1 電力電子技術(shù)挑戰(zhàn)

   電力電子技術(shù)自身能應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)可以在電力電子變換器內(nèi)部、多臺(tái)變換器之間和電子化電能系統(tǒng)三個(gè)層面上實(shí)現(xiàn)。

   恒電在電力電子變換器內(nèi)部層面對(duì)寬輸入范圍變換器的需求

以往電力電子變換器主要應(yīng)用于電能系統(tǒng)的用電環(huán)節(jié)，因此所需要面對(duì)的輸電電壓一般都來(lái)自電壓幅度經(jīng)過(guò)了一定調(diào)節(jié)的配電網(wǎng)，穩(wěn)定情況下其變化范圍并不大，常見(jiàn)為額定值上下20%的范圍。

在越來(lái)越多應(yīng)用的光伏、燃料電池、可充電電池等新能源或儲(chǔ)能組件發(fā)電環(huán)節(jié)中，需要電力電子變換器面對(duì)的一般都是未經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓，其變化范圍由于初次能源供給的間歇性或者儲(chǔ)能組件的荷電狀態(tài)大幅變化會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)電力電子變換器所要面對(duì)的范圍。在這樣寬范圍的輸入電壓下，電力電子變換器都要實(shí)現(xiàn)高效率地將電壓提升至穩(wěn)定的高電壓輸出，靠傳統(tǒng)的電力電子變換器顯然無(wú)法做到。再加上系能源發(fā)電領(lǐng)域?qū)Ω呦到y(tǒng)效率不斷追求的推動(dòng)，必然要求在變換器拓補(bǔ)和控制方法上進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和提升。

2 對(duì)中高壓大功率高性能變換器的需求

電力電子變換器高性能變換器目前主要有兩條思路，一條是采用變換器模塊串聯(lián)，主要是各種模塊化多電平變換器，該思路目前需要解決的核心問(wèn)題是所需的直流電容量太大而且模塊之間的協(xié)調(diào)控制比較復(fù)雜，迫切需要提出不需要大量電容的變換器拓?fù)湟约跋鄳?yīng)的有效而可靠的模塊之間協(xié)調(diào)控制的方法。另一條是采用正在快速發(fā)展的可以承受更高電壓的寬禁帶材料器件本身研發(fā)需要解決的問(wèn)題，而且需要研究這些新器件的應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題。

3對(duì)基于電力電子變換器的新型設(shè)備的需求

輸配電系統(tǒng)的電子化必須采用具有電力電子變換器的各種新型輸配電設(shè)備，以全面提升輸配電系統(tǒng)的各方面性能。最新的核心輸配電設(shè)備是用來(lái)連接威望與上級(jí)電網(wǎng)的電力電子變壓器，也稱能量控制中心。除了具備以往固態(tài)變壓器因采用中高頻磁組件而具有的體積和重量遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)變壓器的優(yōu)勢(shì)之外，電力電子變壓器還可以利用其已有的變換器來(lái)集成更多的功能，包括微網(wǎng)側(cè)的電壓質(zhì)量控制和上級(jí)電網(wǎng)側(cè)的電流質(zhì)量控制，甚至可以擔(dān)負(fù)微網(wǎng)與上級(jí)電網(wǎng)之間的切換控制。如果附加一定量的能量源，還可以向微網(wǎng)提供應(yīng)急后備電源。更進(jìn)一步，臨近的多個(gè)微網(wǎng)，還可以共享一個(gè)電力電子變壓器，如果連接的上級(jí)電網(wǎng)也有多個(gè)或者來(lái)自多條線路，還有可能擔(dān)負(fù)能量路由器的功能，即控制電能再多條線路中按指定比例分配。除了輸配電環(huán)節(jié)外，在發(fā)電端和負(fù)荷電端也都需要具有創(chuàng)新理念的新型電力電子設(shè)備。最近有學(xué)者提出了“電力彈簧”的新型電能設(shè)備，可用以解決負(fù)荷端新能源發(fā)電的電能間歇性問(wèn)題。電力電子技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能極其精準(zhǔn)而快速的控制這一本質(zhì)特性還有很大的潛力，需要這個(gè)領(lǐng)域的科技工作者開(kāi)闊思路，不斷提出具有創(chuàng)新理念的新型設(shè)備，以解決未來(lái)電能系統(tǒng)的問(wèn)題和提升電能系統(tǒng)的性能。