当代电视杂志浅议我国电力电子技术的现状

　　电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换和控制且应用于电力领域的电子技术，它是一门新兴学科。电力电子技术功率强大、可供诸如电力系统那样大的电流以及高电压场合应用，它与传统的电子技术相比，其特殊之处是因为它能够通过大电流和承受高电压，而且还有在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。电力电子技术分为两个分支：电力电子器件制造技术和交流技术。

　　2、电力电子技术的地位和作用

　　电力电子技术至今诞生近50年，特别是近年来更是取得了突飞猛进的发展，已经形成十分完整的科学体系和理论。信息技术的发展造就了信息时代“弱电控制强电”电力电子技术的实现是人类社会的第二次电子革命。由于将来工业高度自动化，计算技术、电力电子技术以及自动控制技术将会成为三种最重要的技术。

　　二、电力电子技术的发展

　　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，牵引，和直流传动三大领域。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。

　　2、逆变器时代

　　世界范围的能源危机出现在七十年代，由于交流电机变频调速节能效果显著而迅速得到发展。将直流电逆变为0-100Hz的交流电是变频调速的关键技术。随着变频调速装置的普及，当时电力电子器件的主角是大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管和门极可关断晶闸管，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。

　　3、变频器时代

　　进入八十年代，出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率MOSFET的问世，致使中小功率电源向高频化发展，而后又出现了绝缘门极双极晶体管，又为大中型功率电源向高频发展提供了机遇。新型器件的发展不仅使交流电机变频调速提高了频率，使其性能更加完善可靠，而且也使现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备提供了重要的技术基础，那就是高效节材节能，实现小型轻量化，机电一体化和智能化。

　　三、电力电子技术的应用

　　1、电力拖动

　　随着电力电子技术的发展，交流调速的水平已经取得了巨大的进步，在很多应用场合直流调速已经逐步被取代，尤其是在大功率应用场合更是显示出其优势。同时，根据不同的调速特性要求，开关磁阻调速，无换向器直流调速，内馈调速等，也有一些应用的场合。这种技术的产生为交流电机的调速运行奠定了技术基础。

　　2、交流输配电系统(FACTS)

　　目前，FACTS已经发展成为有十多类产品的大家族，主要分为两大类，一类是针对电网的污染而设计的功率因数校正和谐波治理装置，另一类是针对高压直流输电(HVDC)而设计的直流输电装置。滤波装置的发展从最早用机械开关投切电感和电容来吸收或者发出无功，发展到基于现代电力电子技术为基础的滤波装置。

　　超导技术在近期不断的发展，使得电力有源滤波装置的发展又进入了一个新的阶段。超导就是利用一定工艺制成的材料，在一定的外部条件作用下，使它的电阻值降得很低。因此，为了大大减少电路的损耗，可以利用超导储能。超导储能还具备响应快，联系方便，可随意控制有功和无功等优点。

　　对于大容量远距离输电来说HVDC技术具有很强的经济性，并具备交流输电所没有的优越性。经过多年的改革及发展，虽然我国的电网建设已经比较成熟，但是类似三峡这样一些大的发电站的建成并逐渐投产，对我国的电网输电能力及输电安全性还是新的挑战，直流输电以它优越的特性在三峡向华东电网输电的任务中发挥了重大作用。

　　3、应用电源系统

　　应用电源系统主要指的是直流电源，电焊机，脉冲电源，UPS电源，稳压电源等等。这些应用也是电力市场的主要用户之一。开关电源技术随着电力电子技术的发展也得到了促进和发展。其高频化工作的特点也带来了很多优点，如：隔离变压器小型化，开关噪声高频化等，使得开关电源的体积，重量，噪声等大大减少。同时，软开关技术的发展，带有源滤波整流器的发展，以及N+1冗余的设计思想，都使得应用电源的发展水平不断提升。

　　4、分布电力能源

　　近年来，小水力，风力，太阳能等再生能源得到了越来越广泛地开发和利用。然而，要能够使这些分布散，功率小，电压等级多样的电站并网运行，就使得电力电子技术的并网研究就显得十分重要。目前虽然国内外已经有很多学者在从事这方面的工作，但是发展的水平还相对比较低。

　　四、电力电子技术发展前景

　　1、标准化。根据情况，从业者在不断完善行业标准，并且在产品研制过程中严格贯彻执行相关的标准。

　　2、大容量化。高压和大电流的产品市场需求量比较大，但是由于电力电子器件发展水平的限制，这方面的进展还很不理想。

　　3、高性能化。电力电子技术的发展虽然比较迅速，并且在许多领域都开始大规模的应用和推广，但是在控制性能的改善上还需要作大量的研究工作。

　　4、高可靠性。安全问题历来就是电力系统一个很值得重视的问题，如果电力电子设备本身就不可靠，那么很可能在实际应用中会给电力系统的安全运行带来隐患。

　　5、无污染化。目前，电力电子设备对电网的污染已经成了公认的问题。由于电力电子设备发展的落后性，致使很多设备产生的污染，需要别的设备去进行治理，这属于被动型的，因此，主动型(自身治理自身)的发展也成为了一个趋势。