电力电子与新能源发电

三年前，巨晨同学拿着自动化专业录取通知书，踏入大学校门。当时对前途十分渺茫。三年后，即将升入大四年级，未来已经不再遥远。他必须做出选择。考研？面前摆着两本绿皮高等数学教材，不由得摇了摇头。思来想去，还是找别人意见参考下。给母亲挂了电话，母亲竟然惊奇地问：“你为何不去找你大哥呢？他似乎在做新能源发电。”和大哥沟通后，大哥建议他先了解电力电子本身。

打开搜索软件，搜索电力电子。一篇篇文章出现在眼前。巨晨习惯知道一件事物发展历史。

“电力电子技术电力电子学（Power Electronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。1974年，美国的W.Newell用一个倒三角形对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。这一观点被全世界普遍接受。“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。”

巨晨记得，电力电子老师在上课时，特意强调过电力电子技术的先进性，并和模拟电路，数字电路比较。教材上讲解电力电子技术时，首先举了一个降压斩波电路的例子，这电路使用了一个他以前未曾见过的元件——晶闸管。事实上，晶闸管的出现，标志着电力电子技术正式出现。大功率硅整流管和晶闸管投入使用之后，电力电子技术在整流方面取得巨大优势，快速发展。八十年代，技术允许制造超大规模集成电路，IGBT与MOSFET使电力电子技术迈入现代化。现代电力电子技术也广泛应用于新能源发电领域。

巨晨的大哥也是自动化专业毕业。说起来，巨晨选择这个专业，或多或少受到大哥的影响。

新能源发电现在被国家扶持。在人类意识到化石能源的污染性和不可再生性后，发展新能源发电势在必行。

“你列举几个新能源发电的例子？”大哥在微信敲字，反问巨晨。

“这个简单，高中就学过了。有风力发电，太阳能发电，生物质发电等等。”

“那你知道，你说的这几个发电方式有什么优点吗？如果没有显著优点，人类可不会选择它们。”

“我查过。新能源发电可以减少化石燃料使用，减少污染。新能源发电根据具体发电方式，选址较为容易。而且因为发电体量小，维护成本也少。”

“你说的很有道理。那新能源发电的缺点？你查过吗？”

从小到大，新能源发电都是作为正面例子出现。巨晨思考了一下，真的没人和他说过新能源发电的缺点。

“哈哈哈。弟弟，你要明白一件事。了解一件事，必须要从正反两面同时研究。只追求正面而忽视反面，技术就会畸形。一旦积重难返，会引发社会灾难。”

“啊？新能源发电会引起社会灾难吗？”

“我从在专业角度说吧。风力发电，太阳能发电等等，说到底是依靠自然资源。但是你不能保证任何时候都有风，也不能保证任何时候风的大小都相同。所以，新能管发电具有间歇性。而电力供应最基本要求便是稳定性。另一点，太阳能发电和风力发电能量密度低，所以有可能导致占地面积大。”

“啊？那怎么可以解决这个问题啊？”

“这时候就要进入正题——电力电子技术了。我是做风力发电的。风力发电需要用到变速恒频控制。”

“变速恒频变桨距调节系统DFIG在内部配置双馈感应电机，加载多级同步电机，利用电力电子变换器调节频率。这样可以使风力发电机产生稳定频率电流。”

“因为供电不稳定。很多电站会把输出设定为有功功率模式，保证有功功率的稳定输出。这时无功功率调节十分重要。我们用的技术是SVC无功补偿。传统技术容易导致电压崩溃，SVC技术通过控制晶闸管导通与关断实现对电抗器和电容器的投切，灵活调节无功功率。”

“电力电子技术就是现代化的技术。有了它，我相信我们未来生活会越来越好。”这是巨晨同学大哥的最后一句话，好像一篇文章的结尾一样。

作为整流，斩波等等功能应用在其余领域只是电力电子技术一部分。电力电子技术还可以用于制造电子元件。电力电子器件在其余领域也应用广泛。

巨晨同学下决心，以后向电力电子方向发展。人的未来有止境，而科学技术发展和更迭永无止境。我们在享受电力电子技术对生活的改善时，也要稍微了解这幕后的功臣，得到科学的乐趣。