Электрические станции сети и системы лекции: 1 Общие понятия об электроэнергетических системах и электрических сетях

alexxlab
14.02.2023
Комментарии: 0

Лопатин В.П. Лекции по предмету электрические станции и подстанции

Топливно-энергетический комплекс

• Аккумуляторы тепловой энергии

• Альтернативная энергетика

• Биотопливо, биоэнергетика

• Бытовые холодильники

• Ветроэнергетика

• Водоподготовка

• Водородная энергетика

• Гелиоэнергетика

• Геотермальная энергетика

• Гидротехнические сооружения

• Заземление и молниезащита

• История энергетики

• Качество электроэнергии

• Котельные установки

• Криогенная техника и технология

• Малая гидроэнергетика

• Математические задачи энергетики

• Материалы конференций

• Механическое и энергетическое оборудование

• Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования

• Надежность электроснабжения

• Нормативно-техническая документация (НТД)

• Опыт строительства гидроузлов

• Основы электромеханики

• Переходные процессы в электроэнергетических сетях

• Периодика по ТЭК

• Проектирование холодильных установок

• Рабочие вещества холодильной и криогенной техники

• Рабочие режимы гидроэнергетических систем

• Релейная защита и автоматизация ЭС

• Ремонт и монтаж холодильных установок

• Светотехника и источники света

• Справочники по кабельно-проводниковой продукции

• Справочники по оборудованию

• Справочники проектировщика

• Теоретические основы электротехники (ТОЭ)

• Тепло- и массообмен

• Тепловая часть ТЭС, АЭС, ТЭЦ

• Тепловые насосы

• Тепловые сети

• Теплообменные аппараты

• Теплотехника

• Термоэлектрическая энергетика

• Техника высоких напряжений

• Техническая термодинамика

• Типовые проекты и решения

• Топливо и теория горения

• Холодильная и криогенная техника

• Холодильные машины и аппараты

• Холодильные технологии

• Экономика энергетики

• Электрические и теплотехнические измерения

• Электрические и электронные аппараты

• Электрические машины

• Электрические системы и сети

• Электрические станции и подстанции

• Электромагнитная совместимость в электроэнергетике

• Электромеханические системы

• Электрооборудование бытовых приборов

• Электропривод

• Электроснабжение

• Электротехнические материалы

• Электротехнологические установки

• Электроэнергетика

• Энергетические системы и комплексы

• Энергетический аудит

• Энергетический менеджмент

• Энергосбережение

• Ядерная и термоядерная энергетика

• формат doc
• размер 243. 44 КБ
• добавлен 11 августа 2007 г.

Электрооборудование подстанций промышленных предприятий.
Общая характеристика высоковольтного оборудования электрических подстанций.
Классификация подстанций.
Назначение подстанций и её местоположение в энергосистеме.
Виды электрических станций.
Перспективы развития коммутационной аппаратуры высокого напряжения.

Купить и скачать книгу “Лекция”

Смотрите также

• формат djvu
• размер 13.88 МБ
• добавлен 21 августа 2011 г.

Госэнергоиздат, 1963, 464 с. Настоящая книга написана коллективом авторов Московского ордена Ленина энергетического института в качестве учебного пособия по электрическим сетям и электрооборудованию электрических станций и подстанций для студентов электротехнических и теплоэнергетических специальностей энергетических, политехнических и других институтов, изучающих либо объединенный курс «Электрические сети и станции», либо отдельные курсы «Электр. ..

• формат djvu
• размер 12.17 МБ
• добавлен 30 сентября 2011 г.

551 с. Для специальностей 140203 (Электрические станции) и 140204 (Электроэнергетичесие сети и системы). Электрические станции и электроэнергетические системы. Электрическое оборудование распределительных устройств. Проводники, изоляторы, кабели. Нагревание проводников и аппаратов. Нагревание стальных конструкций, расположенных в сильных магнитных полях. Нагревание проводников и аппаратов при коротком замыкании. Электрические силы в токопроводах…

• формат pdf
• размер 187.67 КБ
• добавлен 24 апреля 2009 г.

Составители: Р. В. Гайсаров, М. Е. Гольдштейн, Ю. В. Коровин, И. Т. Лисовская, Л. В. Хахина; Под ред. М. Е. Гольдштейна. – Челябинск: ЮУрГУ, 1999. – Ч .1. – 24 с. Методические указания являются руководством к лабораторным работам по курсам “Производство электрической энергии” и “Электрические станции и подстанции систем электроснабжения” для студентов специальностей 1002, 1004, 2104 дневного и заочного обучения. В процессе выполнения лабораторных…

• формат doc
• размер 1.19 МБ
• добавлен 26 апреля 2009 г.

Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. – 236 с Справочное пособие предназначено для студентов специальностей ”Электрические станции”, ”Электрические системы и сети”, ”Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем”, ”Системы электроснабжения” и используется при выполнении заданий по курсам ”Производство электроэнергии”, ”Электрическая часть станций и подстанций”, ”Электрические станции и подстанции систем электроснабжения”, пр. ..

• формат doc
• размер 623.84 КБ
• добавлен 02 октября 2009 г.

Электрические станции и подстанции: Учебное пособие к выполнению курсового проекта. Сост. И. Г. Злобина, Е. Ю. Казакова, Л. А. Шестакова: Чуваш. ун-т. Чебоксары, 2008. 80 с. Для студентов IV курса электроэнергетического факультета дневной и заочной форм обучения по направлению 140200 – Электроэнергетика специальности 140211 – Электроснабжение. Ответственный редактор канд. техн. наук, доцент И. Г. Злобина Содержание. Содержание курсового проекта…

• формат djvu
• размер 879.85 КБ
• добавлен 01 февраля 2012 г.

Учебное пособие – Магнитогорск: МГТУ, 2002 – 127 с. ISBN 5-89514-255-9. Содержатся основные положения, необходимые для выполнения курсового проекта по дисциплине “Электрические станции и подстанции”, а также разделов курсового и дипломного проектов по электроснабжению, посвященных выбору электрических аппаратов, токоведущих частей и конструкций распределительных устройств напряжением выше 1 кВ. Показаны пути решения основных вопросов при проекти…

• формат doc
• размер 120.73 КБ
• добавлен 22 марта 2009 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к курсовому проекту по дисциплине «Основы проектирования электрических станций» для студентов специальности 210140 «Электрические станции». – Павлодар: Изд-во ПГУ им. С. Торайгырова, 2003. – 66 с. Даны рекомендации по выполнению всех разделов курсового проекта по дисциплине “Основы проектирования электрических станций” студентами специальности “Электрические станции”. Методические указания могут быть использованы студентами…

Практикум

• формат doc
• размер 7.29 КБ
• добавлен 02 февраля 2012 г.

Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Электрические станции и подстанции» . Целью лабораторных работ является ознакомление с конструкциями электрических аппаратов и проводников, используемых в электроустановках.Лабораторные работы: – работа № 1 Трансформаторы тока; – работа № 2 Трансформаторы напряжения – работа № 3 Шинные конструкции и изоляторы – работа № 4 Разъединители, отделители и короткозамыкатели

• формат doc
• размер 5.86 МБ
• добавлен 22 марта 2009 г.

Павлодар: ПГУ, 2002 г. – 153 стр. Сборник лабораторных работ по дисциплине «Электрические станции и подстанции» для студентов электроэнергетических специальностей. В учебном пособии подробно рассмотрены конструкции и принципы работы высоковольтного электротехнического оборудования, применяемого в электроустановках. Особое внимание уделено новым конструкциям электротехнического оборудования.

• формат doc
• размер 68.17 КБ
• добавлен 11 ноября 2009 г.

Неклепаев Б. Н. Избранные таблицы для расчёта курсового проекта по предмету Электрические станции и подстанции (практически используется в ЗЭТ ДонНТУ). Список таблиц: Технические данные тypбoгенераторов Трансформаторы трехфазные до 35 кВ включительно для собственных нужд электростанций (по ГОСТ 11920-85Е) Трансформаторы трехфазные класса напряжения 110 кВ (по ГОСТ 12965-85Е) Трансформаторы трехфазные трехобмоточные 110 и 35 кВ (по ГОСТ 11920 – 85…

Курс электрические станции, сети и системы. Профессиональная переподготовка по энергетике. Дистанционные курсы.

Версия для СЛАБОВИДЯЩИХ

ЕЦ ДПО
Телефон: +7-495-545-39-79
Телефон: 8-800-333-16-42
Круглосуточно
Почта: mail@ec-dpo. ru
Москва, ул. Ярославская, д.8, к.3

• Описание
• Стоимость
• Учебный план
• Диплом
• Как учиться?
• Лицензия
• Запрос

Цель: получение новых знаний и навыков, освоения современных методов решения профессиональных задач.

Категория слушателей: лица, имеющие высшее или среднее профессиональное образование.

Форма обучения: очная, очно-заочная, с применением ДОТ.

Режим обучения: не более 8-ми академ. часов в день.

Курс электрические станции, сети и системы

Курс 512 ак.ч.

Курс: 13 недель

Заказать

Курс электрические станции, сети и системы

Курс 256 ак.ч.

Курс: 7 недель

Заказать

Учебный план по курсу электрические станции, сети и системы

Использование, воспроизведение и распространение данного объекта интеллектуальной собственности (учебного плана) без согласия правообладателя преследуется по закону.

Выдаваемые документы выписываются и регистрируются в Москве, признаются на всей территории РФ и в других странах

Курсы по энергетике, стоимость и сроки обучения.

Программа обучения по курсу электрические станции, сети и системы может иметь несколько вариантов продолжительности обучения в академических часах.
Профессиональная переподготовка по энергетике может быть в стандартном режиме обучения и в ускоренном.
Выберите наиболее удобный для Вас вариант продолжительности и режима обучения в списке на сайте.
Стоимость программы обучения курса по энергетике зависит от выбранного количества часов и режима обучения.
Пожалуйста оставьте запрос информации в форме. С Вами свяжутся из приемной комиссии и подробно расскажут о возможных вариантах обучения!

Процесс обучения

Поступление

Поступить и приступить к обучению можно в любой день!

Поступить на обучение может любой желающий, имеющий среднее профессиональное или высшее образование, а также студент старших курсов. Для начала обучения необходимо отправить заявку на обучение (выше на странице). С Вами свяжутся специалисты по сопровождению учебного процесса, ответят на все вопросы. Далее методический отдел утвердит возможность обучения и после этого мы направим Вам договор и счет. Далее Вам необходимо произвести оплату по счету в банке или в по реквизитам в платежной системе онлайн-банка. Все готово! Вы можете приступать к обучению!

Для поступления требуются в электронном (скан или фото) виде следующие документы:

• заявка и договор об обучении
• копия документа об образовании или справка об обучении (для студентов)
• документ о смене имени, отчества или фамилии (если фамилия, имя или отчество в заявке и дипломе не совпадают)
• для медицинских работников – интернатура, ординатура, дипломы о профессиональной переподготовке, крайний сертификат специалиста (при наличии)

Обучение

В процессе обучения у вас будет открыт доступ на учебный портал, где будут находиться все необходимые методические и учебные материалы. Вы сможете их изучать в онлайн режиме, посредством личного кабинета или скачать к себе на компьютер или мобильный телефон.

Все лекции представлены в PDF-формате, что очень удобно, ведь нет необходимости устанавливать дополнительные программы.

После завершения изучения учебных материалов, Вам необходимо пройти итоговое тестирование, по результатам которого вам будут поставлены оценки «зачет» или оценки за экзамен в приложении к диплому. Тестирование Вы можете пройти несколько раз, Вам будет предоставлено как минимум 3 попытки. Дополнительная плата во время обучения не взимается!

После успешной сдачи итогового тестирования Вы получите диплом о профессиональной переподготовке.

Выдача документов

После завершения обучения оригиналы документов Вы можете получить лично (забрать у нас в офисе) или мы направим Вам заказным письмом или курьерской службой. Адрес и форма получения оригиналов для направления документов указывается в заявке на обучение.

Наши дипломы и сертификаты оформляются в бумажном виде на бланках строгой отчётности с несколькими степенями защиты.

Вместе с дипломом выдаем договор и акт в бумажном виде.

В соответствии с законом об Образовании в РФ, диплом о проф. переподготовке может быть выдан слушателям, имеющим высшее или среднее профессиональное образование. Если слушатель не имеет такого образования, то ему мы можем выдать свидетельство о доп. образовании (а после получении среднего профессионального или высшего образования слушателю будет выдан диплом о профессиональной переподготовке).

Документы оформляются от 1 до 2 рабочих дней.

Государственная лицензия, заключения и сертификаты

Единый Центр Дополнительного Профессионального Образования имеет государственную лицензию на образовательную деятельность №038734.

Лицензия выдана Департаментом образования города Москвы и включена в реестр Рособрнадзора.

Вы можете быстро проверить лицензию на сайте Рособрнадзора.

Проверить

Интеграция возобновляемых источников энергии в сеть

Существует два основных типа ресурсов производства возобновляемой энергии: распределенная генерация , которая относится к малым возобновляемым источникам энергии в распределительной сети, где обслуживается электрическая нагрузка; и централизованная генерация в коммунальном масштабе , которая относится к более крупным проектам, которые подключаются к сети через линии электропередачи.

Коммунальное производство

Централизованные коммунальные электростанции на возобновляемых источниках энергии сравнимы с электростанциями, работающими на ископаемом топливе, и могут генерировать сотни мегаватт (МВт) энергии. Как и на природном газе, угле и атомных электростанциях, крупные электростанции на возобновляемых источниках энергии производят энергию, которая передается по линиям электропередачи, преобразуется в более низкое напряжение и передается по распределительным линиям в дома и коммерческие здания.

Однако, в отличие от обычных электростанций, работающих на ископаемом топливе, электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии, как правило, не могут диспетчеризироваться (или не могут вырабатывать электроэнергию по запросу), поскольку они зависят от переменных ресурсов, таких как солнце и ветер, которые меняются в течение дня. . Однако, когда доступны возобновляемые источники энергии, такие источники, как ветер и солнечная энергия, получают приоритет в порядке диспетчеризации. Ветряная и солнечная энергия не требует затрат на топливо, поэтому их производство используется раньше других типов генераторов, потому что они являются самым дешевым источником энергии, доступным в то время. (Чтобы лучше понять, как распределяется производство электроэнергии, прочитайте «Рынки электроэнергии 101».)

Распределенная генерация

На другом конце спектра небольшие жилые и коммерческие возобновляемые источники энергии обычно находятся в диапазоне от 5 до 500 киловатт (кВт). Большинство этих небольших возобновляемых источников энергии представляют собой солнечные панели, размеры которых легко настраиваются (разбивку по типам солнечных батарей см. на стр. 3 этого документа RMI). Эти распределенные ресурсы, такие как солнечные батареи на крыше, обычно располагаются дома или на предприятии. В отличие от крупных централизованных электростанций, работающих на возобновляемых источниках энергии, которые подключаются к сети через высоковольтные линии электропередачи, распределенные ресурсы, подобные этим, подключаются к сети через электрические линии в распределительной сети более низкого напряжения, которые являются теми же линиями, которые доставляют электроэнергию потребителям.

Часто эти проекты происходят « за счетчиком », что означает, что электричество вырабатывается для использования на месте (например, солнечная система на крыше, которая снабжает дом электроэнергией). Эти небольшие распределенные проекты обычно снижают спрос на электроэнергию у источника, а не увеличивают подачу электроэнергии в сеть. Например, когда светит солнце, дом с солнечными панелями на крыше может не нуждаться в электричестве из сети, потому что его солнечные панели вырабатывают достаточно электроэнергии для удовлетворения потребностей жителей.

Возобновляемые источники энергии в масштабах сообщества, которые больше, чем проекты на крыше, но меньше, чем коммунальные предприятия, также подключены к сети через распределительные линии и поэтому также считаются распределенной генерацией. Однако, в отличие от небольших возобновляемых источников энергии на крышах, возобновляемые источники энергии в масштабе сообщества находятся « перед счетчиком », что означает, что вырабатываемая ими энергия не используется на месте, а поступает в распределительную сеть для использования домами и предприятиями в районе. окрестности.

Сравнение типов генерации

Как централизованная, так и распределенная возобновляемая энергетика имеют свои преимущества и издержки для клиентов и сетевых операторов. С экономической точки зрения, централизованные возобновляемые источники энергии коммунального масштаба намного дешевле, чем распределенные ресурсы из-за эффекта масштаба. По состоянию на ноябрь 2018 года приведенная стоимость (чистая приведенная стоимость затрат на производство электроэнергии в течение срока службы электростанции) солнечной энергии на крыше оценивалась в 4,5–7 раз дороже за МВтч по сравнению с солнечными батареями коммунального масштаба.

В дополнение к тому, что централизованные проекты дешевле, оператору сети часто намного легче контролировать централизованные проекты. Поскольку распределенные возобновляемые источники энергии часто малы и не соответствуют счетчику, их может быть очень трудно отследить с точки зрения оператора сети, и это может значительно усложнить прогнозирование нагрузки. Сетевые операторы обычно знают о существовании таких проектов только потому, что они заметно снижают потребительский спрос на электроэнергию в определенное время суток.

Тем не менее, распределенные возобновляемые источники энергии могут обеспечить энергосистеме преимущества, недоступные для крупных проектов. Поскольку энергия от распределенной генерации обычно используется на месте или поблизости, распределенные энергетические ресурсы могут значительно снизить потери энергии, возникающие при передаче электроэнергии по линиям электропередачи, и они могут избежать затрат на новую передающую и распределительную инфраструктуру (см. NREL и Acadia). Центр). Если они подключены к микросети , распределенные возобновляемые источники энергии также могут обеспечить большую устойчивость во время штормов, которые нарушают работу энергосистемы, обеспечивая электроэнергию, даже если более крупная сеть испытывает перебои.

Силовая электроника и энергосистемы

Электрическая машина представляет собой электромеханическое устройство преобразования энергии, которое обрабатывает и подает мощность на нагрузку. Одна и та же электрическая машина может работать как двигатель для преобразования электрической энергии в механическую или как генератор для преобразования механической энергии в электрическую. Электрическая машина в сочетании с силовым электронным преобразователем и соответствующим контроллером обеспечивает привод двигателя. Силовой электронный преобразователь состоит из полупроводниковых устройств и управляет потоком большой мощности от источника к входным клеммам двигателя. Достижения в области силовых полупроводников за последние несколько десятилетий позволили разработать компактные, эффективные и надежные электроприводы постоянного и переменного тока.

Контроллер состоит из микроконтроллера или цифрового сигнального процессора и связанной с ним маломощной электроники. Функция контроллера заключается в обработке пользовательских команд и различных сигналов обратной связи датчиков для генерации сигналов переключения затвора для полупроводниковых переключателей силового преобразователя в соответствии с алгоритмом управления двигателем. Сигналы датчиков включают положение ротора машины, фазные токи, напряжение на шине инвертора и выходные данные температуры машины и инвертора. Защита от сбоев и диагностика также являются частью алгоритма контроллера мотора.

Исследования в области электрических машин и приводов сосредоточены на оптимизации конструкции с использованием 2D и 3D анализа методом конечных элементов, а также на проектировании приводов на системном уровне с учетом эксплуатационных требований и возможностей управления. Это многогранное исследование направлено на поиск инноваций в конфигурациях машин, концепциях управления двигателем, идентификации параметров и анализе шума и вибрации. Моторные приводы предназначены для того, чтобы сделать систему более эффективной, отказоустойчивой, более плавной в работе, компактной и адаптированной к приложениям. Инструменты моделирования и проектирования разрабатываются для облегчения проектирования машин и стимулирования усилий по разработке. Особое внимание в исследованиях уделяется машинам и приводам с постоянными магнитами и реактивными двигателями.

За одно столетие личный транспорт превратился из лошадей и повозок в почти миллиард частных автомобилей. Прогнозируется, что потребность в личной мобильности будет расти еще быстрее, поскольку большое количество людей в развивающихся странах избавляются от бедности и нуждаются в транспорте. Выбросы автомобилей, работающих на мазуте, засоряют наш воздух и способствуют глобальному потеплению. По всем этим причинам крайне важно найти альтернативу нефти для частного транспорта. Хотя автомобиль может приводить в движение несколько альтернатив, сегодня доступна только одна: электричество.

С введением электрического двигателя в транспортное средство вводится совершенно новая трансмиссия, требующая междисциплинарных исследований компонентов системы. Система электромобиля состоит из электродвигателя, преобразователей силовой электроники и накопителей энергии, таких как батареи. Кроме того, вся система должна быть оптимизирована, чтобы максимизировать общую эффективность системы. Наконец, чтобы уменьшить общие выбросы от транспорта, устройство хранения энергии транспортного средства следует перезаряжать в то время, когда производство электроэнергии в сети наиболее эффективно и не загрязняет окружающую среду.

Исследования NCSU в области систем электромобилей сосредоточены на расширении диапазона транспортных средств за счет разработки более эффективных подсистем и включения систем хранения с более высокой плотностью энергии и мощности. Другая тема исследования сосредоточена на разработке фундаментальных и эффективных технологий, которые помогут электроэнергетической отрасли активно управлять и контролировать большое количество зарядок транспортных средств от подключаемых модулей. Дополнительную информацию можно найти по адресу: http://www.atec.ncsu.edu/

Electronic Energy Systems Packaging (включая упаковку силовой электроники) включает в себя технологии, ориентированные на физическую реализацию силовой электроники и систем накопления энергии.

Инженеры-электрики разрабатывают схемы и схемы, но в конечном итоге заказчику доставляются электрофизические схемы, одновременно спроектированные и объединенные в аппаратную систему. Эти аппаратные системы должны соответствовать таким показателям, как мощность, вес и плотность размеров; государственные и отраслевые стандарты; и надежность.

Понятно, что это исследование широкое и междисциплинарное с изучением электрических, магнитных, тепловых и механических компонентов и цепей. Исследовательский центр NCSU сосредоточен на высокочастотных топологиях высокой плотности, в которых используются силовые полупроводники со сверхбыстрым переключением, а также на материалах и процессах изготовления для создания таких топологий.

Применение в новых интегрированных энергосистемах от чипа до корабля, включая наземные интеллектуальные энергосистемы; преобразователи и приводы для электромобилей; высокопроизводительные источники питания для аэрокосмических, телекоммуникационных и распределительных систем постоянного тока; и сверхбыстрые устройства защиты от коротких замыканий, использующие новейшие полупроводники SiC и GaN.

Те, кто интересуется этой областью, сочтут выгодным иметь начальное образование в области силовой электроники и физики с сильным интересом к теплопередаче, материалам или строительной механике.

Силовая электроника представляет собой технологию, связанную с эффективным преобразованием, управлением и кондиционированием электроэнергии статическими средствами из ее доступной входной формы в желаемую электрическую выходную форму.

Силовые электронные преобразователи можно найти везде, где есть необходимость изменить форму электрической энергии (т. е. изменить ее напряжение, ток или частоту). В «классической» электронике электрические токи и напряжение используются для передачи информации, тогда как в силовой электронике , они несут власть. Некоторыми примерами использования силовых электронных систем являются преобразователи постоянного тока в постоянный, используемые во многих мобильных устройствах, таких как сотовые телефоны или КПК, и преобразователи переменного тока в постоянный в компьютерах и телевизорах. Крупномасштабная силовая электроника используется для управления сотнями мегаватт потока энергии в нашей стране.

Исследования в этой области включают применение силовой электроники для управления крупномасштабной передачей и распределением электроэнергии, а также интеграцию распределенных и возобновляемых источников энергии в энергосистему. NCSU также имеет сильную программу по новым приложениям полупроводниковых устройств с широкой запрещенной зоной, которые обеспечивают высокие рабочие температуры, более высокую эффективность и более высокую удельную мощность.

ИС управления питанием используются для управления точным потоком энергии в портативных и карманных устройствах, таких как усилители мощности сотовых телефонов и светодиодные дисплеи, ЦП, DRAM, графические устройства, высокоскоростной ввод-вывод и USB. Кроме того, отслеживаются пониженное напряжение или другие неисправности, чтобы предотвратить повреждение системы. Функция плавного пуска снижает нагрузку на компоненты источника питания и повышает надежность изделия. Реализация обычно выполняется с использованием аналоговых интегральных схем, но существует сильная тенденция к переходу к реализации цифровых или смешанных сигналов.

Силовые полупроводниковые устройства — это полупроводниковые устройства, используемые в качестве переключателей или выпрямителей в силовых электронных схемах (например, импульсные источники питания). Их также называют силовыми устройствами, а при использовании в интегральных схемах – силовыми ИС.

Некоторыми распространенными силовыми устройствами являются силовой диод, тиристор, силовой МОП-транзистор и IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором). Силовой диод или полевой МОП-транзистор, например, работает по тем же принципам, что и его маломощный аналог, но способен пропускать больший ток и, как правило, может поддерживать большее напряжение обратного смещения в выключенном состоянии.

Потребности в исследованиях в этой области включают, с одной стороны, увеличение максимальной допустимой мощности силовых устройств, а с другой стороны, необходимость увеличения скорости, которую они могут переключать. Силовой полупроводник также играет ключевую роль в определении эффективности преобразования энергии. Исследования NCSU сосредоточены на силовых устройствах, в которых используются полупроводниковые материалы с широкой запрещенной зоной (например, SiC и GaN).

Исследовательские проекты сосредоточены на анализе структур силовых устройств с использованием численного моделирования и разработке аналитических моделей на основе физики транспорта полупроводников. Студентам предлагается подтвердить теоретический анализ, используя электрические характеристики коммерчески доступных устройств и изготовление новых структур устройств. Влияние улучшений характеристик силовых устройств на конкретные приложения позволяет понять компромиссы между характеристиками во включенном состоянии, возможностью обратной блокировки и эффективностью переключения.

Электроэнергетические системы состоят из компонентов, которые производят электрическую энергию и передают эту энергию потребителям. Современная электроэнергетическая система состоит в основном из шести основных компонентов: 1) электростанции, вырабатывающие электроэнергию, 2) трансформаторы, повышающие или понижающие напряжение по мере необходимости, 3) линии электропередач для передачи электроэнергии, 4) подстанции, на которых понижается напряжение. для передачи мощности по распределительным линиям, 5) распределительным линиям и 6) распределительным трансформаторам, которые снижают напряжение до уровня, необходимого для потребительского оборудования. Производство и передача электроэнергии относительно эффективны и недороги, хотя, в отличие от других форм энергии, электроэнергию нелегко хранить, и поэтому ее необходимо производить в зависимости от спроса.

Исследования NCSU в области электроэнергетических систем сосредоточены на изучении новых технологий, таких как силовая электроника, накопление энергии, возобновляемые и распределенные источники энергии, в области эксплуатации, контроля и защиты электроэнергетических систем. Исследование координируется двумя крупными центрами:

• Центр систем доставки и управления возобновляемой электроэнергией будущего (FREEDM) занимается разработкой интеллектуальной сети, которая позволит любому интегрировать новые технологии возобновляемой энергии в энергосистему для безопасного и устойчивое будущее.