现代电力电子技术的发展趋势探析

杜野 锦州市人力资源和社会保障服务中心

电力电子技术的发展进程和硅整流器件有着密切的关联，从整流器时代到逆变器时代，逐步发展到今天的逆变器时代。电子电力技术已经作用到了社会以及生活等各个领域当中，其中还包含了开关电源、发电系统等等，电力电子技术随处可见。20世纪90年代初，电力半导体复合器是电力电子系统雏形初现的主要标志，以上将会对民众的生活以及工作形成较大的影响。本文由电力电子技术的发展历程以及发展空间等方面着手，详细阐述了电力电子技术的发展情况，可以在融合时代发展需求的基础上完成电力电技术的稳定发展。

一、关于电力电子技术的发展

（一）回顾电力电子技术的发展历程

电力电子技术的发展历程可具体划分为多个不同的时期，其中主要包含整流器阶段、逆变器阶段以及变频器阶段。

首先，在第一阶段当中，电力电子技术的发展主要表现为大规模的工业用电，它的用电来源主要是交流发电机，消费形式以直流电为主，比如有色金属的电解、内燃机车的牵引以及轧钢中的直流电等。其次，逆变器时代在发展电力电子技术的过程中迎来了较为严峻的能源匮乏现象，其波及范围之广使得整流器的发展不再适应电能企业的使用需求，在交流电的基础上延伸出了逆变器时代。逆变器时代以晶闸管、晶体管以及晶闸管器件作为时代发展的主流，在输出高压直流是可以围绕着动态功率落实一定的补偿。然而这时的使用范围还仅仅局限于中低频领域，使用过程中的效率较为偏低。再者，八十年代的变频器时代实现了大规模和超大规模集成电路的发展与应用，这不仅电子应用领域的显著创新，另外，可以给今后电力电子技术的发展奠定良好的前提条件。

（二）当前电力电子技术的应用领域

电能器件能否在既定的时间段内完成转换是电力电子技术在发展的过程中需要重点把控的地方，属于现代技术的范畴，电力电子技术的功能主要包含了逆变、整流、变频等基本方面，除此以外还涉及到斩波和智能开关等方面的内容。借助电网工频电能的转变能够有效完成各种目的，以此适应现代化生产在电力电子方面的实际需求。具体应用方面，其应用领域主要包括了三大方面：其一，基于变频器的帮助下围绕着微电子以及控制技术实施有效的汇总，把原先一成不变的交流电更改为可以调节的交流电，以此达到无级调速的目的，这对电能资源的节约显然极为有利。其二，从电力电子技术本身来看，不论是电源开关还是供电电源都有着自身的使用功能，主要包含变频、焊接、充电、照明电源等都为现代化电力系统的完善提供了切实可行的技术指导。其三，部分发电系统以及交流输出技术等方面能够将电力电子技术的效用充分展现出来，水力发电、风力发电、配电与用电系统的完善等都和电子系统的应用之间有着密切联系。

二、现代电力电子技术的发展趋势探讨

（一）电力电子技术的发展趋势

电力电子技术归根结底是围绕着电流技术展开分析，电源技术不但是电力电子技术的重要组成部分之一，从某种意义上来看，由电源技术的发展进程当中可以了解到电力电子技术的发展前景。由发展趋势着手，现代电力电子技术在发展的过程中会呈现出下列几点特征：

首先，现代电力电子技术向着集成化以及模块化的方向发展。从电力电子技术功率器件以及电源单元等方面能够凸显出上述特征，由微小期间的组成能够确保电子期间向着智能化的方向发展。这种情况下不但能够有效管理器件的提及，在规划和制作的过程中还会呈现出鲜明的模块化特点。削减器件电应力是电力电子技术呈现出模块化特征的根本目的。由安全性的层面出发，确保电力系统性能的稳步提升。

其次，该项技术向着高频化的方向发展，有理论研究和实际佐证着手，从研究结果中可以了解到，无论是变压器的电感还是电容体积在供电频率方面都呈现出一定的反比例趋势，所以当体积不断削减的情况下，电子技术定然会向着高频化的方向发展。从这个角度来看，全控型电子器件的问世已然标志着现代电子与电力技术率先实现了自身的高频化转换。

再次，该项技术向着全控化、数字化发展。从某种意义上来看，全控化已经打破了电力电子期间在部分功能上的限制，降低了关断换流电路可能造成的危险，能够确保电力系统在运行的过程中处于安全的状态。从该项技术的高频斩波等方面就可以了解到其数字化的特点，由弱电领域着手，进一步开拓电力电子技术的发展方向，提前实现了控制技术的集成化。

最后，现代电力电子技术向着绿色化的方向发展。此处的绿色化不仅包含了对环境污染的监管，还需要有效处理电网污染所带来的一系列问题，也是目前电力电子技术需要重点关注的问题之一。针对发电容量进行管理能够有效削减发电过程中给生态环境所带来的负面影响，电子电力技术的绿色化特征主要表现在污染过滤器以及电能补偿系统之中。

（二）现代电力电子技术的应用展望

关于现代电力电子技术的应用展望，可从如下几方面得以体现：第一，由节能性的角度着手，针对电机系统的性能实施进一步地完善，一般会借助电机规划以及监管设备完善等方式提高电力系统的运用效率；第二，中高压直流输电系统地运用也是今后电力电子技术发展的必然趋势，这一系统本身就具备了低污染和低能耗的特点；第三，当前社会发展进程中充电站网络的构建或是电动车辆的普及已经逐渐成为现代电力电子技术发展进程中积极完善与改革的内容，以电动汽车为代表的环保电力问题逐渐成为一个时代课题。至于当前城市建设过程中充电网络的配备问题基本尚处于起步阶段，无论是实际应用领域还是理论构建领域都还存在许多值得研究和讨论的问题，但无疑其发展空间是极为广阔的；第四，关于电力系统中电能储备装置的设置与超导线的使用也将成为电力电子技术亟需解决的问题之一，从根本上解决电能储备问题势必将对电力系统的持续发展产生积极而深远的影响。然而面对电能储备过程中存在的诸多问题，电力系统设计者需要从控制技术与存储技术的双重层面来体现储能装置的有效性，对于其中可能存在的不合理问题提出切实有效地解决或改进对策。

三、总结

现代电力电子技术的核心是通过电子器件的转换，达到特定的变频和技术控制目的，从而达到节能减排的环保目标。在实际技术应用领域，电力电子技术的发展也是对供电技术的改进。在此基础上，现代电力电子技术本身的自动化、智能化特征也越来越明显。高频、模块化和绿色电力电子技术逐渐成为可能。随着当今半导体器件的成熟，电力电子技术的发展也倡导经济和环境的发展原则，体现了电能质量和效率的有机结合。不难看出，电力电子技术的发展源于技术领域本身的应用要求。随着现代电子技术和电力用能材料的出现，一些旧的电力电子技术应该被更先进的技术所取代，以更好地满足电子应用领域的使用需求。目前成熟的开关电源技术正逐步向集成化、绿色化、数字化方向发展，这也标志着现代电力电子技术发展迈出了一大步。