現代電力電子技術的發展趨勢探析

杜野 錦州市人力資源和社會保障服務中心

電力電子技術的發展進程和硅整流器件有著密切的關聯，從整流器時代到逆變器時代，逐步發展到今天的逆變器時代。電子電力技術已經作用到了社會以及生活等各個領域當中，其中還包含了開關電源、發電系統等等，電力電子技術隨處可見。20世紀90年代初，電力半導體復合器是電力電子系統雛形初現的主要標志，以上將會對民眾的生活以及工作形成較大的影響。本文由電力電子技術的發展歷程以及發展空間等方面著手，詳細闡述了電力電子技術的發展情況，可以在融合時代發展需求的基礎上完成電力電技術的穩定發展。

一、關于電力電子技術的發展

（一）回顧電力電子技術的發展歷程

電力電子技術的發展歷程可具體劃分為多個不同的時期，其中主要包含整流器階段、逆變器階段以及變頻器階段。

首先，在第一階段當中，電力電子技術的發展主要表現為大規模的工業用電，它的用電來源主要是交流發電機，消費形式以直流電為主，比如有色金屬的電解、內燃機車的牽引以及軋鋼中的直流電等。其次，逆變器時代在發展電力電子技術的過程中迎來了較為嚴峻的能源匱乏現象，其波及范圍之廣使得整流器的發展不再適應電能企業的使用需求，在交流電的基礎上延伸出了逆變器時代。逆變器時代以晶閘管、晶體管以及晶閘管器件作為時代發展的主流，在輸出高壓直流是可以圍繞著動態功率落實一定的補償。然而這時的使用范圍還僅僅局限于中低頻領域，使用過程中的效率較為偏低。再者，八十年代的變頻器時代實現了大規模和超大規模集成電路的發展與應用，這不僅電子應用領域的顯著創新，另外，可以給今后電力電子技術的發展奠定良好的前提條件。

（二）當前電力電子技術的應用領域

電能器件能否在既定的時間段內完成轉換是電力電子技術在發展的過程中需要重點把控的地方，屬于現代技術的范疇，電力電子技術的功能主要包含了逆變、整流、變頻等基本方面，除此以外還涉及到斬波和智能開關等方面的內容。借助電網工頻電能的轉變能夠有效完成各種目的，以此適應現代化生產在電力電子方面的實際需求。具體應用方面，其應用領域主要包括了三大方面：其一，基于變頻器的幫助下圍繞著微電子以及控制技術實施有效的匯總，把原先一成不變的交流電更改為可以調節的交流電，以此達到無級調速的目的，這對電能資源的節約顯然極為有利。其二，從電力電子技術本身來看，不論是電源開關還是供電電源都有著自身的使用功能，主要包含變頻、焊接、充電、照明電源等都為現代化電力系統的完善提供了切實可行的技術指導。其三，部分發電系統以及交流輸出技術等方面能夠將電力電子技術的效用充分展現出來，水力發電、風力發電、配電與用電系統的完善等都和電子系統的應用之間有著密切聯系。

二、現代電力電子技術的發展趨勢探討

（一）電力電子技術的發展趨勢

電力電子技術歸根結底是圍繞著電流技術展開分析，電源技術不但是電力電子技術的重要組成部分之一，從某種意義上來看，由電源技術的發展進程當中可以了解到電力電子技術的發展前景。由發展趨勢著手，現代電力電子技術在發展的過程中會呈現出下列幾點特征：

首先，現代電力電子技術向著集成化以及模塊化的方向發展。從電力電子技術功率器件以及電源單元等方面能夠凸顯出上述特征，由微小期間的組成能夠確保電子期間向著智能化的方向發展。這種情況下不但能夠有效管理器件的提及，在規劃和制作的過程中還會呈現出鮮明的模塊化特點。削減器件電應力是電力電子技術呈現出模塊化特征的根本目的。由安全性的層面出發，確保電力系統性能的穩步提升。

其次，該項技術向著高頻化的方向發展，有理論研究和實際佐證著手，從研究結果中可以了解到，無論是變壓器的電感還是電容體積在供電頻率方面都呈現出一定的反比例趨勢，所以當體積不斷削減的情況下，電子技術定然會向著高頻化的方向發展。從這個角度來看，全控型電子器件的問世已然標志著現代電子與電力技術率先實現了自身的高頻化轉換。

再次，該項技術向著全控化、數字化發展。從某種意義上來看，全控化已經打破了電力電子期間在部分功能上的限制，降低了關斷換流電路可能造成的危險，能夠確保電力系統在運行的過程中處于安全的狀態。從該項技術的高頻斬波等方面就可以了解到其數字化的特點，由弱電領域著手，進一步開拓電力電子技術的發展方向，提前實現了控制技術的集成化。

最后，現代電力電子技術向著綠色化的方向發展。此處的綠色化不僅包含了對環境污染的監管，還需要有效處理電網污染所帶來的一系列問題，也是目前電力電子技術需要重點關注的問題之一。針對發電容量進行管理能夠有效削減發電過程中給生態環境所帶來的負面影響，電子電力技術的綠色化特征主要表現在污染過濾器以及電能補償系統之中。

（二）現代電力電子技術的應用展望

關于現代電力電子技術的應用展望，可從如下幾方面得以體現：第一，由節能性的角度著手，針對電機系統的性能實施進一步地完善，一般會借助電機規劃以及監管設備完善等方式提高電力系統的運用效率；第二，中高壓直流輸電系統地運用也是今后電力電子技術發展的必然趨勢，這一系統本身就具備了低污染和低能耗的特點；第三，當前社會發展進程中充電站網絡的構建或是電動車輛的普及已經逐漸成為現代電力電子技術發展進程中積極完善與改革的內容，以電動汽車為代表的環保電力問題逐漸成為一個時代課題。至于當前城市建設過程中充電網絡的配備問題基本尚處于起步階段，無論是實際應用領域還是理論構建領域都還存在許多值得研究和討論的問題，但無疑其發展空間是極為廣闊的；第四，關于電力系統中電能儲備裝置的設置與超導線的使用也將成為電力電子技術亟需解決的問題之一，從根本上解決電能儲備問題勢必將對電力系統的持續發展產生積極而深遠的影響。然而面對電能儲備過程中存在的諸多問題，電力系統設計者需要從控制技術與存儲技術的雙重層面來體現儲能裝置的有效性，對于其中可能存在的不合理問題提出切實有效地解決或改進對策。

三、總結

現代電力電子技術的核心是通過電子器件的轉換，達到特定的變頻和技術控制目的，從而達到節能減排的環保目標。在實際技術應用領域，電力電子技術的發展也是對供電技術的改進。在此基礎上，現代電力電子技術本身的自動化、智能化特征也越來越明顯。高頻、模塊化和綠色電力電子技術逐漸成為可能。隨著當今半導體器件的成熟，電力電子技術的發展也倡導經濟和環境的發展原則，體現了電能質量和效率的有機結合。不難看出，電力電子技術的發展源于技術領域本身的應用要求。隨著現代電子技術和電力用能材料的出現，一些舊的電力電子技術應該被更先進的技術所取代，以更好地滿足電子應用領域的使用需求。目前成熟的開關電源技術正逐步向集成化、綠色化、數字化方向發展，這也標志著現代電力電子技術發展邁出了一大步。