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突破重大工程不间断供电技术瓶颈——我国成功研制采用国产智能模块的燃料电池多能源储能系统

电力电子智能模块以其高电能变换效率、高可靠性、控制性能好等突出优点,成为电力电子装置及系统的核心元件,广泛应用于新能源发电、数据中心和云计算、工业自动化和节能、航空航天和国防等领域。大功率储能系统是应对突发性灾害提供不间断电源的关键技术,是我国重大工程可靠供电的关键基础设施,其具有可靠性要求高、节能环保要求高等特点,是制约我国数据中心、精密制造、核电等发展的重要瓶颈。

“十二五”国家863计划先进能源技术领域“采用国产智能模块的储能系统电力电子关键技术研发及应用”主题项目在绝缘栅双极型晶体管(IGBT)智能模块和储能系统电力电子关键技术方面取得重要进展,突破了IGBT智能模块设计、控制驱动和保护、工艺及试验等一系列关键技术,突破了多能源储能系统的电力电子关键技术,属国内首创、国际领先。该项目由浙江大学承担,联合厦门科华恒盛股份有限公司、嘉兴斯达半导体有限公司等单位共同完成。近期,该项目通过了科技部高新司组织的项目验收。

该项目成功研制了1.2kV、1.7kVIGBT智能功率模块系列,开发了具有自主知识产权的智能IGBT智能功率模块设计方法,攻克半导体功率芯片高性能布局技术等难题。基于研制的国产智能功率模块,面向长备用、安全可靠、高效率的防灾供电,开发了多能源储能系统的电力电子系统设计方法,包括电力电子功率变换架构方案、多能源协同控制、容错技术等。在福建漳州工业园,建立了世界上首个包含燃料电池、天燃气、电力等多种能源的面向重大工程的应急电源应用示范系统。

该项目的实施,突破了IGBT智能功率模块和面向重大工程供电的多能源储能系统的电力电子核心技术。智能IGBT功率模块关键技术已反哺于各种功率模块的产品,并应用工业变频调速、电动汽车驱动、光伏逆变器和数据中心电源等。面向重大工程的多能源储能系统已广泛应用于大型数据中心、核电、高端制造、航空航天、军工等重大工程的不间断供电系统。该项目实现我国大容量电力电子核心元件的国产化,并实现了面向重大工程的多能源储能系统的电力电子核心技术引领,对我国信息安全、中国2025制造、国防建设都具有重要的意义。

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