电力电子技术无处不在、天生具有节能效果预计全球未来将有95％以上的电能要经过电力电子技术的处理后才能使用。电力电子行业涉及三个领域：电力电子元器件（上游）、电力电子装置（中游）、电力电子技术在各个行业的应用（下游）。应用电力电子技术改造传统设备，节电量将达500亿千瓦时，相当于全国总发电量的1/10。
电力电子技术的核心是电力电子元器件电力电子元器件的发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，以功率MOSFET和IGBT为代表的功率半导体器件的诞生，标志着传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。CCID预计电力电子器件的年平均增长速度超过20%。IGBT等新型电力电子器件的年平均增长率超过30%。
电力电子装置种类繁多、行业应用范围极广电力电子装置主要包括三大类产品：变频器、电能质量类产品以及电子电源产品。电力电子技术无论对改造传统工业（电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等），还是对新建高技术产业（航天、激光、通信、机器人等）和高效利用能源均至关重要。
电力电子技术在电力行业的应用涉及发电、输电、配电、用电等各个环节。市场容量巨大，且都处于行业快速成长的初期。
重点关注公司荣信股份、国电南自、许继电气、动力源、金自天正
一、电力电子技术的概念
电能的主要参数是电压、电流和频率。电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换及控制的一种现代技术，基本功能包括：整流（交流变成直流）、逆变（直流变成交流）、斩波（直流变成直流）、变频（改变供电频率）、开关和智能控制等。它使电网的工频电能最终转换成不同性质、不同用途的电能，以适应千变万化的用电装置的不同需要。
电力电子在国民经济中具有十分重要的地位。为了合理高效地利用电能，现在发达国家电能的75％要经过这种变换或控制后使用，预计21世纪将达到95％以上。目前我国经过变换或控制后使用的电能仅占30％，70％的电能仍采用传统的传输方式，远远达不到应用电力电子技术才能实现的效果。即使如此，按照目前的增长比例推算，到2010年我国将有25560万千瓦电能需要变换或控制（备注：到2010年末，我国电力需求将达到3.81亿千瓦时，发电装机总容量将达到8.52亿千瓦），可见电力电子技术在国内发展的潜力是十分巨大的。
电力电子技术是连接弱电和强电的桥梁，尽管电力电子行业属于输变电设备制造业的子行业，但电力电子技术的应用不局限于输变电设备制造业，从市场需求和产业链的角度，我们将电力电子行业概括为三个领域，一是电力电子元器件（上游），一个是电力电子装置（中游），再就是电力电子技术在各个行业的应用（下游）。据国外资料统计：电力电子元器件、电力电子应用装置、各行业应用市场需求比例是1：
3：57。2003年国际电力电子器件市场为105亿美元，支持着320亿美元的电力电子应用装置，牵动支撑着6000亿美元的应用市场。中国电器工业协会统计，2004年国内电力电子制造业产值和销售收入规模在20亿元以上，由于该数据统计的口径仅限于电力电子行业中部分国内制造企业，并且主要以元器件企业为主，因此，我们认为，实际规模远远大于此，假设国内电力电子元器件企业的销售收入规模为20亿元，那么按照上述比例推断，包括电力元器件、电力电子装置和行业应用在内的全部市场容量每年至少都在1000亿元以上。
二、电力电子技术的节能效果
电力电子技术天生具有节能的效果。应用电力电子技术改造传统设备，单台节电率平均可达20％左右。如在全国推广，节电量将达500亿千瓦时，相当于全国总发电量的1/10。
采用巨型晶体管（GTR）等功率集成器件的交流高效调速装置，可使风机和泵类设备调速运行的耗电量比传统的节流方式要少30％左右。我国现有风机和水泵2000多万台，总耗电量占全国发电量的30％以上，其中70％靠调节挡板或阀门变流量运行。
如有1/3改造为调速运行，即可节电150亿千瓦时。如果交流电力机车也采用变频调速，可节电近30亿千瓦时。
用栅极可关断晶闸管（GTO）开发的直流高效调速方式的载波调波装置，以取代电阻器，用于城市电车、工矿电机车和电瓶车调速运行，可节电20％左右。沈阳市改造了500辆无轨电车，年节电400多万千瓦时。如将GTO载波技术推广到全国，则可节电10～30亿千瓦时。
采用静电感应晶闸管（SITH）或功率MOS场效应晶体管（MOSFET开发的）、能可靠地工作于50kHz的高频镇流器替代工频电感镇流器，可节电20％以上；若用稀土三基色高效荧光灯和电感镇流器则可节电50％。我国照明用电占全国总发电量的8.0％以上，如能改造2/3，则可节电130亿千瓦时。采用MOSFET开发的逆变式电焊机，电工频交流和直流弧焊机节电30％～40％，省材3/4。改造1万台直流弧焊机则可节电1亿千瓦时。若使工频电炉高频化，则效率将由50％提高到70％以上。
采用不对称晶闸管（ASCR）或MOSFET、SITH，使中频电源高频化，不仅可提高电热转换效率，而且可扩大应用领域。我国正在运行的12000台标准高频电炉（以100千瓦为基准），由于高频振荡器仍沿用电子管，因此，整机效率只有50％左右。
若用静电感应晶体管（SIT）代替电子管，则效率可达80％左右（其中高频功率转换效率可达90％左右），微观节电30％～40％，宏观节电量达10亿千瓦时左右。
全国配电变压器若有70％配装无功补偿自控装置，则可节电100亿千瓦时。
若采用双向晶闸管（BSCR）开发大功率交流过零无触点开关，不但可大大降低用电设备的起停冲击能耗，并可延长设备的使用寿命。
三、电力电子元器件的发展
电力电子技术的核心是电力电子元器件技术。电力电子元器件的发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。
八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。今后，电力电子元器件技术将由半控型、全控型器件进入全新的智能型时代。其表现是，一方面原有各新型电力电子器件额定参数不断提高；另一方面电力电子技术与微电子技术进一步结合，使电力电子器件朝着大容量、智能化方向迅速发展。
1、整流器时代
大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，但是大约20%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解（有色金属和化工原料需要直流电解）、牵引（电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等）和直流传动（轧钢、造纸等）三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。
2、逆变器时代
七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管（GTR）
和门极可关断晶闸管（GT0）成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出，静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。
3、变频器时代
进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世，导致了中小功率电源向高频化发展，而后绝缘门极双极晶体管（IGBT）的出现，又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世，是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计，到1995年底，功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。
CCID研究认为，电力电子器件的年平均增长速度在20%附近，2005年市场容量超过200亿元。IGBT等新型电力电子器件的年平均增长率超过30%，较一般电力电子器件的年平均增长率高。2005年中国IGBT器件销量达到1.33亿只，和2004年相比增长44.0%；销售额达到23.0亿元，比2004年增长25.3%。IGBT为代表的新型功率器件对于技术要求较高，国内企业基本上没有生产能力，中国市场需求的新型电力电子半导体器件基本依靠进口。现阶段国内IGBT为代表的新型功率器件市场主要被欧美、日本企业所垄断。Semikron、EUPEC、三菱、Sanken、飞兆、富士、IR、东芝、IXYS、ST是国内IGBT市场中销售额位于前10位的企业。
四、电力电子装置及系统——电力电子技术在各行业的应用
电力电子装置主要包括三大类产品：变频器（也称“变频调速”）、电能质量类产品（含无功补偿SVC、高压直流输电HVDC、柔性交流输电FACTS等），以及电子电源产品。电力电子装置朝着高性能化、智能化、全数字控制、系统化和绿色华（无谐波公害）发展。
电力电子技术无论对改造传统工业（电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等），还是对新建高技术产业（航天、激光、通信、机器人等）和高效利用能源均至关重要。未来应用热点是变频调速、电力系统电力电子化、汽车电子、信息、办公自动化、家电用电力电子，牵引用（电力机车、城市轨道交通车）电力电子、新能源（太阳能、风能、燃料电池）逆变装置等（如下图所示）。
我们主要分析电力电子技术重点应用的几个领域，包括变频器、电子电源、电力系统应用等三大方面。
1、变频器——2000-3000亿元的市场总容量
变频器被称为“现代工业的维生素”，集微电子、电力电子和控制技术于一体，通过将固定频率的交流电源转换成电压可调、频率可调的交流电，实现对交流电机的无级调速。在节约电能，改善生产工艺、提高生产自动化水平等方面，具有突出的作用。变频器的种类可以按照电压、功率和负载类型来划分。以电压为标准，通常把低于690V的定为低压变频器市场，譬如220V和380V；高于这个等级的为中高压变频器市场，常见的电压等级有1,140V、2,300V、3,000/3,300V、4,160V、6,000/6,300/6,600V和10,000V。以功率为换分标准，变频器通常划分为<=7.5 KW、11-30 KW、37-90KW、>= 110KW四个功率段；如果以负载类型为标准，则划分为三类：一是提升负载，主要使用行业为电梯和起重，此类变频器需要适应频繁的起停和正反转、大启动转矩，由于是与人直接相关的作业，对可靠性有着非常高的要求。这些特点决定了提升负载是技术门槛最高的一个类别。二是机械负载，它是变频器市场最大的一块，占据市场的近一半。除了冶金（轧机等）和造纸采用较大功率变频器之外，主要运用于配套较小功率变频器的OEM市场，如纺织机械、包装机械等。机械负载对精度有较高的要求，同提升负载一样，多采用矢量型变频器。三是风机水泵类负载，这是最为常见的运用类型，负载较为简单，技术要求不高。因此，也可以把这块市场看作变频器的低端市场。
变频器的市场很大，在电力、机械、交通、纺织与化纤、建材、建筑、石油、化工、医疗、冶金、市政、造纸、食品饮料、烟草等行业以及公用工程(中央空调、供水、水处理、电梯等)中，变频器都在发挥着重要作用。2004年，工控网统计数据显示，中国变频器市场规模（供应商端销售额，不含税）为66.3亿元人民币、48.4万台、810万KW。工控网预计未来几年行业增长如下：
由于统计口径和统计方法的不同，中国机械研究院对高压变频器（6KV-10KV）市场需求的预测相对比较乐观，不含软启动装置，对2005年变频器（含中低压和高压）市场规模的分析结论与中国工控网大体一致，约为70亿元。
不管怎样，中国的变频器市场目前正处于一个高速增长的时期，是一个不争的事实。
在过去的几年内中国变频器市场保持着12％～15％的增长率（高压变频今后增长速度最快，预计超过50%），这个速度已经远远超过了近几年的GDP增长水平，而且至少在未来的5年内保持着10％以上的增长率。考虑到大约4～6％的价格下降，中国市场上变频器安装容量(功率)的增长实际上在20％左右。按照这样的发展速度和中国市场的需求计算，至少在10年以后市场才能饱和并逐渐成熟。
目前，国内生产厂家逐年增多、发展速度较快，尤其是沿海开放省市如广东、山东、上海、江苏等，较知名的厂家有安圣、森兰、惠丰等。另外，国外知名厂家纷纷来华合资、投资建厂，以降低成本，更优的价格供应国内市场，并已挤占相当的市场份额，如ABB、日立、台达等。国内企业与国外大公司在技术上相比，还有较大差距。国产变频器的档次低，主要是低压(400V)小容量(315kW以内)产品。而对功能先进(含矢量控制、直接转矩控制)、高电压(3000V以上)、大容量(1000kW以上)变频器，国内还处于研制阶段，未见成熟产品，尤其是高压大容量型，目前国内尚属空白。
而且，核心部件受制于人，国产机所需半导体功率器件的生产几乎是空白，不得不依靠进口。
2、电子电源——每年170亿元以上的市场需求
电源包括电子电源和化学物理电源，与电力电子技术应用相关的是电子电源。电子电源就是对公用电网或某种电能进行变换和控制，向各种用电负载提供优质电能的供电设备。
1）开关电源
程控交换站，计算机、电视、医疗设备、航天、航海舰艇及家电上，都广泛应用开关电源，开关电源最大的应用领域是在通信行业，美国开关电源中用于通信方面的占开关电源总量的35％。这些开关电源都采用高频化技术，使其体积重量大大减小，能耗和材料也大为降低。
通信开关电源大概每年至少50亿元的市场规模，其中，DC/DC变换器模块电源约占25%，AC/DC整流器约占75%。由于中国的通信事业投资比较集中，通信电源在开关电源总额中所占比例较大，根据业内人士推算（按通信电源占比50％计算），全国开关电源总额就达100亿元以上，这里不包括各种家用电器和电子仪器内部的开关电源。
目前全球开关电源市场超过120亿美元，年增长率约4%~6%，由于应用广泛，市场分散，全球供应商数量超过1,000家。大致格局是，中国台湾企业主导AC/DC电源市场，欧洲企业主导DC/DC转换器市场。若以应用划分，电盛兰达为代表的日本企业在工业电源市场占据领先。
2)不间断电源(UPS)
不间断电源（UPS）是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。UPS优点在于持续不间断、稳定；另外还起着交流、直流互相转换的作用。从功能上讲，UPS可以在市电出现异常时，有效地净化市电，还可以在市电突然中断时持续一定时间给电脑等设备供电，使工作人员从容应对。
现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件，电源的噪声得以降低，而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入，可以实现对UPS的智能化管理，进行远程维护和远程诊断。目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速，已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。
根据信息产业部计算机与微电子发展研究中心（CCID）统计（1998年以前数据）和赛迪顾问市场调查（2000年以后数据）显示，1998年到2003年，UPS年均销售86.1万台，年均销售额约22.43亿元人民币。赛迪顾问统计2006年UPS电源市场需求规模约为26亿元，市场需求结构情况如下图：
综上所述，仅开关电源、UPS每年的市场规模大约为130亿元。电源种类还有许多，如变频电源、电解电镀电源、焊接电源、感应加热电源、充电电源、霓虹灯和照明电源等。种类繁多，分布广泛。若把它们都计算在内，保守估计，电子电源的市场规模将在170亿元以上。
3、电力电子技术在电力系统中的应用——需求巨大、细分市场众多
电力系统是电力电子技术应用的最重要和最有潜力的市场领域之一。其典型应用有高压直流输电HVDC、灵活交流输电系统FACTS（包括静止电压补偿器、静止相位补偿器、功率流控制器等）、有源电力滤波器（APF）、蓄能电站用交流励磁系统等。
进入21世纪，我国电力建设规模更为巨大，在大规模进行电力建设的同时，还要大力推进以科技进步为中心的节能、节电、提高效益的电力技术改造工作。从用电角度来说，利用电力电子技术进行节能技术改造，提高用电效率；从发、输配电角度来说，必须利用电力电子技术提高发电效率和提高输配电质量。目前，电力电子技术在电能的发生、输送、分配和使用的全过程都得到了广泛而重要的应用，如表4所示。与其它应用领域相比，上述这些应用要求电力电子装置具有更高的电压、更大的功率容量和更高的可靠性。
1）发电系统
电力电子技术在发电环节的应用以改善发电机组等多种设备的运行特性为主，包括：
——大型发电机的静止励磁控制装置
励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置。励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。励磁系统包括励磁电源和励磁装置，其中励磁电源的主体是励磁机或励磁变压器；励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求，分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。励磁装置的使用，是当电力系统正常工作的情况下，维持同步发电机机端电压于一给定的水平上，同时，还具有强行增磁、减磁和灭磁功能。对于采用励磁变压器作为励磁电源的还具有整流功能。励磁装置可以单独提供，亦可作为发电设备配套供应。
静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。
目前中国水电励磁装置从制造厂家来看，首先是有多家外国制造商，如广州抽水蓄能电站引进阿尔斯通的励磁装置，隔河岩电站引进加拿大通用电气公司的励磁装置，马迹塘、五强溪电站引进奥地利伊林公司励磁装置，三峡水电站采用西门子的盛磁装置等等；也有引进技术的合作生产企业,如李家峡电站部分机组由东方电机厂与ABB合作完成；还有拥有自主知识产权的国营和民营科技企业，如国电公司南京自动化研究所、国电公司电力科学院、河北工业大学电工厂、华中理工大学等10多个单位都开发了数字式调节器。从水电励磁装置的技术状况来分，不论是原装进口，还是中国制造，都有与世界水平同步的高端数字化产品,也有老、小水电站至今还沿用着的模拟分立器件产品、磁放大器及磁场变阻器等励磁装置。机组状况不同,其励磁装置的技术水平也参差不齐。但是,从国内外生产厂家在中国水电站运行的各种励磁装置来年，虽然各有千秋，但技术特点还是基本相同的。
——水力、风力发电机的变速恒频
励磁水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组)，机组的最佳转速亦随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。
——发电厂风机、水泵的变频调速
发电厂的厂用电率平均为8%，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并有完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内不超过20个生产厂家，利德华福目前是高压变频行业的国内企业龙头，主要面临跨国公司的竞争，竞争对手包括ABB、西门子、Rockwell等。
统计数据显示：从2001年开始，电力行业的高压变频应用主要集中在引风机系统；在该专业设备的应用超过电力行业总体应用的42％，占有很高的比重。而且，呈现逐年递增的势态。高压变频在引风机上的应用开始向300MW以上机组，大功率、超大功率的产品应用方面发展。
透过近几年电力行业高压变频应用情况的统计分析，可以看出：在电力行业有诸多设备具有变频应用前景和空间。可进行变频改造的设备有16类之多，但是其中广泛推广、被众多用户所接受的还主要集中在引风机和凝结泵两类设备上。
业内人士分析，高压变频在电力行业的应用，具有鲜明的应用技术特征。在产品本身技术成熟的同时，其应用空间和前景有赖于系统成套应用技术的成熟和发展。高压大功率产品在引风机上的应用，则得益于变频调速技术在引风系统中的应用和完整解决方案等方面的成熟和被广泛认可。而在其它专业设备的应用方面，可以应用大功率产品却没有被广泛推广应用的原因，还主要是集中在系统成套应用技术的整体解决、系统安全性等方面，而不在是因为高压变频技术本身。也正是在专业设备应用方面的技术门槛，才使得众多用户和设备提供商望而却步。下表是一台300MW机组进行变频节能应用的典型配置情况。
——太阳能发电控制系统
开发利用无穷尽的洁净新能源———太阳能，是调整未来能源结构的一项重要战略措施。光伏控制器和逆变器是光伏发电系统中的关键部件，大功率太阳能发电，无论是独立系统还是并网系统，通常需要将不稳定的直流电转换为标准的交流电，所以具有最大功率跟踪功能的控制器和逆变器成为系统的核心。合肥阳光电源生产的光伏控制器和逆变器以最优的性价比占领了国内市场份额的70％，此项业务每年实现7000多万元的销售收入，我们推算现阶段整个市场需求规模每年1亿元多，但增长会相当快。
2）输电系统
——柔性交流输电技术（FACTS）
柔性的交流输电技术是上世纪八十年代后期出现的新技术，近年来在世界上发展迅速。柔性交流输电技术（FACTS）是指电力电子技术与现代控制技术结合，以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制，从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。传统的调节电力潮流的措施，如机械控制的移相器、带负荷调变压器抽头、开关投切电容和电感、固定串联补偿装置等，只能实现部分稳态潮流的调节功能，而且，由于机械开关动作时间长、响应慢，无法适应在暂态过程中快速柔性连续调节电力潮流、阻尼系统振荡的要求。因此，电网发展的需求促进了柔性交流输电这项新技术的发展和应用。
到目前，FACTS控制器已有数十种，按其安装位置可分为发电型、输电型和供电型3大类，已应用的FACTS控制器有静止无功补偿器(SVC)、静止调相机(STATCOM)、静止快速励磁器(PSS)、串联补偿器(SSSC)、统一潮流控制器（UPFC）、晶闸管控制串联电容器(TCSC)、晶闸管控制申联电抗器(TCSR)和可转换静止补偿器(CSC)等。
近年来，柔性交流输电技术已经在美国、日本、瑞典、巴西等国重要的超高压输电工程中得到应用（如表6）。但FACTS技术的应用还局限于个别工程，如果大规模应用FACTS装置，还要解决一些全局性的技术问题，例如：多个FACTS装置控制系统的协调配合问题，FACTS装置与已有的常规控制、继电保护的衔接问题，FACTS控制纳人现有的电网调度控制系统间题等等。随着电力电子器件的性能提高和造价降低，以电力电子器件为核心部件的FACTS装置的造价会降低，在不久的将来会比常规的输配电方案更具竞争力。
——高压直流输电技术（HVDC）
高压直流输电是将发电厂发出的交流电通过换流阀变成直流电，然后通过直流输电线路送至受电端再变成交流电，注入受端交流电网。
自1954年世界上第1条高压直流输电(HVDC)联络线投入商业运行以来, HVDC作为一项日趋成熟的技术得到了广泛应用。直流输电在技术方面有许多优点：(1)不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联；(2)限制短路电流；(3)没有电容充电电流；(4)节省线路走廊等等。按照输电功能，HVDC可分为3大类，即：远距离直流输电、背靠背直流输电和直流电缆输电，主要应用于以长距离大容量输电为目的的大区电网互联。
直流输电最核心的技术集中于换流站设备，换流站实现了直流输电工程中直流和交流相互能量转换，除在交流场具有交流变电站相同的设备外，还有以下特有设备：换流阀、控制保护系统、换流变压器、交流滤波器和无功补偿设备、直流滤波器、平波电抗器以及直流场设备，而换流阀是换流站中的核心设备，其主要功能是进行交直流转换，从最初的汞弧阀发展到现在的电控和光控晶闸管阀，换流阀单位容量在不断的增大。
高电压直流输电在我国已有葛洲坝－上海，天生桥－广州，三峡－常州等多个远距离高电压直流输电线路。目前已经建成的高压直流输电工程换流站采用的换流阀主要是ABB及SIEMENS公司的产品，国内具备制造换流阀能力的厂家只有许继集团与西安西电电力整流器有限责任公司，但关键的部件仍然需要从ABB或SIEMENS进口。
未来数年，直流输电项目将驶入快车道，年均有1～2项工程开工。根据国家西电东送和大区联网的战略规划，2020年前将建设20多条超高压或特高压直流输电线路和若干背靠背联网工程。截至2015年前，已纳入规划且投运工期已明朗的高压直流输电工程项目有10项（如下表）。
晶闸管用于高压直流输电已有很长的历史。近10多年来，可关断的晶闸管(GTO)、MOS控制的晶闸管(MCT)、绝缘门极双极性三极管( IGBT)等大功率电子器件的开断能力不断提高，新的大功率电力电子器件的研究开发和应用，将进一步改善新一代的直流输电性能、大幅度简化设备、减少换流站的占地、降低造价。
直流输电性能创新的典型例子是轻型直流输电系统(Light HVDC)，它采用GTO、IGBT等可关断的器件组成换流器，省去了换流变压器，整个换流站可以搬迁，可以使中型的直流输电工程在较短的输送距离也具有竞争力，从而使中等容量的输电在较短的输送距离也能与交流输电竞争。此外，由于采用可关断的电力电子器件,可以免除换相失败的风险，对受端系统的容量没有要求，故可用于向孤立小系统(海上石油平台、海岛)供电，今后还可用于城市配电系统，并用于接入燃料电池、光伏发电等分布式电源。我国的直流输电设备，目前与国外差距很大，但直流输电在我国电力工业中的应用已有一个良好的开端，随着直流输电工程的建设和大容量可控硅元件制造技术的引进，直流输电技术的进一步发展，经济性提高，直流输电在我国将有非常广阔的发展前景。
——静止无功补偿器(SVC)
SVC是用以晶闸管为基本元件的固态开关替代了电气开关，实现快速、频繁地以控制电抗器和电容器的方式改变输电系统的导纳。SVC可以有不同的回路结构，按控制的对象及控制的方式不同分别称之为晶闸管投切电容器(TSC)、晶闸管投切电抗器(TSR)或晶闸管控制电抗器(TCR)。
根据全国电压电流等级和频率标准化技术委员会及全国电力电子技术学会的统计，国内各主要应用领域对SVC产品未来几年的市场需求规模平均每年在30亿元以上，SVC在电力系统的应用占其整个市场应用的21.67%，但重要性远远在其他行业之上。
以瑞士ABB、德国SIEMENS、法国ALSTOM为代表的国外企业，目前在电力系统超大功率SVC技术上居领先优势，占领了90%以上国内电力系统市场份额。由于国外SVC产品造价昂贵，极大地限制了SVC在国内电力系统的推广应用，导致该领域市场潜力巨大但却处于需求抑制的状况，目前以荣信、电科院电力电子公司、西整公司为代表的国内企业正在积极开拓该部分市场。
3）配电系统
配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即用户电力(Custom Power简称CP)技术。CP技术和FACTS技术是快速发展的姊妹型新式电力电子技术。采用FACTS的核心是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力；发展CP的目的是在配电系统中加强供电的可靠性和提高供电质量。CP和FACTS的共同基础技术是电力电子技术，各自的控制器在结构和功能上也相同，其差别仅是额定电气值不同，目前二者已逐渐融合于一体，即所谓的DFACTS技术（国内有些研究机构，比如清华大学将电能质量、配网监测、无功补偿等技术综合在一起，统称为DSTATCOM技术）。
具有代表性的用户电力技术产品有:动态电压恢复器(DVR)，固态断路器(SSCB)，故障电流限制器(FCL)，统一电能质量调节器(PQC)等。
据国家发改委产业示范化项目相关负责人介绍，DSTATCOM市场总规模估计有500-1000亿元，年度市场规模约为20-40亿元，目前市场还处于起步阶段。国内主要的生产厂家是四方清能、银河科技、与清华大学合作的其它生产4 ~ 5家企业，国外企业主要是日本三菱公司。
|
