【摘要】現(xiàn)代電力電子技術(shù)是以高新技術(shù)知識(shí)為基礎(chǔ)的一種知識(shí)密集型技術(shù)，電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)的結(jié)合已成為當(dāng)今技術(shù)發(fā)展的主流，電力電子的應(yīng)用，使用電效率大大提高，在電機(jī)傳動(dòng)中應(yīng)用，具有巨大節(jié)能效益，在電子系統(tǒng)中應(yīng)用，提高了供電質(zhì)量，使供用電系統(tǒng)發(fā)生變革性的變化。

【關(guān)鍵詞】電子；技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展；分析

電力電子技術(shù)是研究采用電力電子器件實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的控制和變換的科學(xué)，是介于電氣勤務(wù)員三大主要領(lǐng)域—電力，電子和控制之間的交叉學(xué)科，在電力，工業(yè)，交通，航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。電力電子技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的各個(gè)方面，成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)，可以有效地節(jié)約能源。

1.我國(guó)電力工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

（1）電力供需矛盾難以根本緩解。按照統(tǒng)計(jì)分析，每個(gè)國(guó)家的人均GDP與人均的能耗有十分密切的相關(guān)關(guān)系。我國(guó)要在下世紀(jì)中葉達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平，人均用電水平的增長(zhǎng)是不可避免的。人口增長(zhǎng)和現(xiàn)代化進(jìn)程使用我國(guó)對(duì)電子表力需求不斷增加，按照規(guī)劃，2050年我國(guó)發(fā)電裝機(jī)應(yīng)超過(guò)15億千瓦，比現(xiàn)有的裝機(jī)凈增13億千瓦以上，按常規(guī)格化的發(fā)展模式幾乎不可能達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，除非尋求新的發(fā)展途徑。

（2）有限資源的制約日趨嚴(yán)重。我國(guó)去年已成為石油進(jìn)口國(guó)，不能指望靠石油發(fā)電。水電可發(fā)容量不足3.7億千瓦，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)煤碳仍是主要的一次能源，但燃煤生產(chǎn)的環(huán)境污染的治理是一個(gè)極為困難的問(wèn)題，此外，煤炭基地資源短缺是我國(guó)發(fā)展水電的又一重要制約因素。

（3）對(duì)電網(wǎng)可靠性和電能質(zhì)量要求不斷提高。20世紀(jì)電力系統(tǒng)發(fā)展的特征常以“大機(jī)組、大電網(wǎng)、高電壓”來(lái)描述。近二十年的世界各國(guó)的經(jīng)驗(yàn)表明，在下世紀(jì)，這個(gè)趨勢(shì)不會(huì)再繼續(xù)下去，研究表明，機(jī)組的單機(jī)容量和交流輸電電壓等級(jí)的發(fā)展已出現(xiàn)飽和趨勢(shì)，單機(jī)容量120MW和電壓等級(jí)800KV已達(dá)到由電網(wǎng)可靠性決定的極限。盡管現(xiàn)代電網(wǎng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行技術(shù)近年取得了長(zhǎng)足發(fā)展，但仍不能完全避免大電網(wǎng)的瓦解事故的發(fā)生。近幾年內(nèi)，世界上的達(dá)電網(wǎng)事故仍有發(fā)生，有時(shí)還造成了災(zāi)難性的后果。

2.電力電子技術(shù)的發(fā)展概述

（1）整流器時(shí)代。大功率的工業(yè)用電由工頻交流發(fā)電機(jī)提供，但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的，其中最典型的電解，牽，直流傳動(dòng)等大三領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是以很大發(fā)展，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了一股各地大辦硅整流器廠的熱潮，目前全國(guó)大小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。

（2）變頻器時(shí)代。進(jìn)入八十年代，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合，出現(xiàn)了一批全新的全控制功率器件，首先是功率MOSFET的問(wèn)世，導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展，而后絕緣門(mén)極雙極晶體管（IGBT）的出現(xiàn)，又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)世，是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1995年底下，功率MOSFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域已成定論，新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率，使其性能更加完善可靠，而且僅現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展，為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能，實(shí)現(xiàn)小型輕量化，機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.電力電子技術(shù)的應(yīng)用

（1）一般工業(yè)。工業(yè)中大量應(yīng)用各種交直流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)有良好的調(diào)速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來(lái)，由于電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使得交流電機(jī)的高速速性能可與直流電機(jī)相媲美，交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位。大至數(shù)千KW的各種軋網(wǎng)機(jī)，小到幾百W的數(shù)控機(jī)床的伺服電機(jī)，以及礦山牽引等場(chǎng)合都廣泛采用電力電子交流調(diào)速技術(shù)，一些對(duì)調(diào)速性能要求不高的大型鼓風(fēng)機(jī)等近年來(lái)也采用了變頻裝置，以達(dá)到節(jié)能的目的。

（2）交通運(yùn)輸。電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術(shù)，電氣機(jī)車中的直流機(jī)車中采用整流裝置，交流機(jī)車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來(lái)的磁懸浮列車中，電力電子技術(shù)更是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，除牽引電機(jī)傳動(dòng)外，車輛中的各種輔助電源也都離不開(kāi)電子技術(shù)，電動(dòng)汽車的電機(jī)靠電力電子裝置進(jìn)行電力變換和驅(qū)動(dòng)控制，其蓄電池的充電也離不開(kāi)電力電子裝置，一臺(tái)高級(jí)汽車中需要許多控制電機(jī)，它們也要靠變頻器和斬波器驅(qū)動(dòng)并控制，飛機(jī)，船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開(kāi)電力電子技術(shù)，如果把電梯也算做交通運(yùn)輸，那么它也需要電力電子技術(shù)，以前的電梯大都采用直流調(diào)速系統(tǒng)，而近年來(lái)交流變頻器調(diào)速已成為主流。

4.電子電力技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)在電力方面的應(yīng)用

（1）智能電網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。采用電子傳感技術(shù)，對(duì)電子表網(wǎng)用戶端，電網(wǎng)設(shè)備，電網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行適時(shí)監(jiān)控，確保智能電網(wǎng)穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性，以便實(shí)現(xiàn)電力資源最大利用率，增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的高效低耗。在智能電網(wǎng)中采用先進(jìn)的電子電力裝置，諸如故障電流限制器，人性化交流輸電設(shè)備，儲(chǔ)能控制裝置，智能保護(hù)設(shè)備等，這些裝置與其它技術(shù)相結(jié)合，保障了智能化電網(wǎng)的可靠性。采用系統(tǒng)控制技術(shù)，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)故障作出快速診斷并根據(jù)專家系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)診斷結(jié)果給出處理方案，控制系統(tǒng)從電網(wǎng)相關(guān)設(shè)備采集數(shù)據(jù)信息，通過(guò)系統(tǒng)運(yùn)算確定電網(wǎng)的運(yùn)行是否正常，藉此實(shí)現(xiàn)配電，變電自動(dòng)化，繼電的自適應(yīng)保護(hù)，電網(wǎng)智能化等功效。

（2）電力系統(tǒng)中的太赫茲技術(shù)。在電力系統(tǒng)中，電纜通常埋于地下，故障查找非常麻煩，采用太赫茲探測(cè)器能夠透射探測(cè)碳板，塑料，沙塵等，還能探測(cè)厚墻，干燥土層等，可以突破傳統(tǒng)探測(cè)技術(shù)的10米極限，目前亟待研制便攜式太赫茲探測(cè)器，可以利用太赫茲波的敏感性查找隨時(shí)查找電纜的損壞情況和無(wú)破損故障。

（3）竊電行為給供電企業(yè)造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。而查處竊電者需要時(shí)間和程序，給竊電者銷毀證據(jù)提供了機(jī)會(huì)，使竊電行為難以舉證，供電企業(yè)在證據(jù)不足的情況下，不敢貿(mào)然查處竊電行為，導(dǎo)致竊電行為不能及時(shí)受到懲處，供電企業(yè)查處竊電的技術(shù)不足，不能查處較為隱蔽的竊電手段，導(dǎo)致企業(yè)損失慘重，采用太赫茲技術(shù)進(jìn)行竊電監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離線損監(jiān)控，竊電取證舉證功能，有效防止竊電行為。

5.結(jié)束語(yǔ)

電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，從人類對(duì)宇宙和大自然的探索，到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，再到我們的衣食住行，到處都能感受到電力電子技術(shù)的存在和巨大魅力，這也激發(fā)了一代又一代的學(xué)者和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)，研究電力電子技術(shù)并使其飛速發(fā)展，電力電子裝置提供給負(fù)載的是各種不同的直流電源，恒頻交流電源和變頻交流電源，因此也可以說(shuō)，電力電子技術(shù)研究的也就是電源技術(shù)，電力電子技術(shù)對(duì)節(jié)省電能有重要意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王鋒，華勝，萬(wàn)浩平.我國(guó)電力電子技術(shù)發(fā)展展望[J].科技廣場(chǎng)，2008（8）.

[2]馮藏娥.淺談電力電子技術(shù)發(fā)展對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響[J].現(xiàn)代企業(yè)文化，2009（27）.

[3]王君.現(xiàn)代電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].黑龍江科技信息，2010（6）.

[4]桂建廷，王運(yùn)柯，王玨.淺談太赫茲技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景[J].山東電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2011，14（1）.