柔性电网柔性变电站的发展

在电应用层面，功率半导体器件主要应用于直流输电、灵活交流输电(FACTS)、新能源发电等领域，为电技术的发展和进步起到了巨大的推进作用。随着直流输电/柔性直流、灵活交流输电、分布式电源等技术的应用，电将具有一些柔性。电力电子技术的发展，尤其是功率半导体器件的快速发展，将使功率半导体器件在电发电、输电、变电和用电各方面得到更为广泛的应用，整个电朝电力电子化方向加速发展，最终从根本上改变电的形态和物理性质邪恶催生的力量似要掌控所有。

柔性电

从物理特性上讲，传统的刚性电将变为柔性电，刚性电和柔性电的不同体现在，发电中，刚性电采用水轮机、汽轮机、柴油机，而柔性电使用光伏加换流器、风力加换流器、燃料电池加换流器；

输电中刚性电采用不可控交流，而柔性电采用灵活交流输电、直流输电、柔性直流、直流电；变电中刚性电采用油浸式变压器、干式变压器，真空断路器、SF6断路器，电容器、电抗器、调相机，无源滤波器，而柔性电采用电力电子变压器，直流断路器、固态开关，STATCOM、SVC、CSR、SSSC、TCSC，有源电力滤波器、统一电能质量调节器；

刚性电可用于白炽灯、电动机等电阻性、电感性负载，柔性电可用在数据中心、电气化铁路、变频调速、智能家用电器、电动汽车充电、数码设备、变频空调、无刷直流电机。

从材料特性上讲，过去的铜铁电将变为半导体电。可见，功率半导体器件对电发展的影响是根本性的、颠覆性的，不仅带来电力电子装置的升级换代，而且对电的柔性化发展必不可少。毫无疑问，整个电向半导体化发展过程中对功率半导体器件需求是巨大的，市场容量非常广阔。

为满足FACTS和HVDC对大功率的要求，器件的电压电流参数需要进一步提升，至少需要研制出4500V/ 000A和4500V/5000A的IGBT。在器件技术方面，IGBT和FRD仍有较大优化空间和潜力，针对应用的定制化设计是一个重要的发展趋势，如低通态压降IGBT、高短路关断能力IGBT等。

柔性电对功率半导体器件的特性有其个性化要求，如希望器件采用压接型，以获得大容量和好的散热性能；低通态压降，以提高装置整体效率；失效时短路，以使相应电路保持通路；高可靠性觉得太离谱。每次奶粉业者一预告，以确保电的可靠运行；高短路电流耐受能力和开断能力，以承受数十千安的故障电流并能可靠关断。

柔性变电站

柔性变电站由电力电子变压器、固态断路器、母联柔性控制器等电力电子装置构成，可提高电潮流调控能力，能实现多种新能源柔性接入、储能设备直接接入、直流负荷直供和多个柔性变电站之间互联，可作为交直流电的枢纽，在实现交直流电混联及交直流负荷混供的同时，可快速切除故障与自愈。

柔性变电站对功率器件的个性化需求包括：应是高电压、大功率，以减少换流器模块数量，简化拓扑结构，降低控制复杂度，减少占地、体积和重量；应是高可靠性的，以确保电可靠运行；应是低通态压降、开关损耗小的，以降低损耗，减少散热要求；应是高开关频率的，以减少体积和可听噪声污染；应是高结温的，以提高可靠性，减少散热要求。