韓超 冉曉

摘 要：電子電力技術(shù)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中占據(jù)了一個(gè)至關(guān)重要的位置，它也是電力行業(yè)的一顆新星，它的出現(xiàn)，帶動(dòng)了電力領(lǐng)域的電氣自動(dòng)化發(fā)展，搭起了電力行業(yè)間溝通的橋梁。本文主要分為兩大塊，一部分是談電力電子技術(shù)的發(fā)展歷程，另一部分是分析其在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的應(yīng)用情況。

【關(guān)鍵詞】發(fā)展 電子 電力 技術(shù)

隨著高新技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)的發(fā)展也為電力行業(yè)帶來了新鮮血液，為電力行業(yè)朝著更高方向發(fā)展提供了基礎(chǔ)。但它不僅僅只是應(yīng)用于電力行業(yè)，由于時(shí)代科技的發(fā)展，各學(xué)科間的邊緣越來越模糊，由此也決定了電力電子技術(shù)并不是一個(gè)完全獨(dú)立的學(xué)科技術(shù)，與它關(guān)聯(lián)的有材料科學(xué)、微電子技術(shù)及控制理論等，也就是說電力電子技術(shù)已經(jīng)慢慢地滲透進(jìn)各個(gè)工業(yè)部門。

1、 電力電子技術(shù)的發(fā)展歷程

如果說晶體管的誕生標(biāo)志著固態(tài)電子時(shí)代的來臨，那么晶閘管的問世就把電子技術(shù)帶上了飛速發(fā)展的軌道。隨著高技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)發(fā)展速度也越來越快，更多的領(lǐng)域開始應(yīng)用這一技術(shù)，其作用可以從我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展看出?？v觀電力電子技術(shù)的發(fā)展史，我們可以看出其經(jīng)歷了三個(gè)階段：晶閘管時(shí)代、逆變時(shí)代、變頻時(shí)代。接下來，筆者將從這三個(gè)階段分別進(jìn)行描述。

1.1 晶閘管時(shí)代

晶閘管時(shí)代也稱晶閘管整流時(shí)代，晶閘管整流管在20世紀(jì)60和70年代得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，當(dāng)時(shí)都是通過50HZ的交流發(fā)電機(jī)來提供較大功率的工業(yè)用電，其中直流形式的電能消費(fèi)占了百分之二十。在當(dāng)時(shí)，我國(guó)很多電廠都需要把交流電轉(zhuǎn)化為直流電，這就催生了大功率硅整流器和晶閘管，它能高效的完成直流電的轉(zhuǎn)變。這也造就了晶閘管整流時(shí)代。

1.2 逆變時(shí)代

到七十年代以后，自關(guān)斷器件登上了歷史舞臺(tái)，隨之也帶來了電力電子技術(shù)逆變時(shí)代。所謂“逆變”即是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電。世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)，普遍提高了人們的節(jié)能意識(shí)，大眾普遍使用交流電機(jī)，因?yàn)楦庸?jié)能。所以電力器件包括GTO、GTR，還有就是大功率的逆變晶閘管。

1.3 變頻器時(shí)代

上述的逆變時(shí)代，雖然完成了逆變和整流的功能，但是其工作頻率相對(duì)來說比較低，滿足不了人們逐漸擴(kuò)大的需求。所以，到80年代后期出現(xiàn)了集成電路。這種大規(guī)模的集成電路主要特點(diǎn)是將高壓大電流技術(shù)和精細(xì)加工技術(shù)融為一體，標(biāo)志著現(xiàn)代電力電子變頻器時(shí)代的到來，標(biāo)志著傳統(tǒng)電力電子技術(shù)的升級(jí)。這時(shí)期的電力電子器件走復(fù)合化的道路，各器件的結(jié)構(gòu)也越來越緊密，因?yàn)榻Y(jié)合了各類器件的優(yōu)點(diǎn)，顯得功能也越來越強(qiáng)大?？v觀世界現(xiàn)狀，電力電子技術(shù)的發(fā)展方向?qū)⑹歉哳l化。

2 、電力電子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的運(yùn)用

我國(guó)正在由 “工業(yè)經(jīng)濟(jì)”模式向“信息經(jīng)濟(jì)”模式轉(zhuǎn)變過程中，在轉(zhuǎn)變中電子技術(shù)的發(fā)展將起到了基石的作用。因?yàn)楦咝录夹g(shù)的發(fā)展需要電子技術(shù)。它將傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)結(jié)合起來，促進(jìn)了信息業(yè)的飛速前進(jìn)。如今，很多高性能的電力變流裝置已經(jīng)被人們接納，并且廣泛的投入使用。這不僅促進(jìn)電子行業(yè)的發(fā)展，而且還有利于促進(jìn)其他相關(guān)行業(yè)發(fā)展，比如前面所講的自動(dòng)控制技術(shù)，就能夠?yàn)槠浒l(fā)展提供便利。未來的電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域還會(huì)拓寬，并將在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)不可忽視的地位。下面，筆者將從五個(gè)方面分析電力電子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的應(yīng)用。

2.1 傳統(tǒng)改造業(yè)

在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的環(huán)境中，有很多不利于人體健康的因素，人們往往要在惡劣的環(huán)境中進(jìn)行高強(qiáng)度的工作。電力電子技術(shù)的出現(xiàn)大大的改善了這一狀況，它能把電能轉(zhuǎn)化成勞動(dòng)力，把智能工作室?guī)нM(jìn)工廠，減輕工人們的工作負(fù)擔(dān)。像化石燃料電站類的行業(yè)，工人們通常都是在危險(xiǎn)的環(huán)境中作業(yè)，電力電子行業(yè)的出現(xiàn)，給此類行業(yè)的工作帶來了極大的便利。

2.2 家用電器

電力電子技術(shù)也逐漸的普及到各家各戶中，如變頻空調(diào)、熒光燈等等。這些家用電器為家庭生活帶來極大的便利的同時(shí)也相對(duì)的節(jié)約了家庭開支。比如，變頻空調(diào)能夠節(jié)約百分之三十的電量。除了這些之外，居民家中的電器，比如冰箱等都需要電力電子技術(shù)。電力電子技術(shù)為人人們帶來更多的空余時(shí)間去享受生活。

2.3 交通運(yùn)輸

交通運(yùn)輸系統(tǒng)很龐大，我們享受到的便利交通正是電力電子技術(shù)的支持，比如交通中采用直流機(jī)，采用變頻裝置的交流機(jī)車，就能夠?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸帶來與傳統(tǒng)交通所不同的優(yōu)勢(shì)。除了機(jī)車外，還有飛機(jī)輪船等也需要通過電力電子技術(shù)的支持。就算是如今各大高樓林立中的電梯也都采用交流變頻調(diào)速。在交通運(yùn)輸界，電力電子技術(shù)已經(jīng)毫不意外的成了一顆眾家熱捧的“新星”。

2.4 一般工業(yè)

現(xiàn)代化的工廠中隨處可見自動(dòng)化的機(jī)器設(shè)備，這就需要強(qiáng)大的電力系統(tǒng)，所以各工廠幾乎都采用交直流電動(dòng)機(jī)供電，尤其是交流電機(jī)，已經(jīng)逐漸占據(jù)各工廠的主導(dǎo)地位了。不管是多大的電都可以使用電力電子調(diào)速技術(shù)，一些低技術(shù)的設(shè)備比如大型鼓風(fēng)機(jī)，也可通過采用變頻裝置來提高性能和效率。

2.5 電力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)的發(fā)展能夠推動(dòng)國(guó)家的發(fā)展，電力系統(tǒng)也需要電力電子技術(shù)，所以，當(dāng)前的電力系統(tǒng)廣泛采用該技術(shù)。配電系統(tǒng)的不穩(wěn)定為我們帶來很大的煩惱，電力電子裝置可以在發(fā)生意外的情況下有效的控制電能質(zhì)量，達(dá)到改善電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的目的。

2.5.1 高壓直流輸電（HVDC）

是利用穩(wěn)定的直流電具有無(wú)感抗，無(wú)同步問題等優(yōu)點(diǎn)而采用的大功率遠(yuǎn)距離直流輸電。輸電過程為直流。常用于海底電纜輸電，非同步運(yùn)行的交流系統(tǒng)之間的連絡(luò)等方面。是不增加系統(tǒng)的短路容量便于實(shí)現(xiàn)兩大電力系統(tǒng)的非同期聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行和不同頻率的電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)；利用直流系統(tǒng)的功率調(diào)制能提高電力系統(tǒng)的阻尼，抑制低頻振蕩，提高并列運(yùn)行的交流輸電線的輸電能力。它的主要缺點(diǎn)是直流輸電線路難于引出分支線路絕大部分只用于端對(duì)端送電。

2.5.2 柔性輸電技術(shù)（FACTS）

柔性交流輸電系統(tǒng)又稱為靈活交流輸，能有效提高交流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。柔性交流輸電技術(shù)的設(shè)備可分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置、并聯(lián)補(bǔ)償裝置和綜合控制裝置。其主要內(nèi)容是在輸電系統(tǒng)的主要部位，采用具有單獨(dú)或綜合功能的電力電子裝置，對(duì)輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)（如電壓、相位差、電抗等）進(jìn)行靈活快速的適時(shí)控制，以期實(shí)現(xiàn)輸送功率合理分配，降低功率損耗和發(fā)電成本，大幅度提高系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠性。

3 、發(fā)展趨勢(shì)

近些年，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的非穿通型高壓大電流絕緣柵雙極晶體管（NPT IGBT）芯片系列產(chǎn)品和高壓大電流外延型超快軟恢復(fù)二極管（FRED）芯片系列產(chǎn)品項(xiàng)日前在常州通過了多個(gè)部門的專家鑒定。與會(huì)專家一致認(rèn)為，產(chǎn)品性能已達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，其中1200V NPT IGBT產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)超過國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。為我國(guó)電力電子技術(shù)的進(jìn)一步提升，起到了長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。

總而言之，電力電子技術(shù)是一個(gè)有著極大發(fā)展?jié)摿Φ某?yáng)產(chǎn)業(yè)，自上世紀(jì)以來經(jīng)歷了五十多年的發(fā)展歷程，在其理論研究及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的效果，也具有了一定的生產(chǎn)規(guī)模。以“變頻技術(shù)”的為核心電力電子技術(shù)的廣泛運(yùn)用為人們帶來了極大的便利，極大限度的拉動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)?？上攵氖?，在不久的將來，電力電子技術(shù)將如太陽(yáng)一樣普照世界。

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