我国电力电子设备1998年科研生产情况分析

 我国电力电子设备1998年科研生产情况分析

西安电力电子技术研究所

1国内外电力电子设备的发展现状

　　近年来我国电力电子设备的性能和技术水平都有明显提高。牵引电源设备和电热冶金及电化学用设备的产量占很大的份额。数字化交，直流传动设备，静止无功补偿设备，高压静电除尘，电力回收，高压直流输电等设备相继研制成功。用IGBT器件研制的各种电源，目前已占据一定的市场。但与国外电力电子设备技术相比，国内电力电子设备技术平均落后国际发达国家水平十年左右，相当于国际80年代中期水平。

目前，国内电力电子设备主要是局限于利用硅整流管和硅晶闸管的整流电源，直流传动和晶闸管变频设备，而反映当代电力电子发展方向的高技术产品只处于研制，开发阶段。急需新型电力电子设备（如通用型交流电机变频调速设备）的一些大企业，只好高价进口。而且一些老产品如直流传动设备，大型整流电源等由于可靠性差，也被国外同类产品所替代。同时国产电力电子产品配套水平低，至今为止，国内还没有电力电子专用的电容、电感、电阻和变压器的配套生产。

电力电子设备的可靠运行，与国民经济的正常运转密切相关。从目前国外发展情况看，可靠性试验研究将趋于更全面化，可靠性技术手段将趋于更先进，国外已经引入计算机仿真技术进行试验模拟和失效分析；并应用其它学科最新的测试手段研究电力电子元器件和电力电子设备的可靠性。

　　国外电力电子设备的发展已趋于成熟，其数字化、模块化、系列化及标准化程度都很高，目前其技术发展主要是为提高产品的通讯能力和适用范围、工程应用的适用能力，并积极拓展应用领域和市场。

　　我国数字化产品开发得较为缓慢，产品技术水平不高，未形成标准化，缺少定型产品。而且现有的设备产品其体积都很庞大，技术含量较低，以后应加强开发一些高技术含量的产品，并在可靠性，体积和重量等方面多下工夫。

当前，电力电子技术的另一个发展动向是中、高压大功率变流技术和低压高效输出变流技术，电磁兼容（EMC）是电力电子技术的热点问题，由于该问题本身的特殊性及测量上的具体困难，目前对电力电子系统中电磁兼容的研究还处于起始阶段。

2电力电子设备的产量

2.11998年我国电力电子设备生产情况

　　1998年全行业30个电力电子设备生产厂共生产电力电子设备7365台，2984117.8千瓦。其中晶闸管设备25个系列6714台，1828887.3千瓦，占本年度设备总产量的61.29％；整流管设备12个系列651台，1155230.5千瓦，占设备总产量的38.71％。

2.2各系列产品的产量情况

　　1998年各系列电力电子设备产品的产量顺序列于表1，共生产设备产品27类37个系列。产量最大的是牵引电源设备，为1304768.0千瓦，占设备总产量的43.72％；电热冶金和电化用设备产量退居第二，1170344.9千瓦，占设备总产量的39.22％；静止无功补偿设备产量跃居第三，160120.0千瓦，占设备总产量的5.37％；交流电机调速居第四位，101910.0千瓦，占总产量的3.42％，其他电源设备产量退居第五位，54227.5千瓦，占设备总产量的1.82％。

3分析和预测

3.11998年我国电力电子设备生产情况的分析

　　表2为1998年与1997年各系列设备产品产量比较表，详细比较了两年间各系列设备增、减产情况。从总的情况来看，1998年设备产品产量增产了124.2万千瓦，增产70.0％。

　　各系列产品产量增产最多的是牵引电源，产量为130.48万千瓦，增产约121.6万千瓦。减产最多的是电热冶金和电化用设备，减产14.56万千瓦。

　　另外，增加了两种新型电力电子设备，即高压直流输电和高频电源，产量分别为1037千瓦及405千瓦。

3.2今后2～3年内我国电力电子设备的产量及市

场动态预测

我国电力电子设备1998年科研生产情况分析

表11998年电力电子设备大类产品产量统计表

序号

　

整流设备

晶闸管设备

合计

占总产量的％

台

千瓦

台

千瓦

台

千瓦

1

牵引电源

20

25601.0

295

1279167.0

315

1304768.0

43.72

2

电热冶金和电化学用

117

1078914.3

38

91430.6

155

1170344.9

39.22

3

静止无功补偿

　

　

7

160120.0

7

160120.0

5.37

4

交流电机调速

　

　

3020

101910.0

3020

101910.0

3.42

5

其他电源

28

27443.0

568

26784.5

596

54227.5

1.82

6

交流电力控制器

　

　

483

37042.0

483

37042.0

1.24

7

电机励磁用

17

16350.0

115

20317.0

132

36667.0

1.23

8

中频电源

　

　

710

36580.0

710

36580.0

1.23

9

直流传动

2

400.0

642

35794.0

644

36194.0

1.21

10

串级调速电源

　

　

55

9610.0

55

9610.0

0.32

11

高压整流电源

58

174.0

168

8500.0

226

8674.0

0.29

12

电镀电源

159

2314.0

99

2449.6

258

4863.0

0.16

13

浮充电源

　

　

101

4371.3

101

4371.3

0.15

14

一般工业用

37

1368.1

60

2502.6

97

3870.7

0.13

15

软起动器

　

　

65

3850.6

65

3850.6

0.13

16

特殊用途

14

271.0

27

3024.0

41

3295.0

0.11

17

充电电源

162

1225.9

81

959.0

243

2185.1

0.07

18

镉镍电池电源

　

　

78

1280.0

78

1280.0

0.04

19

高压直流输电

　

　

5

1037.0

5

1037.0

0.03

20

合闸电源

31

1009.1

　

　

31

1009.1

0.03

21

电加工用电源

　

　

10

669.0

10

669.0

0.02

22

矿用防爆充电电源

　

　

10

600.0

10

600.0

0.02

23

高频电源

　

　

27

405.0

27

405.0

0.01

24

电影放映用电源

　

　

8

174.0

8

174.0

0.02

25

不间断电源

　

　

37

167.0

37

167.0

26

弧焊整流器

6

160.0

　

　

6

160.0

27

快速充电电源

　

　

5

143.0

5

143.0

　

总计

651

1155230.5

6714

1828887.3

7365

2984117.8

100.00

　

占总产量的％

38.71

61.29

100.00

　

产品系列

大类产品

　　1998年我国电力电子设备产量为2984117.8千瓦，比1997年的1742031.5千瓦增产1242086.3千瓦，增产71.3％。总的来说，1998年电力电子设备产销状况良好。其特点是设备的性能和技术水平都有明显提高。全数字交、直流调速设备、智能控制电化整流设备、静止无功补偿设备、高压静电除尘设备及电力回收设备等已步入应用。高压直流输电、高频电源等新型设备已开始生产。IGBT器件已广泛地用于脉宽调制直流开关等各种电源。由此可见，98年我国电力电子设备的科研和生产也取得了很大的发展。在目前国企改革、许多情况不太稳定的情况下，能取得如此成就，很不容易。可以相信，随着企业机制的进一步完善和电力电子技术的发展，我国电力电子设备的产量会稳步增大。

　　结合当前我国的情况，今后2～3年内电力电子设备的发展和市场动态可预测如下：

（1）交、直流传动设备

交、直流传动设备在我国已发展成为比较成熟的产品，目前正向数字化方向发展。据有关调查，我国数字化交、直流传动设备市场分别有（60～70）％、40％的份额被国外几家公司（如FUJI，ABB，SIEMEMS）所占有。中国直流传动与交流传动市场需求之比为6：4，2000年预计为5：5～4：6。因此，1998～2000年国内年平均需求在12～18亿元以上。

（2）交流变频调速设备

交流变频调速设备具有节能降耗，使用方便等特点，目前，中、小容量（200kVA以下）的设备，绝大部分为进口。因而这种设备发展较快，其市场增长速度超过20％。

（3）机车牵引设备

机车牵引设备作为电气机车和内燃机车的专用设备，在今后几年将有很大的需求量。特别是地铁、无轨电车、车站与机场的电动车及未来的磁悬浮列车等运输工具的风行，会带动高效、节能、减少大气污染等方面牵引调速传动设备的研究与开发，将成为电力电子设备一个新的增长点。

（4）开关电源设备

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No.1·2.Jan.2000

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通讯电源、工业电源、照明以及家用电器等各种开关电源年需求量约为50万千瓦，到2000年需求量为150万千瓦。特别是计算机全面实现了开关电源化，将率先完成计算机电源的换代。

表21998年电力电子设备大类产品产量与上年比较

序号

　

1998年产量（千瓦）

1997年产量（千瓦）

1998年增产或减产（千瓦）

1

牵引电源

1304768.0

88773.5

1215994.5

2

电热冶金和电化学用

1170344.9

1316016.8

－145671.9

3

静止无功补偿

160120.0

16200.0

143920.0

4

交流电机调速

101910.0

621.5

101288.5

5

其他电源

54227.5

58000.7

－3773.2

6

交流电力控制器

37042.0

53557.3

－16515.3

7

电机励磁用

36667.0

38664.6

－1997.6

8

中频电源

36580.0

31692.0

4888.0

9

直流传动

36194.0

61302.3

－25108.3

10

串级调速电源

9610.0

420.0

9190.0

11

高压整流电源

8674.0

8700.4

－26.4

12

电镀电源

4763.6

14921.1

－10157.5

13

浮充电源

4371.3

6128.6

－1757.3

14

一般工业用

3870.7

11129.7

－7259.0

15

软起动器

3850.6

3487.0

363.6

16

特殊用途

3295.0

6222.5

－2927.5

17

充电电源

2185.1

12488.6

－10303.5

18

镉镍电池电源

1280.0

2549.3

－1269.3

19

高压直流输电

1037.0

0.0

1037.0

20

合闸电源

1009.1

1675.4

－666.3

21

电加工用电源

669.0

2400.0

－1731.0

22

矿用防爆充电电源

600.0

0.0

600.0

23

高频电源

405.0

0.0

405.0

24

电影放映用电源

174.0

259.0

－85.0

25

不间断电源

167.0

1576.0

－1409.0

26

弧焊整流器

160.0

5219.4

－5059.4

27

快速充电电源

143.0

25.8

117.2

　

合计

2984117.8

1742031.5

1242086.3

产品系列

项别（5）弧焊高频逆变电源

弧焊高频逆变电源近来将得到很大发展，国外产品在国内销售已超过万台。估计2～3年内，将有20～30万台老式直流弧焊机被替代，每年将有若干万台新焊机服役。

（6）静止无功补偿设备（SVC）

静止无功补偿设备可有效防止谐波对电网的污染和电压波动，改善电网供电质量，在电网环境保护方面起到积极作用，有很大的发展前途。

（7）消费类产品小容量电力电子设备

消费类产品小容量电力电子设备，如电子节能灯用电子镇流器、稀土荧光灯、高压放电灯（HID）和无灯丝灯及汽车用电子调节器、空调、冰箱用逆变器等将是电力电子产品的一个新的广阔市场，今后将有较大的需求量。

（8）环保用电力电子设备

环保用电力电子设备，如电力回收设备、绿色照明及高压静电除尘等，已获得了显著的经济效益。目前已经有人提出绿色电脑和绿色电源，新一代的绿色电力电子产品正在迅速地发展。

目前，电子镇流器是电力电子高频化应用中的一个典型产品，许多电力电子新技术——功率因校正（PFC）、谐波抑制、零电压开关、多重保护等都可以在高性能的电子镇流器中得到应用而提高其可靠性和改善运行参数。

从整个电力电子行业来看，电力电子产品是向着高新技术产品方向发展，目前部分电力电子产品如电子镇流器、通信电源设备与国外电力电子产品形成激烈的竞争。国外产品的价格比国内低，国内产品问题的关键仍然是“可靠性”，谁解决了“可靠性”，谁就占领市场。特别是入关以后，一方面对国内部分电力电子产品如汽车整流器，模块套件，电化学及通信电源设备等产品的出口有积极的促进作用，但同时又给民族工业带来更大的冲击。

　　在经济体制深入改革的过程中，电力电子行业与其它行业一样，也面临各种各样困难和问题，这是不可避免的。随着经济体制改革的进一步深入和完善，这些问题会逐步得到解决。

当前，由于环境、能源、社会高效化等要求，电力电子产品正向高性能化、智能化、数字化、系统化及绿色化方向发展。在电力电子产品指标中，高可靠性居第一位，其次是电磁兼容（EMC）、功率因数校正（PFC）、效率、体积和重量等指标，这也是我国电力电子产品能否参与国际竞争的重要因素。因而，提高我国电力电子行业技术、生产队伍的科技水平和素质便显得非常重要。

从国内、外市场及各行各业对电力电子技术、产品的需求来看，目前电力电子行业仍存在很好的机遇，对每个企业来说，都面临着严峻的挑战与考验。可以相信，通过这场竞争，会使我国电力电子技术和产品有很大的提高，缩短与国外电力电子产品的差距。展望未来，电力电子行业的前途是远大的，我们应该充满信心，为中国电力电子行业的发展及其与其它行业的协作做出贡献。