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今后,电力电子元器件技术将由半控型全控型器件进入全新智能型时代。
其表现是,方面原有各新型电力电子器件额定参数不断提高另方面电力电子技术与微电子技术进步结合,使电力电子器件朝着大容量智能化方向迅速发展。
预计电力电子器件年平均增长速度超过。
等新型电力电子器件年平均增长率超过。
电力电子装置主要包括三大类产品变频器电能质量类产品以及电子电源产品。
电力电子技术无论对改造传统工业电力机械矿冶交通化工轻纺等,还是对新建高技术产业航天激光通信机器人等和高效利用能源均至关重要。
电力电子器件今后发展动向自关断化晶闸管虽然仍向高电压大电流发展,但已进入老化期,正在被自关断器件所取代。
大功率化随着电力电子技术发展,应用领域不断扩大,尤其在电力矿山冶金钢铁等重工业应用领域中,大功率交直变换系统中,更需要有高耐压更大电流容量电力电子问世。
高频化电力电子技术基础是开关技术,因此开关频率提高使电力电子技术进入了新时代。
目前,利用新工艺可以提高器件开关频率。
智能化,集成化随着技术日趋成熟把双极技术技术即管制造技术集成到起,称为技术,人们在同芯片上可集成各种工艺结构尺寸等都不尽相同昀元器件,并使其智能化,它将具备集成电路功能,这就是。
预计今后即将电力半导体器件保护诊断控制等性能集成在块芯片上和智能化模块即将电力半导体器件各种保护电路控制电路诊断电路封装成模块将是发展最快最受欢迎电力电子器件。
第二章电力电子元器件应用领域分析预测电力电子技术是连接弱电和强电桥梁,尽管电力电子行业属于输变电设备制造业子行业,但电力电子技术应用不局限于输变电设备制业,电力电子技术无处不在天生具有节能效果。
为了合理高效地利用电能,现在发达国家电能要经过电力电子技术变换或控制后使用,预计世纪将达到以上。
目前我国经过变换或控制后使用电能仅占,电能仍采用传统传输方式,远远达不到应用电力电子技术才能实现效果。
电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换及控制种现代技术,基本功能包括整流交流变成直流逆变直流变成交流斩波直流变成直流变频改变供电频率开关和智能控制等。
电力电子行业涉及三个领域电力电子元器件上游电力电子装置中游电力电子技术在各个行业应用下游。
电力电子技术无论对改造传统工业,还是对新建高技术产业和高效利用能源均至关重要。
随着年我国单位能耗要求降低期限日益临近,各地方政府也将节能降耗作为工作重点。
作为节能降耗主力军,电力电子行业每年高增长可以维持相当长时间。
作为高技术应用性行业,电力电子行业未来发展空间巨大。
变频器市场规模巨大,且发展迅速变频器集微电子电力电子和控制技术于体,通过将固定频率交流电源转换成电压可调频率可调交流电,实现对交流电机无级调速。
在节约电能,改善生产工艺提高生产自动化水平等方面,具有突出作用。
变频器除了在电力行业外,在水泥冶金石化有色市政工程污水处理造纸以及制药等细分行业都有应用价值。
年,统计数据显示,中国变频器市场规模为亿元人民币。
从产品市场空间来看,中国变频器市场处于高速增长时期。
其中高压变频器增长速度最快,超过,远远超过近几年增长水平,随着产品价格下降,中国市场上变频器安装容量功率增长实际上在左右。
从产品性能来说,使用高压变频器后,能节省电量左右。
但由于该产品具有高技术高价格特点,在国内市场发展较为缓慢。
随着政策引导和技术进步,生产规模化会逐渐降低其成本,从而促使其在发电设备上应用。
年我国高压变频器市场容量达到亿元,相比年市场增长率达到。
根据中国工控网预测,未来年我国高压变频器市场容量仍将保持以上增长速度。
目前高压变频器市场,西门子罗宾康等国外品牌虽然仍占有定市场份额,但已不复当年之勇,国内企业在技术方面已经不弱于国外企业,随着电厂国产化进程,该领域内国有企业市场占有率将不断上升,截止年,国内市场占有率已达。
随着国家支持新能源政策发展,直流特超高压输电换流阀风电变流器光伏逆变器等专用型高压变频器将成为发展重点方向。
电子电源具备较大市场需求电子电源就是对公用电网或种电能进行变换和控制,向各种用电负载提供优质电能供电设备,大概每年亿元以上市场需求。
开关电源程控交换站,计算机电视医疗设备航天航海舰艇及家电上,都广泛应用开关电源,开关电源最大应用领域是在通信行业,美国开关电源中用于通信方面占开关电源总量。
这些开关电源都采用高频化技术,使其体积重量大大减小,能耗和材料也大为降低。
通信开关电源大概每年至少亿元市场规模,其中,变换器模块电源约占,整流器约占。
由于中国通信事业投资比较集中,通信电源在开关电源总额中所占比例较大,根据业内人士推算按通信电源占比计算,全国开关电源总额就达亿元以上,这里不包括各种家用电器和电子仪器内部开关电源。
目前全球开关电源市场超过亿美元,年增长率约,由于应用广泛,市场分散,全球供应商数量超过,家。
大致格局是,中国台湾企业主导电源市场,欧洲企业主导转换器市场。
不间断电源不间断电源是计算机通信系统以及要求提供不能中断场合所必须种高可靠高性能电源。
优点在于持续不间断稳定另外还起着交流直流互相转换作用。
从功能上讲,可以在市电出现异常时,有效地净化市电,还可以在市电突然中断时持续定时间给电脑等设备供电,使工作人员从容应对。
现代普遍了采用脉宽调制技术和功率等现代电力电子器件,电源噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。
微处理器软硬件技术引入,可以实现对智能化管理,进行远程维护和远程诊断。
目前在线式最大容量已可作到。
超小型发展也很迅速,已经有等多种规格产品。
根据赛迪顾问市场调查年以后数据显示,年电源市场需求规模约为亿元。
综上所述,仅开关电源每年市场规模大约为亿元。
电源种类还有许多,如变频电源电解电镀电源焊接电源感应加热电源充电电源霓虹灯和照明电源等。
种类繁多,分布广泛。
若把它们都计算在内,保守估计,电子电源市场规模将在亿元以上。
电能质量类产品需求巨大细分市场众多电力系统内部电能质量类产品是电力电子技术应用最重要和最有潜力市场领域之。
其典型应用有高压直流输电灵活交流输电系统包括静止电压补偿器静止相位补偿器功率流控制器等有源电力滤波器蓄能电站用交流励磁系统等。
从用电角度来说,利用电力电子技术进行节能技术改造,提高用电效率从发输配电角度来说,必须利用电力电子技术提高发电效率和提高输配电质量。
目前,电力电子技术在电能发生输送分配和使用全过程都得到了广泛而重要应用,与其它应用领域相比,上述这些应用要求电力电子装置具有更高电压更大功率容量和更高可靠性。
柔性交流输电技术柔性交流输电技术是指电力电子技术与现代控制技术结合,以实现对电力系统电压参数如线路阻抗相位角功率潮流连续调节控制,从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平,降低输电损耗。
传统调节电力潮流措施,如机械控制移相器带负荷调变压器抽头开关投切电容和电感固定串联补偿装置等,只能实现部分稳态潮流调节功能,而且,由于机械开关动作时间长响应慢,无法适应在暂态过程中快速柔性连续调节电力潮流阻尼系统振荡要求。
因此,电网发展需求促进了柔性交流输电这项新技术发展和应用。
到目前,控制器已有数十种,按其安装位置可分为发电型输电型和供电型大类,已应用控制器有静止无功补偿器静止调相机静止快速励磁器串联补偿器统潮流控制器晶闸管控制串联电容器晶闸管控制申联电抗器和可转换静止补偿器等。
近年来,柔性交流输电技术已经在美国日本瑞典巴西等国重要超高压输电工程中得到应用。
随着电力电子器件性能提高和造价降低,以电力电子器件为核心部件装置造价会降低,在不久将来会比常规输配电方案更具竞争力。
高压直流输电技术高压直流输电是将发电厂发出交流电通过换流阀变成直流电,然后通过直流输电线路送至受电端再变成交流电,注入受端交流电网。
晶闸管用于高压直流输电已有很长历史。
近多年来,可关断晶闸管控制晶闸管绝缘门极双极性三极管等大功率电子器件开断能力不断提高,新大功率电力电子器件研究开发和应用,将进步改善新代直流输电性能大幅度简化设备减少换流站占地降低造价。
直流输电性能创新典型例子是轻型直流输电系统,它采用等可关断器件组成换流器,省去了换流变压器,整个换流站可以搬迁,可以使中型直流输电工程在较短输送距离也具有竞争力,从而使中等容量输电在较短输送距离也能与交流输电竞争。
此外,由于采用可关断电力电子器件,对受端系统容量没有要求,故可用于向孤立小系统海上石油平台海岛供电,今后还可用于城市配电系统,并用于接入燃料电池光伏发电等分布式电源。
随着直流输电工程建设和大容量可控硅元件制造技术引进,直流输电技术进步发展,经济性提高,直流输电在我国将有非常广阔发展前景。
静止无功补偿器从产品性能来说,是以晶闸管为基本原件固态开关代替电气开关,可以实现快速频繁控制电抗器和电容器来改变输电系统,应用后,调节速度更快调节范围更广欠压条件下无工调节能力更强谐波含量和占地面积减少,有显著工业节能和改善电能质量效果,在国家节能环保政策背景下,该产品具有较大应用价值。
根据全国电压电流等级和频率标准化技术委员会及全国电力电子技术学会统计,国内各主要应用领域对产品未来几年市场需求规模平均每年在亿元以上,在电力系统应用占其整个市场应用,但重要性远远在其他行业之上。
以瑞士德国法国为代表国外企业,目前在电力系统超大功率技术上居领先优势,占领了以上国内电力系统市场份额。
由于国外产品造价昂贵,极大地限制了在国内电力系统推广应用,导致该领域市场潜力巨大但却处于需求抑制状况,目前以荣信电科院电力电子公司为代表国内企业正在积极开拓该部分市场。
从市场空间来说,随着城乡供电网络重建国家支持大规模远距离超高压输电网络建设发展,对该产品需求量加大。
自年开始,未来年国内产品市场需求约为,套,市场价值将超过亿元,年平均亿元。
与此同时,国际市场需求约为国内市场倍。
由于国际市场产品价格为国内同类产品价格倍,因此市场价值约为同期国内市场倍左右,达到,亿元。
第三章电力电子技术相关厂家情况荣信股份公司概况公司主要从事节能大功率电力电子设备设计和制造业务,产品包括高压动态无功补偿装置智能瓦斯排放装置电力滤波装置高压变频装置高压软启动装置高压大功率静止无功发生器有源滤波装置余热余压节能发电系统。
年度公司实现营业收入,万元,同比增长实现营业利润,万元,同比增长实现净利润,万元,同比增长。
年,公司主导产品市场份额继续保持国内领先,在传统行业销售领,利用电力电子技术进行节能技术改造,提高用电效率从发输配电角度来说,必须利用电力电子技术提高发电效率和提高输配电质量。
目前,电力电子技术在电能发生输送分配和使用全过程都得到了广泛而重要应用,与其它应用领域相比,上述这些应用要求电力电子装置具有更高电压更大功率容量和更高可靠性。
柔性交流输电技术柔性交流输电技术是指电力电子技术与现代控制技术结合,以实现对电力系统电压参数如线路阻抗相位角功
