高压大功率变频器在我国市场的发展

    二十一世纪的第二年，我国迎来了加入WTO的第一个年度，如何快速、稳定、持续的发展我国的国民经济和提高各行业的技术、管理水平，是我们面临的重大机遇和挑战。高压大功率变频器及其相关衍生产品是电力电子行业中尚未最后成功地解决的一个难题，也是近年来全世界范围内该行业中竞相关注的一道热点，它不仅涉及大功率交流电动机的各类负载的调速和节能，也与其它一些关系国计民生的重点行业的技术发展与进步息息相关。

　　一、高压大功率变频器在我国的发展过程

　　变频技术的发展始终与电力电子元器件的发展密不可分，从大功率二极管到可控硅器件，再从IGBT到IGCT，每一次元器件的飞跃都会带动变频器技术的发展。八十年代早期，美国RCA公司和GE公司推出新的IGBT元器件之后，就在低压变频领域产生了一次变革。从日本三垦公司1988年第一台低压变频器进入中国后，上世纪九十年代初，中国企业才开始认识变频器的作用并尝试使用。当时的年销售量仅在3,000-4,000万元人民币，而且几乎全部是国外品牌。经过近十余年的推广和使用，低压变频器已得到广大企业用户的认可并显示出它有效的节能效果，品牌也从单一的国外品牌发展到了70余个品牌 （其中国产占到40％左右），市场总量也已达到2000年的约40亿元人民币。我们可以借鉴低压变频器的市场发展情况,来预测高压变频器市场的发展。

　　大功率高压变频器由于其技术的复杂性和高昂的采购价格，从八十年代开始，我国某些行业在必需的前提下，从国外进口了少量的该类装置（含采用GTO器件制造的）比如：冶金系统使用高压变频器的历史较长，78年宝山钢铁公司在设计时，就考虑采用了交-交方式的大功率高压变频器；河北迁西潘家口水库（为天津供水）88年从欧洲BBC公司（ABB合并前三公司之一）进口一套60,000KW的高压变频装置，采用一拖三方式，为三台水轮发电机组并网实现变频启动送电，据说同为60,000KW的变频器在三峡葛洲坝水库还有一台。但真正在全国各行业中的大功率风机、水泵上使用变频调速装置仍远没有普及，为了满足工艺工况和节能的迫切需要，许多企业采取了例如：液力藕合，串极调速等其它调速方式。同时，随着通用变频器市场的不断扩大和发展，企业用户越来越需要一种性能优越，质量可靠，价格合理的高压变频调速装置。应对这种情况，不仅国外产品纷纷抢滩中国市场，国内一些企业也早在93年就开始进行这类产品的开发和研制，经过近十年的努力，技术上逐渐缩短了与国外品牌间的距离，初步形成产业规模，产品业已进入国内市场（产品制造工艺、品牌知名度还有待提高）。

　　目前，大功率高压变频器的使用范围基本上覆盖了我国各主要行业，如：电力、市政供水、冶金、石油、化工、采矿、煤炭、造纸、建材等。产品电压等级包括3KV、6KV和10KV以及油田专用潜油电泵使用的1,600V-2,400V产品。基本可拖动风机、水泵、压缩机等各类负载。进入市场的主要国外产品有：西门子，ABB，罗宾康，AB，东芝，富士，安塞尔多等，国内品牌有：先行，凯奇，利德华福，天宠，佳灵等。据有关行业协会统计：1999—2000年全国高压变频器的市场销售额在1.5—1.8亿元之间，2001年预计在2.5亿左右。与潜在的巨大市场相比，仍处在启动和增长期，还需要政府，企业用户，制造厂商，行业各方面共同推动。

　　二、 市场发展前景和特点

　　国民经济的快速发展和其它行业的技术进步迫切要求交流变频技术的快速提升，反之交流变频技术的不断进步也会给人们生活带来重大的变化。同为电子技术的电力电子技术的发展近几年来相对落后于通信传输电子技术的发展，但随着通信业市场的逐渐饱和和增长趋缓，未来几年里以电力电子技术的相关瓶颈突破为契机，特别是结合了传统的电力技术、传动技术、光机电一体化技术和现代的通信互联网技术、绿色节能环保技术，它将会显示出巨大的技术发展前景和市场直接需求量。特别是随着我国第十个五年计划的展开，以及一些如三峡、二滩等大型国家重点工程在这一期间的完工或部分完工，以及西气东送、南水北调等大型项目的展开，新技术新产品必将在这些工程中得到应用。而在这些项目中一个成熟的高压变频技术是工程设计人员必然要考虑采用的。以西气东送为例，不仅在近5,000公里的主要管道可考虑用压缩机调节气压的范围，而且下游用气的各大中小城市的分支管网也要考虑用压缩机来进行气量气压的调节，而此类压缩机是通过高压交流电机来进行拖动的，用变频器调节电机的转速恰恰可以调节压缩机进而调节气量管网的压力，进而不仅可以大大改善整个管网系统的工况，而且节省能源。同样在南水北调的工程上，高压变频器也可以发挥出更重要的作用。

　　据国家≤电动机调速技术产业化途径与对策的研究≥的报告，我国发电总量的66%消耗在电动机上，截止到1999年底，我国具有各类风机约780万台，水泵4.000万台，空压机560万台，这些装置又占去了电机耗电的一半以上。据统计：低压电机（690V以下）的数量是高压的几十倍，但所消耗的电能仅为高压的八分之一左右。截止到1999年底，我国3KV以上高压电机的总容量是1.44亿KW，每年以500-600万KW的速度在增长，我们不妨设想一下，如果这其中的三分之一电机（35％）需要调速，今后十年，2.10亿KW X 35％=0.74亿KW，若按照我们目前平均1500元/KW的价格计算，未来10年的市场总额大致应在1500X0.74亿KW=1100亿，考虑价格等其他因素实际总额在800-900亿之间。年平均数应在80—90亿元之间，当然这是在市场稳定之后的年平均市场容量。

　　从目前高压变频器的一般使用情况来看，平均节电可达30%，因而，无论是在新建项目中，还是在技改项目中，高压变频系统的投入和使用，是非常有效的节能手段，若在政府有关部门和相关行业的支持下，每年有计划的改造500-600万KW的低效风机、水泵，平均年投入70-80亿元人民币， 当年即可产生直接节电效益约为50-60亿元，占投资额的70%，而该类设备的使用期限至少为15年，长期经济效益十分明显。若坚持不懈地十余年的改造，不仅可以大大提高我国这一行业的技术水平和发展，而且每年为国家节约数百亿元人民币的用电损耗，有关专家估计：整体节能效果可为国家在今后十年内减少15-20个30万KW燃煤发