1 電力電子技術(shù)挑戰(zhàn)

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

   恒電在電力電子變換器內(nèi)部層面對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)，因此所需要面對的輸電電壓一般都來自電壓幅度經(jīng)過了一定調(diào)節(jié)的配電網(wǎng)，穩(wěn)定情況下其變化范圍并不大，常見為額定值上下20%的范圍。

在越來越多應(yīng)用的光伏、燃料電池、可充電電池等新能源或儲能組件發(fā)電環(huán)節(jié)中，需要電力電子變換器面對的一般都是未經(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能組件的荷電狀態(tài)大幅變化會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)電力電子變換器所要面對的范圍。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，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)需要解決的問題，而且需要研究這些新器件的應(yīng)用技術(shù)問題。

3對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)備是用來連接威望與上級電網(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)勢之外，電力電子變壓器還可以利用其已有的變換器來集成更多的功能，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，臨近的多個微網(wǎng)，還可以共享一個電力電子變壓器，如果連接的上級電網(wǎng)也有多個或者來自多條線路，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)電的電能間歇性問題。電力電子技術(shù)可以實現(xiàn)對電能極其精準(zhǔn)而快速的控制這一本質(zhì)特性還有很大的潛力，需要這個領(lǐng)域的科技工作者開闊思路，不斷提出具有創(chuàng)新理念的新型設(shè)備，以解決未來電能系統(tǒng)的問題和提升電能系統(tǒng)的性能。