高压变频调速技术应用现状-和发展趋势.pdf

徐甫荣高压变频调速技术应用现状与发展趋势陈辉明高压变频调速技术应用现状与发展趋势TheApplicationCurrentSituationsandDevelopmentTrendforHighVoltageVariableFrequencyVariableSpeedTechnology(国家电力公司热工研究院)  徐甫荣(深圳市微能科技有限公司) 陈辉明机、水泵、压缩机的装机总容量已超过2亿kW，年耗电量达徐甫荣（946-）8000亿kWh，占全国总用电量的40%左右。70%以上的风机、水男，970年毕业于西安交通大学泵、压缩机应调速运行，而至今仅有约5%左右调速运行。电机工程系发电厂电力网及电力若按风机、水泵和压缩机总装机容量的50%进行调速节能系统专业，原为国家电力公司热改造，则可改造容量达亿kW，其中40%为中高压电机，容量占工研究院自动化所教授级高工，60%。若按电机平均出力为60%，年运行4000小时，平均节电率主要从事火电厂热工自动化及交为20～30%（平均25%）计算，则年节电潜力为600亿kWh！整个直流调速拖动技术的研究工作，电机系统的节电潜力约为000亿kWh，改造和更新预计需投入现为深圳市微能科技公司高级技2000～3000亿元人民币。术顾问。根据国家节能计划，我国每年应节约和少用能源7000万吨标准煤，通过基本建设项目及技术改造措施，每年可形成约3000万吨标准煤的节能能力，而每形成一吨标准煤的节能能力需投资2000元（约为开发等量能源费用的三分之一），则每1 前 言年需节能投资600亿元，“十五”期间共需3000亿元人民币，“十一五”期间将更多。通常，我们把用来驱动kV以上交流电动机的中、大容量由于我国经济的高速发展，发电装机仍以高速发展。但电变频器称为高压变频器。按照国际惯例和我国国家标准，当供力运行的一些主要指标和装备指标与发达国家相比仍有很大差电电压大于或等于0kV时称高压，小于0kV时称中压。因此，距：我国火电机组的平均煤耗为400g/kWh，比发达国家高出约相应额定电压～0kV的变频器应分别称为中压变频器和高压70～00g/kWh；发达国家发电厂的厂用电率为3.7%～6%，而变频器。但考虑到在这一电压范围内的变频器有着共同的特我国的厂用电率为4.7%～0.5%，加之线损，我国送到用户的征，且我们习惯上也把额定电压为3kV或6kV的电动机称为“高电能要比发达国家多耗电9.5%，相当于22000MW装机容量，即压电机”，因此，为简化叙述起见，本文也称之为“高压变频22个百万大厂的年发电量。因此，我国的节能形势十分严峻！器”。截止2006年底，我国发电装机总容量已突破5亿kW，为2 变频调速技术的发展历史及现状5.08亿kW。其中火电装机约占80%，为4亿kW左右。全国年发电量已突破2万亿kWh。而我国的能源利用率却平均比发达国家低变频调速技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多20%左右！个学科领域。随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术全国电动机装机总容量已达4亿多kW，年耗电量达2000的发展，以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发亿kWh，占全国总用电量的60%，占工业用电量的80%；其中风展。交流变频调速传动克服了直流电机的缺点，发挥了交流电35今日自动化技术应用在中国综  述│SURVEYLECTURE机本身固有的优点（结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响一致性的主电路拓扑结构，而是限于功率器件的电压耐量和高应好等），并且很好地解决了交流电机调速性能先天不足的问压使用条件的矛盾，国内外各变频器生产厂商，采用不同的功题。交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果率器件和不同的主电路拓扑结构，以适应不同的电压等级和各以及在国民经济各领域的广泛适用性，而被公认为是一种最有种拖动设备的要求，因而在各项性能指标和适用范围上也各有前途的交流调速方式，代表了电气传动发展的主流方向。变频差异。调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量一般来讲，在高压供电而功率器件耐压能力有限的情况提供了至关重要的手段。变频调速理论已形成较为完整的科学下，可采用将功率器件串联的方法来解决。但是功率器件在串体系，成为一门相对独立的学科。联使用时，因为各器件的动态电阻和极间电容不同，而存在静20世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的一个全盛时态均压和动态均压问题。如果采用与器件并联R和Rc的均压措代。最初的交流变频调速理论诞生于20世纪20年代，直到60年施，会使电路复杂，损耗增加；同时，器件的串联对驱动电路代，由于电力电子器件的发展，才促进了变频调速技术的要求也大大提高，要尽量做到串联器件同时导通和关断，否向实用方向发展。70年代席卷工业发达国家的石油危机，则由于