智能电网热管理产业优化方案

随着全球能源危机的日益临近和人们环境保护意识的不断提高，电力生产方式、用电结构、电力调度的复杂性等正在发生着深刻的变化。为了应对未来电力系统的挑战，智能电网被提出并引发了世界各国的广泛关注。智能电网是通过先进的发电技术、传感测量技术、输配电技术、调度技术和通信技术，实现能量流、信息流在电厂和用户之间任意节点的双向流动。2009年，国家电网公司制定了“坚强智能电网”的发展规划，提出建成特高压电网为骨架电网，各级电网协调发展的国家电网，具备接纳和优化配置大型火电、水电、核电和可再生能源基地电力的能力，主要变电站达到数字化变电站技术要求。

智能电网的智能化、集成化离不开电力电子技术和集成微电子技术的不断进步，以灵活交流输电技术、高压直流输电技术、不间断电源技术、智能变电站技术为代表的先进电力电子技术逐渐运用于智能电网上，而以集成微电子技术为核心的通信技术是智能电网实现交互功能的基础。随着电力电子器件和集成微电子器件的功率不断提高和尺寸的不断缩小，电力电子器件和集成微电子器件热流密度的逐渐提高，智能电网对发热设备的冷却散热技术也提出了更高的要求。

半导体器件包括两个分支，其中一个分支即是以集成电路为代表的微电子器件，特点为小功率、集成化，作为信息的检出、传送和处理的工具，微电子器件逐渐向小型化，集成化，高性能的方向发展；而另一个分支就是电力电子器件，特点为大功率、快速化，逐渐向大功率，集成化的方向发展。在智能电网的建设方面，以集成电路为代表的微电子器件用于微型电路控制和数据中心芯片；而电力电子器件用于整流器、逆变器、不间断电源、静态无功补偿器、智能变电站等大功率器件。随着微电子器件的集成化，小型化和电力电子器件集成化，大功率化的不断发展，半导体器件的热流密度不断增大，成为其发展的主要技术瓶颈之一。(www.xing528.com)

随着电力工业的发展，大功率电力设备的热管理已成为影响电力设备集约紧凑性的关键难题之一。目前，典型的大功率电力设备（如高端换流阀和IGBT器件），其热流密度正逐渐突破百瓦 /平方厘米，对散热系统性能要求十分苛刻。作为目前主流的散热技术，水冷在向更高热流密度迈进时面临诸多困难。主要原因在于：一方面，水的热导率低，虽然纳米流体等技术能对此进行一定的改善，但在高热流密度时仍需要小孔喷射或微通道来提升换热能力，系统结构复杂，对驱动泵要求高；另一方面，水沸点低，在高热流时容易发生沸腾相变，带来严重的系统稳定性问题。因此，随着电力设备集成度的持续提高，市场迫切需要更高端散热技术的出现。

此方面的典型应用场合包括：换流阀、UPS电源、化学储能电站、变压器、继电器、高压熔断器、智能电表、电流互感器、电压互感器、直流屏、避雷针、整流器、逆变器、不间断电源及静态无功补偿器等。