简论探究我国电力电子技术运用体系进展目前状况探究

论文导读：
摘要：随着社会的发展和科技的进步，电力电子技术发展十分迅速。文章针对当前电力电子技术应用系统在我国的发展现状进行了分析与论述；重点从应用背景、主要内容、应用特点、存在问题发展方向等方面展开了详细的探讨，从而总结出现阶段我国电力电子技术应用系统的发展热点问题及趋势，以期为此方面的实践应用提供理论参考。
关键词：电子技术 电力系统 发展现状
1007-9416（2013）05-0230-02
电力电子技术已经成为国民经济建设中的关键基础性技术之一。近几年里，随着我国社会经济的快速发展，电力电子技术在应用上呈现出快速发展趋势。当前，面对全球性的能源危机和环境问题，电力电子技术更是利用其独有的特点，发挥出不可替代的作用。在电气工程领域呈现四大应用热点电气节能、新能源发电、电力牵引和智能电网。现将这些主要技术及应用特点作以下探讨与分析：
1 电气节能
电气节能包括变频调速、电能质量、有源滤波等，尤其以变频调速为主要内容。自2006年，国家发改委就启动了节能规划工程，这其中就包含了电机系统节能。并且在这规划之下，每年国家资助约100多个电机系统节能项目。该项目所预计取得的效果是，电机系统“十一五”节能规划目标为电机摘自：毕业论文结论www.7ctime.com
系统运行效率提高2个百分点，年节电200亿千瓦时相当于两个三峡电站发电量。而其中主要以改善风机、泵类电机系统调节方式为主要内容，采用变频调速方式，改变风机、水泵、压缩机等驱动电机运行速度，效率提高30%。这种变频调速节能方式涉及到我国主要基础工业行业，涉及到冶金系统、电力系统、石油石化等行业。据有关研究显示，这些工业领域的应用中，各类电动机总装机容量约为4.2亿千瓦，年耗电1万亿千瓦时以上，约占全国工业用电量的60%以上。因此，根据这一情况来看，其节能量是获得了比较理想的效果。
变频调速系统主要是采用了电力电子变频器作为电机驱动电源，变频调速技术已经比较成熟，市场量大面广，并且可持续发展设备需要更新换代周期约为10年。目前在低压电机系统中，约有30%采用了变频调速技术，高压电机系统中亦有约20%采用了变频调速技术。发展的空间仍然很大。但主要的问题仍然是变频器可靠性需进一步提高，还是偏贵，操作复杂，现场操作人员掌握程度参差不齐。今后进一步的发展主要集中在：专用型。主要为专门的应用进行专门的设计和制作，以提高性能简化功能，减低成本为主要目的。集成型。越来越多的电力传动系统将电机、变频器及其控制集成于一体，形成一个系统产品。
2 新能源发电
全球范围内能源环境正面临巨大危机，石油储量、煤储量均在减少，环境污染日趋严重， 生态平衡严重破坏。新能源的应用正受到世界各国的普遍关注。新能源发电主要包括太阳能、风能、生物质能发电等。2008年美国奥巴马政府一上台就启动了“21世纪新能源振兴计划”，欧盟各国也相继启动了“绿色能源计划”，2009年10月日本政府又重新开始了“屋顶阳光工程，一些典型的发展中国家，如印度也开启了“太阳能计划”，我国政府于2009年分别启动了“屋顶阳光工程”和“金太阳工程”等。正是为了应对这种发展的需要，据统计，截止到2009年底，全国高校电力电子与电力传动学科以上都开展了有关新能源发电中的电力电子应用技术的研究。新能源发电已经成为电力电子技术的主要应用领域。
一个典型的太阳能光伏发电系统，它包括DC一AC逆变、DC一DC直流变换、AC一DC整流等多个电力电子变换环节。显然，除了光伏阵列之外，其他部分都与电力电子有关。如一套典型的双馈式风力发电系统就包含发电机侧变换器、网侧变换器、系统控制器、变桨控制器等多个电力电子变换环节。由此可见，新能源发电系统与电力电子应用技术密切相关。
新能源发电中的电力电子技术应用特点为：一次能源供给随机性大，风能、太阳能都随夭气情况而有很大变化 ，并网发电要求高，电网侧要求输入电能波动小，电能质量高等。而目前我国的现状为二并网变换器以进口产品为主，普遍运行经验不够，国产产品仍在摸索中前进。其中主要的问题是装备可靠性差，有关功能和性能还满足不了要求，标准不统一。进一步的发展包括：
第一，向大容量发展。风机发电系统单机容量已经达到兆瓦，且正在向更大容量发展，光伏并网发电论文导读：包括以SVC为代表的柔流输电技术、以高压直流输电为代表的新型超高压输电技术、以智能开关为代表的同步开断技术，以静止无功发生器、动态电压恢复器为代表的用户电力技术，以及以用户端分布式发电系统为代表的终端电能变换技术等。智能电网中的电力电子技术特点是容量大、电压高、组合结构、分布广。目前正在发展之中，有个
系统也已经开始向兆瓦级方向发展直接变换。如双馈式风机系统正在向直驱式或混合式系统方向发展。第二，高性能。主要体现在高效率、高可靠性，以及为适应电网需求的低电压穿越和孤岛保护等。
3 电力牵引
电力牵引正成为世界各国交通发展重点。电力牵引主要包括高铁、地铁、城市轻轨、电动汽车等。2008年底国家发改委启动4万亿元拉动内需的经济振兴规划，其中主要部分将用于发展高速列车、地铁、城际列车等电力牵引项目之中。我国计划到2013年将形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能。美国也把电动汽车作为国家战略的重要组成部分，计划到2015年普及100万辆插入式电动汽车。电力牵引的核心部分是电力电子与电力传动。串联式混合动力电动汽车主要组成部分包括AC一DC整流器、控制器，DC一DC直流变换等多个电力电子变换环节。混联式混合动力电动汽车主要组成部分同样也是为电力电子及其电力传动环节，包括DC一AC逆变器、控制器、AC一DC充放电器等。
4 智能电网
智能电网是最近几年新起来的一个概念，目前定义很多，说法不一。但一般共识都认为“智能电网”在技术上的驱动力应该主要源于电力电子技术、新能源发电技术、传感技术、通讯技术尤其是无线通讯技术以及相应的电网控制技术等。在电力电子技术方面，包括新型储能、灵活输电、先进的信息、控制、传感等技术，承载大规模可再生能源并网发电，最终实现电网高效、稳定、安全运行。美国政府于2008年提出的智能电网计划，将逐步实现太阳能、风能和地热能统一入网管理全面推进分布式能源管理，试图创造世界上最高的能源使用效率。我国于2008年10月，也正式启动了智能电网可行性研究项目并规划了“三步走”战略，即在2010年初步建成电网高级调度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的数字化电网，2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。
智能电网中的电力电子应用系统包括以SVC为代表的柔流输电技术、以高压直流输电为代表的新型超高压输电技术、以智能开关为代表的同步开断技术，以静止无功发生器、动态电压恢复器为代表的用户电力技术，以及以用户端分布式发电系统为代表的终端电能变换技术等。智能电网中的电力电子技术特点是容量大、电压高、组合结构、分布广。目前正在发展之中，有个别样机运行，主要作为示范工程，大部分要与变压器组合。存在的主要问题为：功率半导体器件能力需要提升，主要在承压和通流能力方面期待有新的功率半导体器件的出现，现有器件和装置的功能和性能还满足不了要求。目前正在向更大容量，直接变换，可靠性，保证电能质量等方面发展。
5 结语
综上所述，电力电子技术应用系统，在当前工业领域获得了广泛的应用，并取得了较为理想的效益。因而，它必将成为现阶段高新技术系统中不可缺少的关键支撑设备。随着技术方面的进一步完善与改进，其应用空间也展现出广阔的空间和良好的前景。当然，任何技术的发展，必然伴随着各种需求的出现而体现其一定的局限性，但我们有理由相信只要我国电力电子技术应用领域抓住机遇，勇于挑战，就一定能获得更好的发展。
参考文献
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