我國(guó)電力電子技術(shù)現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)趨勢(shì) (2004-09-21)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
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經(jīng)過(guò)近10年的努力,我國(guó)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?;冢樱茫业碾娫囱b置的研制范圍迅速擴(kuò)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(kāi)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(shí)分割電路的長(zhǎng)波通信電源和甚低頻導(dǎo)航發(fā)射機(jī)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(guó)家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識(shí)指導(dǎo)下,我國(guó)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(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)的±20MVA靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG )工業(yè)試驗(yàn)樣機(jī),1999年投入現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行;1998年8月在西藏安多縣建成100kW光伏電站;投入考核運(yùn)行的北京市零排放鋰電池電動(dòng)公交車;投入現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的30kVA動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器;幾年前就通過(guò)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(jí)降壓型開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品;通過(guò)民航總局認(rèn)可的波音飛機(jī)上用的電子鎮(zhèn)波器小批產(chǎn)品;以及在交流勵(lì)磁發(fā)電的研究上取得的進(jìn)展等。
此外,目前國(guó)內(nèi)還開(kāi)展了跟蹤國(guó)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(jí)三相PFC"、"具有獨(dú)立電源的多電平拓?fù)潆娐贰薄ⅰ熬哂谐瑢?dǎo)儲(chǔ)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(kāi)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(wú)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(duì)提高我國(guó)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(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力具特別重要的意義。
但與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我們?cè)趹?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(kāi)發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進(jìn)檢測(cè)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(shí)力方面差距估計(jì)為10-15年。 對(duì)電源產(chǎn)品和裝置性能有極其重要影響的新型場(chǎng)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(gè)系統(tǒng)管轄,入網(wǎng)多頭重復(fù)檢測(cè),統(tǒng)計(jì)局部而分散,有關(guān)電源裝置的展覽會(huì)滿天飛,面對(duì)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(shí)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(shì)。
其具體要求可歸納如下幾點(diǎn):進(jìn)一步提高電能變換效率,降低待機(jī)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(guò)高頻化、元件小型化和先進(jìn)工藝加以實(shí)施;高性能:隨各種用電器而不同,如帶非線性負(fù)載能力、無(wú)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(huì)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(guó)際上電力電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的這種發(fā)展趨勢(shì)值得中國(guó)電源行業(yè)認(rèn)真研究。