我(wǒ)國電力電子技術現狀和產業趨勢 (2004-09-21)
發布時間(jiān):2007-12-04
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來源:中國自動化網
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經過近10年的努力,我國的可控矽的電壓和電流容量、性能以及(jí)產品的穩定性有了很大的提高,快速可控矽和高頻可控矽也已試(shì)製成功。基於SCR的電源裝置的研製範圍迅(xùn)速(sù)擴大,產品種類增多,涉及(jí)到變頻調速、中頻感應加(jiā)熱、400周(zhōu)電源、大容量開關電源、小型輕量化400kV高壓電源、電火花加工(gōng)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航發射機電源、固體化超聲電(diàn)源、步進馬達控製器和(hé)超音(yīn)頻感應加熱(30kW/40kHz)等。
在國家(jiā)自然科學(xué)基金的資助下或創新意識指導下,我國電力電子技(jì)術的研究從吸收消化和一般跟蹤發展到前沿(yán)跟蹤和基礎創新(xīn)。具有代表性的研究成果和產品有獲2002年國家科技進步二等獎的±20MVA靜止無功(gōng)發生器(SVG )工(gōng)業試(shì)驗樣機,1999年投入現場運行;1998年8月在西(xī)藏安多縣(xiàn)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(tóu)入現場運行的30kVA動態電壓恢複器;幾年前就通過鑒定的磁懸浮概念車(chē)的(de)階性研究成果;采用壓電陶瓷(cí)變壓器的百瓦級降壓型開關電源產品;通(tōng)過(guò)民航總局認可的波音飛機(jī)上用的電(diàn)子鎮波器小批產(chǎn)品;以及在交流勵磁發電的研究上取得的進展等。
此外,目前國內還開(kāi)展了跟蹤國際多方麵前沿性課題的研究或基礎創(chuàng)新研究 ,包括"電力電子係統的積木式集成技術(shù)"、"所謂單級三相PFC"、"具有獨立(lì)電源的多電平拓撲電路”、“具有超導儲能(néng)的(de)並聯型UPS”、“IGCT 大容量高壓變流裝(zhuāng)置"、"2700法接雙電荷(hé)層電(diàn)容器"、"多電平軟開關技術”、“鐵道供電(diàn)係統的電流諧波抑製和功率因數改善”、“逆變器(qì)無(wú)線均流技術(shù)”、“電能質量綜合調節(jiē)器”、“100MVASVG方案論證”、“電磁擾的傳播特性”、“直流(liú)側諧波抑製的PWM控製策(cè)略(luè)”等。上述方麵的成果和 研究對提高我國電力電(diàn)子的學術水平,提升電源產品的技術含(hán)量、趕超世界(jiè)先進水(shuǐ)平和增強國際競爭能力具特別重(chóng)要的意義。
但與國際發達國(guó)家相比,我們在應用基礎研究深度方麵(miàn)差距為5-10年; 在電源產品的質量、可靠性、開發投入、生產規模、工藝水平、先進檢(jiǎn)測設備(bèi)、 工人素質、持續創新能力和公司體製等綜(zōng)合實力方麵差距估計為10-15年。 對電源產品和裝置性能有極其重要影響的新型場控器件的芯片製造技術還處於非常脆弱狀態。電源產(chǎn)品分屬多個係統管轄,入網多頭重複(fù)檢測,統計局部而分(fèn)散,有關電源裝置的展覽會滿天飛,麵對這(zhè)種混亂的局麵,眼前要做的工作(zuò)是:製定行業規劃;學習和熟悉WTO的規則(zé),防止行業內部損害;摸清行業情況, 進行協調和統一工作以及製定行業標準等等。電力電(diàn)子學的發展史實際上是一部圍繞提高效率(lǜ)、提(tí)高性能、小型(xíng)輕量化、消除電力公害、減少電磁幹擾和(hé)電噪聲進行不懈研究的奮鬥史。這也正(zhèng)是21世 紀電力電(diàn)子產業或電源產業的發展趨勢。
其具體要求可歸納如下幾點:進一步提高(gāo)電能變換效率,降低待機損耗;避免電力公(gōng)害,盡量減少網側電流諧(xié)波,並使 網側功率(lǜ)因數接近1;提高電源裝置和係統的電磁兼容性(EMC);降(jiàng)低電噪聲;小型輕量化(huà),通過高頻化(huà)、元件(jiàn)小(xiǎo)型化和先進工藝加以實施;高性(xìng)能:隨各(gè)種用電器(qì)而不(bú)同,如(rú)帶非(fēi)線性負載能力、無線均流、直流側諧波抑製、智能化以及各種性能高(gāo)指(zhǐ)標等。
上述要求表明,用於電(diàn)力係統的電能變換設備、服務於環保和人類健康的電源裝(zhuāng)置(zhì)、適合信息社會需要的電源產(chǎn)品、薄-輕(qīng)-超小型電源模塊與(yǔ)裝置以及高 效節能低汙染的“綠色”電源產品將是(shì)21世紀的主流產品。國(guó)際上電力(lì)電子技(jì)術和產業(yè)的這種發展趨勢值得中國電源行業認真研(yán)究。