电力电子变流装置的能量回收期教学探讨

杨云虎?费湘

摘要：电力电子变流装置的能量回收期是一个全新的概念，在相关资料中很难查到对此概念的全面透彻的解释。在实践教学过程中发现，许多学生难以理解此概念。通过对比和举例深入浅出地讲解了电力电子变流装置的能量回收期概念，教学实践表明，所提出的方法不但拓宽了学生知识面、加深了学生对相关概念的理解，而且取得了良好的教学效果。

关键词：电力电子变流装置；可再生能源；能量回收期；内含能量

作者简介：杨云虎（1973-），男，安徽蚌埠人，安徽工业大学电气信息学院，讲师；费湘（1979-），女，安徽蚌埠人，安徽工业大学研究生学院。（安徽 马鞍山 243032）

中图分类号：TM60 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0204-02

随着人类对能源需求的稳步增长以及化石能源储备逐渐的减少，人们逐渐意识到节约能源和提高能源变换效率的重要性。[1]目前，节约能源和提高能源转换效率已成为全人类的公共课题。绿色能源具有无污染性、可再生性等特点，因此，可再生能源发电单元的建设得到了快速的发展。[2]作为电力网的主要接口装置，电力电子变流器是一种电能处理和利用的变换装置，其在节约能源和提高能源变换效率上扮演着重要角色。[3]电力电子变流装置的能量回收期是评价和量化电力电子变流装置对可再生能源系统贡献的一个重要指标。本文试对电力电子变流装置的能量回收期作详细的阐述。

一、可再生能源系统的能量回收期

1.能量回收期（Energy Payback Time，EPT）

一个最重要且易理解的评价能源系统的品质因数是能量回收期。其定义如下：一个能源生产系统或设备在几年内能产出与建造、安装系统时所消耗的等同能量。在实践教学中，为了能让学生对此概念理解透彻，笔者用一个类似的术语作比较，即经济学中的经济回收期概念，其定义就是一个经济体多久能收回投资成本。对照来说，EPT可理解为能源生产系统或设备需要多久才能产出与能源系统在寿命周期内所花费的等同价值。

2.内含能量或固化能量（Embodied Energy）

其定义是一个能源系统在制造、安装、以及工作中所消耗的能量之和。

3.能源系统的输出能量（Energy Deliver）

其定义是能源系统在寿命周期内输出的能量总和，通常以年输出能量作为评价指标。

4.可再生能源系统的能量回收期

可再生能源系统的能量回收期的定义为需要多久能收回可再生能源系统的内含能量。数学表示为：

由于系统能耗大为减少，节约的能量则远大于电力电子变流装置的内含能量。因此可再生能源系统的能量平衡周期将会缩短，并且在能源系统中节约的能量还能用于满足其他电气负载设备运行。

四、结论

通过与经济回收期的对比，本文讲解了能量回收期的概念；与生物系统能量平衡的对比，讲解了可再生能源系统的能量平衡；以可再生能源的能量回收期为铺垫，透彻讲解了电力电子变流装置的能量回收期。教学实践表明，笔者所采取的教学方法不但拓宽了学生知识面，加深学生对相关概念的理解， 而且取得了良好的教学效果。

参考文献：

[1]江泽民.对中国能源问题的思考[N].新华网，2008-04-09.

[2]殷志强，孟宪淦.向太阳索取-中国太阳光，热与光.电应用现状与展望[J].太阳能学报，2003，24（5）：575-588.

[3]杨云虎.基于内模原理的恒压恒频电力电子变流器优化控制技术研究[D].南京：东南大学，2012.

（责任编辑：宋秀丽）