電力電子系統集成研究進展與現狀

平鑒淼 茹琦 張智超

（1.浙江浙能技術研究院有限公司，浙江杭州 310023；2.浙江浙能天工信息科技有限公司，浙江杭州 310023）

0.引言

電力電子系統的集成化發展對我國的經濟發展有著非常重要的影響作用，是我國實現自動化生產技術的基礎之一[1]。因此，如果讓電力電子系統形成一個模塊化和標準化的體系，那么就可以在很大程度上提升生產系統的技術水平，推動自動化，智能化生產發展。電力電子集成主要分成兩個結構，一個是生產系統的電子系統集成，另一個指的就是集成化發展變得更加系統。

1.電力電子技術的發展現狀

1.1 技術的應用現狀

電力作為一次能源，需要在使用之前對其進行處理，這樣做的目的是讓電力可以滿足不同設備對電源的需求[2]。電力電子技術已經成為現代工程中的基礎建設技術，當今世上有絕大部分電力的輸送需要通過各種形式的電力電子設備完成，通過對電力電子設備的研究，提高電子電力設備的性價比并使其可以廣泛應用是減少能源消耗的重要途徑之一，同時也是推動可持續化發展的一個重要戰略目標。電能產生的時候是非常巨大的，電力電子以及相關的數據處理技術就成為一門關系到民生的基礎學科，通過研究市場需求和發展現狀，我們可以清楚知道電力電子技術擁有非常明媚的發展前景。通過研究市場的反饋，我們知道電力電子技術相關設備的生產效率和使用效率更高。電力電子設備不僅影響其本身的發展情況，還對硬件產品的市場和其他產業的發展產生重要影響，隨著電力電子設備的不斷創新，其應用的范圍也在不斷地擴大。

1.2 技術的發展現狀

電力電子技術的產生是因為電力電子器件的發展與出現，因此，電力電子器件的發展與相應技術之間是相輔相成的，但電力電子器件的研究與發展對電力電子技術會產生決定性的影響。新器件的出現帶來技術革命，同時也讓電力電子技術獲得非常重要的發展機遇，隨著新型功率器件的使用，人們對電力資源的使用進行系統的研究工作，通過不斷總結使用經驗和相關數據，控制器間完成工作的技術已經日漸成熟。另外，隨著電力電子技術在不同領域使用的頻率越來越高，很多智能化控制技術與數字化技術也開始逐漸對現代的電力電子系統產生影響，當前社會對電力電子系統的要求不斷提高，需要系統具備足夠的工作效率與極強的可靠性，在完成工作的同時消耗較低的成本與能源，不能產生較多的污染，這對現代的電力電子研究工作者提出了非常高的挑戰。

現在的電力電子技術主要有2個發展方向，一個是內在的技術，最常見的就是電路與控制技術的發展；另一個指的就是外部的技術，指的就是用不同的需求推動電力電子技術的研究與發展。通過對電力電子技術發展情況的研究，我們發現內在的技術起著主要的推動作用，但當前，隨著不同領域對電力電子技術的需求產生變化，對其技術本身的發展產生的影響也逐漸提高，這就讓我們開始重新思考電力電子技術當前的發展方向，也為技術發展的方式提出了全新的挑戰[3]。

2.電力電子系統集成的內容以及發展目標

隨著科學技術的發展，人們越來越追求制造領域的自動化與智能化，因此，讓電力電子系統集成變得更加標準化，模塊化就是我們需解決的重要問題，同時也是電力電子技術進行創新發展的必經之路[4]。大規模集成電路的出現與發展為信息技術領域帶來一場全新的變革，不僅能讓電力電子技術獲得發展，還能讓生產過程實現自動化成為可能。通過聯想將電力電子系統集成技術進行應用與完善也可以產生類似的效果，將電力電子系統集成化不僅可以保障電力電子產品的智能化與標準化，還可以實現設備生產的自動化，讓電力電子系統成為現代工業生產自動化系統中的智能部件。完善電力電子系統集成技術還可以擴大電力電子系統的使用場合，開辟全新的應用領域，進而擴大市場。

3.實現電力電子系統集成的方法研究

3.1 對標準化模塊進行科學選擇與改進

電力電子系統要想實現模塊化的集成就一定要根據實際情況建立更加標準的模塊。電力電子的標準化模塊和其他技術的模塊相比，具有非常優良的優勢，標準化系統的制定，可以讓模塊實現通用能力，提高模塊的拓展能力，讓借口變成標準化接口，可以提高傳輸的效率，實現不同系統之間的緊密聯系，讓相似系統可以實現良好交流，進而形成一個集成化的電力電子系統。在這個標準化的模塊當中，用戶可以根據自己的實際需求，對電力電子的子系統進行重新設計與組合，這也是電力電子系統集成化的服務內容之一，不僅可以實現用戶的實際需求，還可以從根本上提高生產效率。

將電力電子系統集成變得標準化還可以讓其應用在不同的工作場合，使其無限的拓展能力應用于所有場合，在滿足不同用戶的實際需求的同時讓結構變得更加合理，讓這套系統可以在特殊的環境下良好運行。大多數的電力電子系統都是使用變流電路，這種電路在使用的過程中具有特異性，不能對不同的信號進行識別，只能在規定的場合中使用，因此，沒有相關專利對其進行保護，我們可以在這個基礎上對電力電子系統進行研究，讓其特異性消失，進而優化現代電力電子系統。

在完善電力電子系統的時候我們要使用科學的方法對其進行優化，對線路進行分類和研究，通過數據計算出相應的標準，之后再分析這套系統所在的電壓范圍，對輸出的功率進行科學比較，在研究結束之后進行實際應用，通過分析應用情況了解系統的性能與耗能，通過不斷完善使其具有較強的普適性，讓它可以適應不同的生產環境與情況。

3.2 對系統進行科學集成

對電力電子實際應用的系統進行集成，就是讓人們根據電力電子系統集成的相關理論與設計規律設計更加智能化的電力電子系統。在標準模塊的集成結構之下，我們一定要設計開放的分層分級控制系統，開放式的結構可以讓控制變得更加標準化，而分級控制的方法可以讓電力電子系統集成變得更加方便，做好應用管理器與硬件管理器的標準接口控制，可以讓系統的功能變得更加強大。這種方法讓若干的標準模塊集成發展成為一個小系統，而這些小系統就可以形成一個龐大且全面的應用系統，在科學合理的設計之下，大功率的電力電子系統可以利用軟件編程的方式靈活操控各種標準模塊，讓我們可以在不必重新設計硬件的情況下，對整個電力的系統的功能進行修改，讓生產過程變得更加靈活，在提高效率的同時也節約不必要的資源浪費。

3.3 設計可靠的規劃發展目標

我們進行電力電子系統集成工作的目標就是對當前的電力電子行業現狀進行改變，讓相關技術可以適應當前時代發展的需要。利用系統集成，我們可以更加方便快捷地對電力電子系統進行實際操作，縮短復雜電力電子應用系統的設計研究時間，減少設計研究所用的成本，進而提高生產效率。我們發展的方向就是讓非專業的人員也可以使用基本模塊進行組裝，根據需求制作出一套智能化的電力電子應用系統，這種想法無疑是革命性的，讓電力電子系統從專業部門變成類似于個人計算機工業一樣的工業部門，從根本上推動生產自動化與智能化的變革，讓勞動密集與技術密集的生產現狀獲得徹底改變。

4.結語

隨著科學技術的不斷發展，電力電子系統已經獲得廣泛應用，電力電子系統的集成已經成為一種發展的必經階段。我們要在研究的過程中根據社會經濟的發展情況不斷調整技術，讓我國的工業發展規模得到擴大，提高生產效率，保障生產質量，在節約成本的同時也讓電力電子系統集成化的價值獲得體現。