网的进一步发展提供了经济支撑。继电保护系统是电网运行过程中比较核心的技术，为电网运行的安全性提供了强大的动力。所以在电网具体建设的过程中，有关人员要对继电保护有进一步的认识，并对相关技术不断完善，传播技术优势，保障各类继电保护技术在智能电网中有着广泛的应用，从而更好地保障智能电网的安全运转。

作者:夏冰 单位:中国石化集团胜利石油管理局有限公司

电力电子技术研究3

一直以来，我国特定领域的科学家与专业技术人员均在积极研究用电智能化方面的内容。旨在更加系统地研发并普及智能用电。智能用电是一种用电系统，是建立在安全稳定和高效率电网的基础之上，借助新型管理技术与管理方法来管理的用电模式。智能用电不仅应用了微电子技术，还采用了其他诸多通信技术，在一定区域内完成了高效通信网络的构建，进而使区域内的居民在用电方面实现了高效控制、精准测量和数据采集。随着对微电子技术的研究力度不断加深，智能电网的应用范围不断扩大，人们对智能设备的需求也越来越大，而微电子技术的成功应用让这一需求得到了很好的满足。

微电子技术

1.微电子技术的发展历程1947年，晶体管开始出现，为后续微电子技术的发展夯实了基础。20世纪中期，微电子技术取得了迅猛发展，随着集成电路的出现，使得电子技术实现了进一步的创新。微电子技术在20世纪70年代获得了最大程度的发展，在人们生产、生活中得到了广泛的运用，特别是微型计算机的出现，使得微电子技术在高新技术中展现出了重要作用。到了现代，人们的日常生活、工作中均可见微电子技术的影子，成为人们生活中不可缺少的一部分。如今，我国逐渐加强了对微电子技术的研究，之获得了较好的发展，部分领域甚至居于世界前列，比如集成规模化的扩大、集成纳米方面的研究等，即使是世界范围内，华为公司的移动芯片也占据着重要地位。

2.微电子技术发展的现状分析进入信息时代，微电子技术的发展速度越来越快。我国的微电子技术发展得也很快。在智能手机、多媒体设备及数字信号处理器等多个方面，芯片设计水平取得了快速发展，在部分核心芯片研发上突破非常大。我国微电子技术从最初的模仿，正逐渐朝着创新的方向发展。但即使如此，我国的微电子技术还是落后于西方发达国家。所以，我国不仅要对微电子技术的研发出台相关政策，还需投入更多的资金，将完善的微电子技术研发体系建立起来，从而以坚实的基础助力我国微电子技术的良好发展。

现阶段微电子技术在智能电网运行中的应用现状

因为我国微电子技术是近年来才开始发展的，所以还有诸多不完善之处，目前在智能电网运行中，微电子技术的实际运用状况具有如下表现。（1）微电子仪器在特殊环境下极易发生损坏尽管微电子技术实现了较好的提升，但在特殊环境中，如果微电子仪器被腐蚀亦或是绣化，其正常工作就会受到影响，最终无法正常供电。（2）智能电网系统还需完善国家电网十分重视智能电网的发展，在国家电网这一大环境中，微电子控制系统的工作量非常大，每天都要完成对海量信息的处理任务。现阶段，有关人员在运营中发现，国家电网系统并不健全，在很大程度上破坏了智能电网运行的稳定性，降低了智能电网的工作效率，妨碍了集成电路的发展。（3）缺乏完善的智能电能表管理体系不论是智能电能表，还是微电子仪器，均具有非常高的科技含量，在生产技术方面有很高的要求，只有实现一体化生产，方可全面管控智能电能表。当前运用的智能电能表缺乏健全的管理系统，并且售后维修涉及部分技术问题。因为不具备较强的专业技术，加之未切实做好管理工作，所以在实际工作中智能化电能表发挥的作用并不明显，表现为供电不及时、没有快速传递信息以及难以进行信息共享。而正是由于缺乏完善的管理体系，导致无法正常运用微电子技术。

微电子在智能用电中的实际运用

面对大量的信息流，具有较大规模的集成电路都能够很好地进行处理，作为在高科技以及信息产业应用的一门核心技术，微电子技术的应用包括如下几方面。

1.微电子在电力用户用电信息采集系统中的应用尽管传统电力用户用电信息采集系统能够对各类数据进行收集以及处理，但基于智能电网以及微电子技术构建的采集系统，能够将良好的服务提供给电力资源，并确保分配的合理性，电力用户所享受到的服务将更加丰富多样，更人性化。在电力用户信息采集系统中运用微电子技术，表现为通过集成电路自动采集客户用电信息，并展开分析和管理，确保智能电网在信息交互方面拥有良好的渠道。通过分析用电信息采集系统的结构发现，在采集客户用电信息方面，采集点的监控设备往往可以在很短的时间内完成，并对数据进行过滤和分析，之后的信息处理与反馈主要由主站层负责，因此在集成电路的支撑下，此部分功能得以顺利的实现，进而有效分析用电客户信息，更加合理地分配智能电网电力资源。最具代表性的电力用户用电信息采集系统结构如图1所示，这一系统主要由三部分构成，分别为用户终端层、主站控制层及最高效力层。其中用户终端层又囊括了多项设备，包括采集终端、智能表和计量箱等，此层同用户的生活用电具有紧密联系，是采集电力用户信息的一项重要条件，其中微电子技术的应用非常多。主站控制层的任务是处理用电信息，该层在整个电力用户用电信息采集系统中占据至关重要的位置，在其支持下智能电网才得以顺利实现高质量控制。主站控制层的组成分为三部分，即用电信息系统、统一数据发布平台和采集业务子系统。虽然该层具有相对复杂的结构，但在执行任务方面能够做到更有效地处理用电信息。在电力用户用电信息采集系统中，最高效力层影响着整体的架构设计，在系统中是不可取代的一部分。

2.微电子在智能电能表中的应用智能电能表是电力用电信息采集系统中非常重要的一部分，也是智能用电领域中，微电子技术极具代表性的运用。近年来，随着智能电网的铺设范围越来越大，智能电能表实现了全面的普及，其具备良好的传输能力以及信息采集功能，能够便于用户更好地同智能电网进行沟通。微电子技术的应用主要包括智能电能表的用户端控制用电功能、数据传输处理功能、用电信息存储功能和防窃电功能等。智能电能表在微电子技术的支持下，有助于智能电网更高效地开展各项工作，显著减少智能电网运行中的人工需求，为智能用电领域的良好发展提供了有力支持。在微电子技术应用方面，智能电能表是一个典型，在大范围内获得推广，表明我国电力事业人工记录抄表时代结束，根本上解决了包括电力收费难、窃电行为屡禁不止的问题。在电力用户用电信息采集系统部分，智能电能表至关重要，其功能发挥离不开电能表数据管理子系统的大力支持。电能表数据管理子系统在结构方面以动态模组化为主，顺序自上而下，中上层的主要作用是时钟管理、费控管理和电能表数据管理，同时还负责自动抄表；中层是管理和调用数据信息；下层是以基础公共服务为主要任务，能够给智能电能表提供充足的支持，充分发挥自身功能，这些均依赖于微电子技术的支持。智能电能表结构框图如图2所示。

3.微电子技术在智能变电站中的应用通过调查现有智能变电站可知，实际应用过程中采用的微电子技术，具有高安全性、少耗能的特点，具体运作时将各方内容（信息共享、通信网络等）联系起来，确保采集到准确的数据和电力资源，有效保护电路。合理分配变电站中的电力资源，最大程度地节约资源。在智能变电站中应用微电子技术，达到实时控网的目的，准确分析客户用电情况，实现智能变电站的简单操作。

4.微电子技术在终端交互中的应用终极交互终端在电子电路板的辅助下，借助先进的信息通信技术，统一、科学地监管家用电器的用电情况，同时采集分析用电波峰谷数据与家庭用电信息，以提供科学指导给家庭用电，实现用户与电网之间顺畅交流。除此之外，各个家庭因为智能交互终端也能够享受到诸多增值服务，从而使人工劳动成本得到节约，最终实现低碳环保、绿色用电的目标。

微电子技术在智能用电上的展望

虽然微电子在技术层面上尚不具备较高的成熟度，但为国家智能电网的智能用电做出了贡献，通过对信息进行收集、分析及处理数据，资源得到了合理分配。但由于智能用电上，微电子技术有一些不足之处，因而需基于实际情况，结合我国电网特点，并联系居民用电习惯，自主进行设备研发，真正符合智能化用电需求。具体应用微电子技术时，必须严格规范智能用电服务，保证广大用户能够很好地接受智能用电服务信息化。微电子的技术发展主要体现在大规模集成电路上，在智能用电系统中得到有效运用。倘若各个电网输送网点在对数据进行处理分析时，均可将微电子技术的作用发挥出来，那么就可将人工出错的几率大大降低，从而使人工成本得到有效节约。

结束语

综上所述，微电子技术的不断发展，推动了智能用电以及智能电网的出现，随着其不断升级，形成了更具科学性的智能化解决方案。目前，智能用电才刚刚开始发展，如果想扩大规模，就需高度重视其安全性、可靠性，并立足于微电子技术提高智能用电方案所涉及的影响力，确保人们的用电需求能够得到满足。

参考文献

[1]陈林峰．智能用电中微电子技术的应用分析[J]．中国新通信，2020，22(5)：97．

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[4]谢运兵．微电子技术在智能用电中的应用[J]．开封教育学院学报，2015，35(4)：265-266．

[5]赵东艳，原义栋．微电子技术在智能用电中的应用[J]．供用电，2014(8)：21-23.

作者:闫文莉 单位:西安科技大学高新学院