当今世界能源消耗增长十分迅速。目前，在所有能源中电力能源约占40%，而电力能源中有4 0%是经过设备的转换才到使用者手中。预计十年后，电力能源中的80%要经过电力电子设备的转换，电力电子技术在21世纪将起到更大作用。

　　电力电子技术是利用对电能进行控制和转换的学科。它包括电力电子器件 、变流电路和控制电路三个部分，是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。随着科学技术的发展，电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电 子技术等许多领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。

电力电子技术的发展

　　1.1回顾

　　1957年{dy}个晶闸管(SCR)在美国通用电气公司的问世标志着电力电子技术的诞生。电力电子技术的发展先后经历了整流时代、逆变时代和变频时代,并促进了电力电子技术在许多 新领域的应用。

　　普通SCR是半控型器件，不能自关断，被称为{dy}代电力电子器件。以SCR为核心的变流电路 沿用了过去水银整流器所用的相控整流电路及周波变换电路。相控整流电路的主要功能是使 交流变成直流。因此当时有整流时代或顺变时代之称。直流传动(轧钢、造纸等)、机车牵 引(电气机车、电传动内燃机、地铁机车等)、电化是当时的三大支柱应用领域。

　　在20世纪70年代到80年代，随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高，电力电子器件得到了很大发展，是电力电子技术的又一次飞跃，先后研制出GTR、GTO及其模块。 在中大容量的变流装置中，传统的SCR逐渐被这些新型器件取代。这时的电力电子技术已经 能够实现逆变。这一阶段称为逆变时代。

　　20世纪80年代，一批全控型器件的大容量化和实用化使电力电子技术完成了从传统电力电 子技术向现代电力电子技术的过渡。MOSFET和IGBT的相继问世，标志着现代电力电子技术时 代的来到。功率MOSFET使得中小功率电源向高频化发展。IGBT的出现为大中型功率电源向高 频发展奠定了基础。

　　20世纪90年代，电力电子器件的研究和开发，已进入高频化，标准模块化，集成化和智能 时代。

　　电力电子学的发展史实际上是一部围绕提高效率、提高性能、小型轻量化、xx电力公害、 减少电磁干扰和电噪声进行不懈研究的奋斗史。

　　1.2广泛应用

　　电力电子技术作为一门高技术学科，由于其在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有 着重要的作用，现在已广泛的应用于传统工业(例如：电力、机械、交通、化工、冶金、轻 纺等)和高新技术产业(例如：航天、现代化通信等)。下面着重讨论电力电子技术在电力系 统中的一些应用。

　　1.2.1在高压直流输电(HVDC)方面的应用

　　直流输电在技术方面有许多优点：(1)不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联; (2)可以限制短路电流;(3)没有电容充电电流;(4)线路有功损耗小;(5)输送相同 功率时，线路造价低;(6)调节速度快，运行可靠;(7)适宜于海下输电。随着大功率电 子器件(如：可关断的晶闸管、MOS 控制的晶闸管、绝缘门极双极性三极管等)开断能力不 断提高，新的大功率电力电子器件的出现和投入应用，高压直流输电设备的性能必将进一步 得以改善，设备结构得以简化，从而减少换流站的占地面积、降低工程造价。

　　1.2.2在柔xx流输电系统(FACTS)中的应用

　　20世纪80年代中期，美国电力科学研究院(EPRI)N.G.Hingorani博士首次提出柔xx流 输电技术的概念。近年来柔xx流输电技术在世界上发展迅速，已被国内外一些xx的输电 工作者预测确定为“未来输电系统新时代的三项支持技术(柔性输电技术、先进的控制中心 技术和综合自动化技术)之一”。现代电力电子技术、控制理论和通讯技术的发展为FACTS 的发展提供了条件。采用IGBT等可关断器件组成的FACTS元件可以快速、平滑地调节系统参 数，从而灵活、迅速地改变系统的潮流分布。

　　1.2.3在电力谐波治理方面的应用

　　有源滤波是治理日益严重的电力系统谐波的最理想方法之一。有源滤波器的概念最早是在20 世纪70年代初提出来的，即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相 等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，从而实现实时补偿谐波电流的目的。随着 中国电能质量治理工作的深入开展，使用以瞬时无功功率理论为理论基础的有源滤波器进行 谐波治理将会有巨大的市场潜力。

　　1.2.4在(UPS)中的应用

　　UPS紧急供电系统是电力自动化系统安全可靠运行的根本保证，是计算机、通信系统以及要 求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。现代UPS普遍采用脉宽调制技术 和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,降低了电源的噪声,提高了效率和可靠性。

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