【正文】 結(jié)合的辦法。鉛－酸電池與鋰離子電池（如36V，10AH）相比，前者重12kg。電動(dòng)汽車的發(fā)展又是電力電子未來的潛在大市場(chǎng)。首先是高能量密度的清潔電池的突破。比較有希望的是燃料電池，它的起動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行都要用電力電子產(chǎn)品與之配套。其牽引系統(tǒng)方案中令人最感興趣、并已有工業(yè)應(yīng)用前景的，要屬安裝在四個(gè)車輪中的外轉(zhuǎn)子盤式永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)了。這種電機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、高性能控制調(diào)速傳動(dòng)，以及四臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，將為電動(dòng)汽車的舒適運(yùn)行，零半徑轉(zhuǎn)彎提供技術(shù)保證。今后十年將是電動(dòng)汽車實(shí)用化發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，電力電子產(chǎn)業(yè)可以也應(yīng)該為此做出相應(yīng)的研究開發(fā)工作，積極迎接這個(gè)龐大市場(chǎng)的到來。20世紀(jì)的后二十年，電力系統(tǒng)中采用高壓直流遠(yuǎn)距離輸電顯示了很大的優(yōu)越性。葛洲壩－上海的120萬kW、177。500kV輸電線路正常運(yùn)行了十多年。今后十年三峽電站和紅水河等西部水電站的西電東輸工程，高壓直流輸電將陸續(xù)建成。這都是數(shù)百萬kW級(jí)的國(guó)家工程。采用直流輸配電系統(tǒng)具有功率因數(shù)高（沒有無功問題）、電網(wǎng)污染小、節(jié)電等優(yōu)點(diǎn)。這種技術(shù)有可能在今后十年推廣到中電壓（1kV左右）直流輸電范圍來。在石油、礦山、電力等部門企業(yè)中，用電負(fù)載散布在相距幾十、上百公里的范圍，不可能也不值得在各應(yīng)用點(diǎn)設(shè)大量降壓變電站，從總發(fā)電站或總變電站送出的工頻三相380V標(biāo)準(zhǔn)電力有很大線損，而且沿輸電線的偷電現(xiàn)象十分嚴(yán)重?，F(xiàn)在已經(jīng)完成了一項(xiàng)在石油油田中采用中壓直流輸電的改造工程。變電站里設(shè)置一臺(tái)容量較大的整流器，送出1kV直流電；在負(fù)載側(cè)首先安裝斬波器，把輸入電壓靈活地穩(wěn)定到與三相380V交流系統(tǒng)適應(yīng)的直流值；然后接逆變器，把該穩(wěn)壓直流電逆變成工頻標(biāo)準(zhǔn)電壓，以交流三相380V供給抽油機(jī)等需要調(diào)速的正常負(fù)載節(jié)能運(yùn)行。這樣，把大量的“交－直－交”變頻調(diào)速器展開了：把“交－直”整流部分集中到主變電站，而把“直－交”逆變部分分布在各用電點(diǎn)。既節(jié)約了電能，又防止了偷電。隨著電力電子應(yīng)用的推廣，許多工業(yè)設(shè)備和家用電器中都采用“交－直－交”變換，這在交流供電系統(tǒng)中是不可避免的。如果逐步采用直流供電，充分發(fā)揮逆變器和斬波器的作用，來高效率地供給各種交、直流負(fù)載。這樣的社會(huì)供電系統(tǒng)，也許會(huì)帶來更安全、更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。這當(dāng)然是一種暢想，但在未來十年中，會(huì)在某些行業(yè)中先行，再逐步推廣。[6現(xiàn)代燃油汽車（特別是轎車）中，電氣負(fù)載越來越多：包括起動(dòng)電機(jī)在內(nèi)的各種電動(dòng)機(jī)達(dá)30－70個(gè)、多個(gè)電磁閥、車內(nèi)外照明與儀表顯示、水泵、風(fēng)扇、冷暖空調(diào)電器和各種車用電子裝備，其功率將從2kW/臺(tái)增加到10kW/臺(tái)。這樣，采用12V蓄電池供電系統(tǒng)（汽車發(fā)電機(jī)為14V端壓）的線損太大了。同時(shí)考慮到供電電壓對(duì)人體的安全保證，1994年開始提出把汽車供電系統(tǒng)的電壓提高到36V蓄電池，汽車發(fā)電機(jī)端壓為42V的動(dòng)議，現(xiàn)已為美歐汽車行業(yè)接受，首先在3升以上排量的豪華轎車中推行，再逐步擴(kuò)展到所有轎車和其他汽車。這種系統(tǒng)中采用60V級(jí)功率MOSFET當(dāng)作無觸發(fā)繼電器，控制門、窗的開關(guān)，座椅的傾斜與復(fù)位等，約裝有100多只。在新增加的汽車電子和汽車電器中堅(jiān)持推行36V額定電壓，對(duì)老的12V電器與電子設(shè)備則采用42V/14V的DC－DC變換器供電。汽車行業(yè)的這項(xiàng)決策無疑給電力電子產(chǎn)業(yè)帶來了極大的商機(jī)。在未來十年中，這項(xiàng)過渡即將實(shí)現(xiàn)。國(guó)際汽車電子界的這場(chǎng)戰(zhàn)略變化的舉動(dòng)應(yīng)該引起國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)和電力電子行業(yè)的關(guān)注與投入。、風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用在跨世紀(jì)的前后各十年中，我國(guó)正在大力建設(shè)以三峽水電站為核心的水力發(fā)電設(shè)施。同時(shí)與國(guó)際同步正在研發(fā)、推廣風(fēng)力發(fā)電等可重復(fù)的綠色發(fā)電裝置。水量與風(fēng)速的大范圍變化使這兩種發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定（以保證發(fā)電頻率固定）帶來很大困難。水力發(fā)電可以在一定的流速變化范圍內(nèi)靠調(diào)節(jié)器控制其轉(zhuǎn)速恒定，但超出這個(gè)范圍，特別是枯水期，即使還可以發(fā)電，但因頻率失衡也只好停車檢修了。而風(fēng)力發(fā)電則不得不放棄性能、效率更好的同步發(fā)電機(jī)，而采用在線異步發(fā)電機(jī)來適應(yīng)風(fēng)速變化而頻率不變的要求，其代價(jià)是犧牲高效率和較低速度時(shí)的風(fēng)力資源。在原動(dòng)力速度變化較大的發(fā)電場(chǎng)合，如果把傳統(tǒng)的直流勵(lì)磁改成超低頻可變頻交流勵(lì)磁，用勵(lì)磁頻率的變化來彌補(bǔ)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的非穩(wěn)定變化，就有可能在河水枯水期使水力發(fā)電機(jī)繼續(xù)發(fā)電；使風(fēng)力發(fā)電機(jī)回歸到選擇同步機(jī)，在各種變化的風(fēng)速下輸出恒定電頻率的電能。這給電力電子技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。電是一種十分特殊的商品，市電供應(yīng)的交流電是無法儲(chǔ)存的。這使用電量的變化無法實(shí)現(xiàn)峰谷調(diào)劑，即不能用晚上富余的發(fā)電來補(bǔ)充白天用電超容量的需要。發(fā)電裝機(jī)能力必須按最大負(fù)荷準(zhǔn)備，但所裝發(fā)電機(jī)的實(shí)際平均利用率卻比較低。儲(chǔ)能發(fā)電站的構(gòu)思是不錯(cuò)的：白天水庫放水發(fā)電，支援用電高峰；晚上到用電谷期用富余的網(wǎng)電把該發(fā)電機(jī)作水泵電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，把落到下游的水抽上去，增加水庫的庫容，以增加第二天白天的發(fā)電量。但這種系統(tǒng)的效率很低。利用電力電子技術(shù)，把晚間的交流電整流為直流電，儲(chǔ)存到蓄電池和大電容器的并聯(lián)組合中。當(dāng)白天需要用電時(shí)，再利用電力電子技術(shù)，把夜里儲(chǔ)存起來的直流電再逆變?yōu)榭捎玫慕涣麟姡踔镣娋W(wǎng)并聯(lián)使用。這樣的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率比較高。美國(guó)在20世紀(jì)90年代就開始研究開發(fā)超導(dǎo)線圈儲(chǔ)能的可行性。超導(dǎo)線圈可以在超導(dǎo)溫度下流過極高電流密度的大電流而不消耗電能，是儲(chǔ)存電能的好方法。如何把晚間電網(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)換成低電壓大電流的直流電送進(jìn)儲(chǔ)能超導(dǎo)線圈，白天又如何把超導(dǎo)線圈中的直流大電流取出來，使之轉(zhuǎn)換成普通交流電還進(jìn)電網(wǎng)，都是電力電子范圍內(nèi)的新課題。在21世紀(jì)能源緊缺的世界上，這種以谷補(bǔ)峰的合理用電措施必將普及推廣。但所有這些辦法只有在政策上采取用電峰谷差異電價(jià)才可能實(shí)行。而且峰谷電價(jià)應(yīng)相差4倍以上才能使用戶有積極性使用，以彌補(bǔ)購(gòu)置儲(chǔ)能設(shè)備的費(fèi)用。要推廣這種儲(chǔ)能設(shè)備，給電力電子又打開了一個(gè)應(yīng)用空間。進(jìn)入21世紀(jì)以來，作為強(qiáng)電－弱電接口、推進(jìn)現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)關(guān)鍵的電力電子正方興未艾地在世界上發(fā)展。今后十年是中國(guó)社會(huì)從小康走向初步富裕的重要時(shí)期，作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，發(fā)展電力電子正是完成工業(yè)化、推廣信息化的重大舉措。我們將看到今后十年有關(guān)電力電子的新思想、新理論、新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品、新應(yīng)用將在政產(chǎn)學(xué)研各界的共同努力下，不斷涌現(xiàn)，為持續(xù)造福于人民做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。10 / 10