我國電力電子技術(shù)現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)趨勢 (2004-09-21)
發(fā)布時間:2007-12-04
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來源:中國自動化網(wǎng)
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經(jīng)過近10年的努力,我國的可控硅的電壓和電流容量、性能以及產(chǎn)品的穩(wěn)定性有了很大的提高,快速可控硅和高頻可控硅也已試制成功。基于SCR的電源裝置的研制范圍迅速擴大,產(chǎn)品種類增多,涉及到變頻調(diào)速、中頻感應(yīng)加熱、400周電源、大容量開關(guān)電源、小型輕量化400kV高壓電源、電火花加工電源、聲納電源、利用時分割電路的長波通信電源和甚低頻導(dǎo)航發(fā)射機電源、固體化超聲電源、步進(jìn)馬達(dá)控制器和超音頻感應(yīng)加熱(30kW/40kHz)等。
在國家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識指導(dǎo)下,我國電力電子技術(shù)的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎(chǔ)創(chuàng)新。具有代表性的研究成果和產(chǎn)品有獲2002年國家科技進(jìn)步二等獎的±20MVA靜止無功發(fā)生器(SVG )工業(yè)試驗樣機,1999年投入現(xiàn)場運行;1998年8月在西藏安多縣建成100kW光伏電站;投入考核運行的北京市零排放鋰電池電動公交車;投入現(xiàn)場運行的30kVA動態(tài)電壓恢復(fù)器;幾年前就通過鑒定的磁懸浮概念車的階性研究成果;采用壓電陶瓷變壓器的百瓦級降壓型開關(guān)電源產(chǎn)品;通過民航總局認(rèn)可的波音飛機上用的電子鎮(zhèn)波器小批產(chǎn)品;以及在交流勵磁發(fā)電的研究上取得的進(jìn)展等。
此外,目前國內(nèi)還開展了跟蹤國際多方面前沿性課題的研究或基礎(chǔ)創(chuàng)新研究 ,包括"電力電子系統(tǒng)的積木式集成技術(shù)"、"所謂單級三相PFC"、"具有獨立電源的多電平拓?fù)潆娐贰?、“具有超?dǎo)儲能的并聯(lián)型UPS”、“IGCT 大容量高壓變流裝置"、"2700法接雙電荷層電容器"、"多電平軟開關(guān)技術(shù)”、“鐵道供電系統(tǒng)的電流諧波抑制和功率因數(shù)改善”、“逆變器無線均流技術(shù)”、“電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)器”、“100MVASVG方案論證”、“電磁擾的傳播特性”、“直流側(cè)諧波抑制的PWM控制策略”等。上述方面的成果和 研究對提高我國電力電子的學(xué)術(shù)水平,提升電源產(chǎn)品的技術(shù)含量、趕超世界先進(jìn)水平和增強國際競爭能力具特別重要的意義。
但與國際發(fā)達(dá)國家相比,我們在應(yīng)用基礎(chǔ)研究深度方面差距為5-10年; 在電源產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、開發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進(jìn)檢測設(shè)備、 工人素質(zhì)、持續(xù)創(chuàng)新能力和公司體制等綜合實力方面差距估計為10-15年。 對電源產(chǎn)品和裝置性能有極其重要影響的新型場控器件的芯片制造技術(shù)還處于非常脆弱狀態(tài)。電源產(chǎn)品分屬多個系統(tǒng)管轄,入網(wǎng)多頭重復(fù)檢測,統(tǒng)計局部而分散,有關(guān)電源裝置的展覽會滿天飛,面對這種混亂的局面,眼前要做的工作是:制定行業(yè)規(guī)劃;學(xué)習(xí)和熟悉WTO的規(guī)則,防止行業(yè)內(nèi)部損害;摸清行業(yè)情況, 進(jìn)行協(xié)調(diào)和統(tǒng)一工作以及制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等等。電力電子學(xué)的發(fā)展史實際上是一部圍繞提高效率、提高性能、小型輕量化、消除電力公害、減少電磁干擾和電噪聲進(jìn)行不懈研究的奮斗史。這也正是21世 紀(jì)電力電子產(chǎn)業(yè)或電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。
其具體要求可歸納如下幾點:進(jìn)一步提高電能變換效率,降低待機損耗;避免電力公害,盡量減少網(wǎng)側(cè)電流諧波,并使 網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1;提高電源裝置和系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC);降低電噪聲;小型輕量化,通過高頻化、元件小型化和先進(jìn)工藝加以實施;高性能:隨各種用電器而不同,如帶非線性負(fù)載能力、無線均流、直流側(cè)諧波抑制、智能化以及各種性能高指標(biāo)等。
上述要求表明,用于電力系統(tǒng)的電能變換設(shè)備、服務(wù)于環(huán)保和人類健康的電源裝置、適合信息社會需要的電源產(chǎn)品、薄-輕-超小型電源模塊與裝置以及高 效節(jié)能低污染的“綠色”電源產(chǎn)品將是21世紀(jì)的主流產(chǎn)品。國際上電力電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的這種發(fā)展趨勢值得中國電源行業(yè)認(rèn)真研究。