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中國電源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀及趨勢 |
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以電力電子學(xué)為核心技術(shù)的電源產(chǎn)業(yè)，從20世紀60年代中期開(kāi)始形成。以整流技術(shù)(AC/DC)為主的各種電源裝置，如電解、電鍍和中小容量的 AD/DC變換器的出現是這個(gè)時(shí)期的主要標志。經(jīng)過(guò)近十年的努力，我國電力半導體器件的研制和生產(chǎn)有了長(cháng)足的發(fā)展。1970年在北京召開(kāi)全國第一次可控硅研制成果會(huì )議。會(huì )議上的成果表明，我國的可控硅的電壓和電流容量、性能以及產(chǎn)品的穩定性有了很大的提高，同時(shí)也出現了可控硅派生器件，如雙向可控硅和 GTO等。此外，動(dòng)態(tài)性能更好的快速可控硅和高頻可控硅也已試制出來(lái)。這樣一來(lái)，我國基于SCR的電源裝置的研制范圍迅速擴大，產(chǎn)品種類(lèi)也增多了，涉及到變頻調速、中頻感應加熱、400周電源、大容量開(kāi)關(guān)電源、小型輕量化400kV高壓電源、電火花加工電源、聲納電源、利用時(shí)分割電路的長(cháng)波通信電源和甚低頻導航發(fā)射機電源、固體化超聲電源、步進(jìn)馬達控制器和超音頻感應加熱（30kW/40kHZ）等。這時(shí)期由當時(shí)吉林炭素廠(chǎng)自行研制的硅整流電源的單機容量達到125kA/165V；據說(shuō)北京市某研究所也研究出100A/48V開(kāi)關(guān)電源科研樣機。進(jìn)入20世紀八十年代，國際上開(kāi)關(guān)電源開(kāi)始實(shí)用化，PWM高頻調制技術(shù)、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、處理網(wǎng)側諧波電流和提高網(wǎng)側功率因數的PFC技術(shù)的研究以及柔性輸電系統概念的提出引起學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的廣泛和濃厚興趣。它吹響了電力電子技術(shù)的應用步入高效、高性能、高功率因數和低污染新階段的號角。受改革開(kāi)放浪潮的激勵和發(fā)展電力電子技術(shù)的需要，我國于1980年在長(cháng)春市召開(kāi)中國電工技術(shù)學(xué)會(huì )屬下的電力電子學(xué)會(huì )籌備會(huì )，1981年7月在大連召開(kāi)第一屆全國電力電子學(xué)術(shù)年會(huì )。學(xué)術(shù)年會(huì )的召開(kāi)標志著(zhù)我國電力電子的學(xué)術(shù)交流從個(gè)別走向系統、全面和深入，從而加速了我國電力電子技術(shù)的發(fā)展，密切了學(xué)術(shù)界與企業(yè)的聯(lián)系，而有助于產(chǎn)業(yè)規模的形成。1983年，以從事直流和交流電源的民間人士為主，發(fā)起組建了中國電源學(xué)會(huì )，經(jīng)過(guò)不懈的努力，2000年中國電源學(xué)會(huì )被中國科協(xié)接受為正式成員。應該說(shuō)，中國電源學(xué)會(huì )在推動(dòng)開(kāi)關(guān)電源和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的研究上發(fā)揮了重要的作用。在這期間，我國電力電子業(yè)界掀起三大研究和開(kāi)發(fā)熱潮：高頻電子鎮流器、高頻逆變-整流式弧焊電源和交流電機變頻調速。值得一提的是，20世紀70年代國際上革除工頻變壓器的20千周革命，在這時(shí)期得到積極的響應，一些民營(yíng)高科技公司，如北京的迪賽公司等開(kāi)始了開(kāi)關(guān)電源的量產(chǎn)化工作。隨后，針對通信和PC機應用的開(kāi)關(guān)電源公司和企業(yè)象雨后春筍般地發(fā)展起來(lái)。這為后來(lái)我國開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)業(yè)規模的快速發(fā)展起到催化劑的作用。 同時(shí)，國內少數單位也開(kāi)展了DC/DC軟開(kāi)關(guān)、DC/AC諧振環(huán)、雙PWM變頻調速和單相PFC等的基礎研究。此外，國內還研制了SCR中頻臭氧電源和基于單片機控制的SCR中頻X射線(xiàn)機電源。XhX帝國開(kāi)發(fā)
20世紀九十年代以來(lái)是我國電力電子技術(shù)和電源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的時(shí)期。據統計，九十年代初期我國器件和裝置的年產(chǎn)值也不過(guò)20億元左右。然而， 2001年基于場(chǎng)控器件的開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品的年產(chǎn)值，僅原華為電氣一個(gè)公司就達到26億元，其他超億元年產(chǎn)值的公司有，武漢洲際、北京動(dòng)力源、北京通力環(huán)、煙臺東方玉麟電子有限公司等等……。PC機開(kāi)關(guān)電源、UPS和逆變焊機的公司也有年產(chǎn)值達億元以上的。通用變頻器的年產(chǎn)值接近1億元。這些情況僅限于個(gè)人了解的。由于統計是零散和局部的，缺乏全面的統計和權威統計機構的工作，大量信息無(wú)法反映上來(lái)。盡管如此，上述情況也已說(shuō)明近十年電源產(chǎn)業(yè)規模的發(fā)展在加快。同時(shí)產(chǎn)業(yè)界也涌現一些技術(shù)難度較大、具有國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，如多諧振雙環(huán)控制的通信開(kāi)關(guān)電源、單芯片控制的500W以下PFC控制器、智能化高頻開(kāi)關(guān)電源、用于空調和冰箱的無(wú)位置傳感器的變頻調速器部件和數千kW級的IGBT中壓變頻器等。20世紀90年代國際上進(jìn)行的電能變換裝置從使用電流控制型器件向使用電壓控制型器件轉變也在我國電源產(chǎn)品中得到充分體現。XhX帝國開(kāi)發(fā)
在國家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng )新意識指導下，我國電力電子技術(shù)的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎創(chuàng )新。除前述之外，具有代表性的研究成果和產(chǎn)品還有如下:XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�1）獲2002年國家科技進(jìn)步二等獎的±20MVA靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)工業(yè)試驗樣機 1999年投入現場(chǎng)運行；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�2）1998年8月在西藏安多縣建成100kW光伏電站；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�3）最近北京市零排放鋰電池電動(dòng)公交車(chē)投入考核運行；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�4）30kVA動(dòng)態(tài)電壓恢復器投入現場(chǎng)運行，其研究正在深入；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�5）磁懸浮概念車(chē)的階段性研究成果幾年前就通過(guò)鑒定；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�6）研制出采用壓電陶瓷變壓器的百瓦級降壓型開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�7）波音飛機上用的電子鎮流器小批產(chǎn)品通過(guò)民航總局認可；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�8）交流勵磁發(fā)電的研究取得進(jìn)展；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�9）其他。XhX帝國開(kāi)發(fā)
此外，目前國內還開(kāi)展了跟蹤國際多方面前沿性課題的研究或基礎創(chuàng )新研究。它包括電力電子系統的積木式集成技術(shù)、所謂單級三相PFC、具有獨立電源的多電平拓撲電路、具有超導儲能的并聯(lián)型UPS、 IGCT大容量高壓變流裝置、2700法拉雙電荷層電容器、多電平軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、 鐵道供電系統的電流諧波抑制和功率因數改?quot;、逆變器無(wú)線(xiàn)均流技術(shù)、電能質(zhì)量綜合調節器、100MVA SVG方案論證、電磁干擾的傳播特性、直流側諧波抑制的PWM控制策略等。上述方面的成果和研究對提高我國電力電子的學(xué)術(shù)水平，提升電源產(chǎn)品的技術(shù)含量、趕超世界先進(jìn)水平和增強國際競爭能力具有特別重要的意義。XhX帝國開(kāi)發(fā)
但與國際發(fā)達國家相比，在應用基礎研究深度方面差距為5-10年；在電源產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、開(kāi)發(fā)投入、生產(chǎn)規模、工藝水平、先進(jìn)檢測設備、工人素質(zhì)、持續創(chuàng )新能力和公司體制等綜合實(shí)力方面差距估計為10-15年。對電源產(chǎn)品和裝置性能有極其重要影響的新型場(chǎng)控器件的芯片制造技術(shù)還處于非常脆弱狀態(tài)。電源產(chǎn)品分屬多個(gè)系統管轄，入網(wǎng)多頭重復檢測，統計局部而分散，有關(guān)電源裝置的展覽會(huì )滿(mǎn)天飛，這種混亂局面急需扭轉，以面對入世的挑戰。目前當務(wù)之急是，迅速成立全國性的電源行業(yè)協(xié)會(huì )。眼前要做的工作是：XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�1）制定行業(yè)規劃；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�2）學(xué)習和熟悉WTO的規則，防止行業(yè)內部損害；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�3）摸清行業(yè)情況；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�4）進(jìn)行協(xié)調和統一工作；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�5）制定行業(yè)標準；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�6）其他。XhX帝國開(kāi)發(fā)
電力電子學(xué)的發(fā)展史實(shí)際上是一部圍繞提高效率、提高性能、小型輕量化、消除電力公害、減少電磁干擾和電噪聲進(jìn)行不懈研究的奮斗史。隨著(zhù)社會(huì )、經(jīng)濟和電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是信息社會(huì )的到來(lái)和可持續發(fā)展戰略深入人心，21世紀的電源裝置和系統對上述方面的要求更加強烈。這也正是21世紀電力電子產(chǎn)業(yè)或電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。其具體要求可歸納如下幾點(diǎn):XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�1）進(jìn)一步提高電能變換效率，降低待機損耗；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�2）避免電力公害:盡量減少網(wǎng)側電流諧波，并使網(wǎng)側功率因數接近1；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�3）提高電源裝置和系統的電磁兼容性(EMC)；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�4）降低電噪聲；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�5）小型輕量化:通過(guò)高頻化、元件小型化和先進(jìn)工藝加以實(shí)施；XhX帝國開(kāi)發(fā)
�。�6）高性能:隨各種用電器而不同，如帶非線(xiàn)性負載能力、無(wú)線(xiàn)均流、GHZ以上CPU電源的快速電流響應、直流側諧波抑制、智能化以及各種性能高指標等。XhX帝國開(kāi)發(fā)
上述要求表明，用于電力系統的電能變換設備、服務(wù)于環(huán)保和人類(lèi)健康的電源裝置、適合信息社會(huì )需要的電源產(chǎn)品、薄-輕-超小型電源模塊與裝置以及高效節能低污染的綠色電源產(chǎn)品將是21世紀的主流產(chǎn)品。國際上電力電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的這種發(fā)展趨勢值得中國電源行業(yè)認真研究。 |
發(fā)表時(shí)間:2011-6-1 9:19:19 |
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