淺談我國電力電子與電力傳動面臨的挑戰與機遇

張永春+呂香玲

摘 要：近年來我國各行各業均發展非常迅速，尤其是電力電子技術在其他領域的滲透，推動了我國科技的進步。雖然與發達國家相比，我國電力電子技術和電力傳動技術等還比較落后，對其他國家有一定的依賴性，但隨著我國電力產業的不斷發展，我國加強了對本國電力電子與電力傳動研究的支持力度，因此我國電力電子與電力傳動發展有良好的機遇。本文主要分析了當前我國電力電子發展現狀和存在的問題，并針對電力電子與電力傳動面臨的機遇進行了研究和探討。

關鍵詞：電力電子技術；發現現狀；電力傳動技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.162

0 引言

依據我國中長期科學和技術發展規劃綱要，電力電力技術的應用范圍越來越廣，對其的研究越來越收到重視，但目前與國際水平相比較，還有很大的進步空間[1]。如今我國電力電子技術和電力電子裝置在多個重點行業和領域得到重視，但為了能夠拉近我國電力電子技術與國際水平的差距，我國加強對電力電子技術的研究，為實現自主創新出臺了各項政策，為我國電力電子與電力傳動技術的發展提供了良好的機遇。

1 電力電子的含義及應用的重要性

隨著我國整體實力的快速增長，多個行業對電力的需求和要求越來越高，如機械行業、交通行業、石油化工行業、環保行業、國防及航天等，因此加強對電力電子的研究，提高電力電子水平具有比較[2]。對電力電子的研究，主要是針對電力電子器件、變流器拓撲及控制等，確保電能量、磁能量的控制、傳輸等，實現對電能高效率的使用，提供高質量電能。在對電力電子進行研究時，主要需要對電力電子元器件、功率集成電路、電力電子變流技術、電力電子應用技術、電力電子系統集成等方面進行研究，以保證電力電子系統向智能化方向發展，且具有較高的穩定性和可靠性。

電力電子將各種能源轉換成電能的方式，不僅方便人們的生活，還具有節能環保的特征，有效推動電力系統逐漸實現自動化、智能化和節能化。根據對我國電力電子的發展分析，可以從以下方面針對電力電子的應用優勢進行分析：①分布式發電和可再生能源發電，分布式發電技術在國外頗受重視，其可以讓發電設備拉近與用戶的距離，實現近距離輸電，且還可以實現用戶用電的獨立性，在應對自然災害時，有效提高安全和應變能力。此外風力發電、太陽能發電等均采用分布式發電系統，對電力電子技術的依賴性較強。根據相關研究調查可知，全球對電力電子產品應用在分布式和混合式發電設備的發展勢頭越來越猛，尤其是逆變器、頻率變流器、靜態傳輸開關等，但由于很多可再生能源和分布式發電系統所產生的電能存在不穩定的狀態，此時需要加強電能儲存技術的應用，即利用電力電子技術對不穩定狀態進行控制。②電能質量控制，電力電力技術在電力系統改造方面具有重要的作用，能夠有效實現節省電能，提高用電效率，而且隨著高壓大功率電力電力裝置的應用，對電力系統產生、輸送和分配等應用價值越來越高[3]。

2 當前我國電力電子發展現狀和存在的問題

雖然我國自改革開放以來非常重視電力電子技術的開發和研究，但由于受到財力支持和科技發展基礎等因素的影響，我國電力電子技術的發展仍然明顯落后于國際水平。如目前我國電力電子產品和裝置，主要還是基于晶閘管，而其他高技術電力電子產品和裝置，是借助國外生產的先進器件組合而成，因此我國自主創新和研發的電力電子產品和裝置與國際先進水平差距還就有較大的距離。而且我國雖然加大了國外先進技術的引進力度，但對于一些核心技術和重要部件，大部分國外公司仍然拒絕轉讓，如全控電力電子器件、大功率變流器、電力電子全數字控制水平、重大工程經驗等均處于較低水平[4]。因此我國當前處于大力發展國內電力電子技術的緊急時期。

3 我國電力電子與電力傳動技術發展的機遇

要想推動我國向資源節約和環境友好等方向進一步發展，發展強大的、世界先進水平的電力電子技術和產業具有重要的價值。如今我國專門針對電力電子器件及電力電子裝置等項目明確了支撐指南，主要包括新型電力電子器件及電力電子集成技術、電能質量負荷控制技術及裝置、電氣化鐵路同向供電裝置等。促進我國在完善電力電子產業鏈和創新自主知識產權芯片、技術等方面加大了推廣力度，其中芯片產業化主要包含絕緣柵雙極晶體管、金屬氧化物半導體場效應管、門極換流晶閘管等產品芯片的制造、組裝[5]。此外電力電子產業鏈還包含模塊產業化、應用裝置產業化、專業工藝設備和測試儀器產業化等，重點內容包含電力電子器件系統集成模塊、電機節能、自主知識產權芯片電力電子裝置、電力電子器件生產專用工藝設備等。

如今對高性能交流驅動系統電壓型PWM逆變器的頻繁使用，推動了PWM技術的進步，其主要可以實現變頻變壓反抑制諧波的特點，改變逆變電路輸出電壓的大小。PWM技術主要包含三種類型，分別為優化PWM、正弦PWM、隨機PWM，其中以正弦PWM應用作為廣泛。隨著微電子技術的發展，將其應用在芯片中，可以有效提高芯片的運算能力和可靠性。如利用電力電子技術制造的有源濾波器，在治理電網諧波、改善電網功率因數等方面有重要的作用，且隨著全球不可再生能源的深入挖掘，風力、太陽能、潮汐、地熱等可再生能源越來越來越收到重視，而要將這些能源轉換為可以使用的電能，則必須采用逆變器、充電器、穩壓器等進行電能質量的控制。

4 結束語

綜上所述，隨著科技的進步，人們生產生活中的科技產品和技術對電力電子技術和電力傳動技術的需求越來越多，具有良好的發展空間和前景。通過加大對電力電子技術和電力傳動技術的研究，將電力電子技術作為核心技術給予大力支持，是促進我國電力電子與電力傳動技術拉近與國際水平距離的重要措施。

參考文獻：

[1]盧子廣，胡立坤，盧泉等.電力電子與電力傳動創新型實踐教學改革與實施[J].實驗室研究與探索，2013（11）：148-152.

[2]陸宇.我國電力電子與電力傳動系統的發展狀況[J].科技創新與應用，2015（22）：185.

[3]唐媛芬，李宏，楊宏亮.電力電子技術的發展給感應加熱電源帶來的機遇和挑戰[J].工業加熱，2010（06）：6-9.

[4]肖向鋒，郭彩霞.電力電子技術和產業的發展及前景[J].變頻器世界，2014（05）：22-25.

[5]劉心馳.淺談電氣工程及其自動化的發展現狀與展望[J].玻璃，2014（06）：17-19.