電力電子技術(shù)已迅速發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的技術(shù)和學(xué)科領(lǐng)域。它的應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涉及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)部門(mén)。毫無(wú)疑問(wèn)，它將成為新世紀(jì)的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一。電力電子技術(shù)擁有許多微電子技術(shù)所具有的特征，比如發(fā)展迅速、滲透力強(qiáng)、生命力旺盛，并且能與其它學(xué)科相互融合和相互發(fā)展。電力電子技術(shù)也具有其自身的特色，如高電壓、大容量及控制功率范圍大，因此技術(shù)創(chuàng)新必須跨越高電壓大功率這一關(guān)。

    當(dāng)前電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：高電壓、大容量化、高頻化，主電路及保護(hù)控制電路模塊化、產(chǎn)品小型化、智能化和低成本化。而對(duì)于電力電子產(chǎn)品而言，用于電力系統(tǒng)的電能變換設(shè)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、小型電源模塊與裝置以及高效節(jié)能低污染的“綠色”電源產(chǎn)品將是21世紀(jì)的主流產(chǎn)品。可以預(yù)見(jiàn)，在未來(lái)現(xiàn)有的電力電子器件的性能會(huì)得到不斷改進(jìn)，新的器件和先進(jìn)的技術(shù)會(huì)不斷出現(xiàn)。

    據(jù)介紹，目前在所有能源中電力能源約占40%，而電力能源中有40%是經(jīng)過(guò)電力電子設(shè)備的轉(zhuǎn)換才到使用者手中。預(yù)計(jì)十年后，電力能源中的80%要經(jīng)過(guò)電力電子設(shè)備的轉(zhuǎn)換，電力電子技術(shù)在21世紀(jì)將起到更大作用。

    電力電子技術(shù)是利用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換的學(xué)科。它包括電力電子器件、變流電路和控制電路三個(gè)部分，是電力、電子、控制三大電氣工程技術(shù)領(lǐng)域之間的交叉學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)由于和現(xiàn)代控制理論、材料科學(xué)、電機(jī)工程、微電子技術(shù)等許多領(lǐng)域密切相關(guān)，已逐步發(fā)展成為一門(mén)多學(xué)科相互滲透的綜合性技術(shù)學(xué)科。

    電力電子技術(shù)作為一門(mén)高技術(shù)學(xué)科，由于其在節(jié)能、減小環(huán)境污染、改善工作條件等方面有著重要的作用，現(xiàn)在已廣泛的應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)(例如：電力、機(jī)械、交通、化工、冶金、輕紡等)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)(例如航天、現(xiàn)代化通信等)。

    據(jù)美國(guó)總統(tǒng)科學(xué)和技術(shù)顧問(wèn)委員會(huì)稱(chēng)，國(guó)家關(guān)鍵性的科技領(lǐng)域有七個(gè)方面：能源、環(huán)保、資訊與通信、生命科學(xué)、材料和交通。每一領(lǐng)域中電力電子技術(shù)都扮演者重要的角色。可見(jiàn)，電力電子技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)的重要支撐科技，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用和美好的前景。

    下面著重討論電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的一些應(yīng)用。
 
在高壓直流輸電(HVDC)方面的應(yīng)用

    直流輸電在技術(shù)方面有許多優(yōu)點(diǎn)：(1)不存在系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的非同期互聯(lián)；(2)可以限制短路電流；(3)沒(méi)有電容充電電流；(4)線(xiàn)路有功損耗小；(5)輸送相同功率時(shí)，線(xiàn)路造價(jià)低；(6)調(diào)節(jié)速度快，運(yùn)行可靠；(7)適宜于海下輸電。隨著大功率電子器件(如：可關(guān)斷的晶閘管、MOS控制的晶閘管、絕緣門(mén)極雙極性三極管等)開(kāi)斷能力不斷提高，新的大功率電力電子器件的出現(xiàn)和投入應(yīng)用，高壓直流輸電設(shè)備的性能必將進(jìn)一步得以改善，設(shè)備結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，從而減少換流站的占地面積、降低工程造價(jià)。
 
在柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)中的應(yīng)用

    20世紀(jì)80年代中期，美國(guó)電力科學(xué)研究院(EPRI)N.G.Hingorani博士首次提出柔性交流輸電技術(shù)的概念。近年來(lái)柔性交流輸電技術(shù)在世界上發(fā)展迅速，已被國(guó)內(nèi)外一些權(quán)威的輸電工作者預(yù)測(cè)確定為“未來(lái)輸電系統(tǒng)新時(shí)代的三項(xiàng)支持技術(shù)(柔性輸電技術(shù)、先進(jìn)的控制中心技術(shù)和綜合自動(dòng)化技術(shù))之一”。現(xiàn)代電力電子技術(shù)、控制理論和通訊技術(shù)的發(fā)展為FACTS的發(fā)展提供了條件。采用IGBT等可關(guān)斷器件組成的FACTS元件可以快速、平滑地調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，從而靈活、迅速地改變系統(tǒng)的潮流分布。
 
在電力諧波治理方面的應(yīng)用

    有源濾波是治理日益嚴(yán)重的電力系統(tǒng)諧波的最理想方法之一。有源濾波器的概念最早是在20世紀(jì)70年代初提出來(lái)的，即利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與原有諧波電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波電流的目的。隨著中國(guó)電能質(zhì)量治理工作的深入開(kāi)展，使用以瞬時(shí)無(wú)功功率理論為理論基礎(chǔ)的有源濾波器進(jìn)行諧波治理將會(huì)有巨大的市場(chǎng)潛力。
 
在不間斷電源(UPS)中的應(yīng)用

    UPS緊急供電系統(tǒng)是電力自動(dòng)化系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的根本保證，是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。現(xiàn)代UPS普遍采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件，降低了電源的噪聲，提高了效率和可靠性。■