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智能電網(wǎng)

直流電網(wǎng)研究: 實(shí)現(xiàn)高性能電子斷路器的技術(shù)基礎(chǔ)

2025China.cn   2017年02月15日

  引言:全新斷路器能夠盡可能快速安全地接通直流電,并能在緊急情況下盡快斷電。它們能更高效地將來(lái)自可再生能源的電力并入電網(wǎng)和儲(chǔ)能裝置,并提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。利用直流電,還可以打造結(jié)構(gòu)更緊湊的電氣裝置。

 

  德國(guó)一支科研團(tuán)隊(duì)探索將電網(wǎng)和電氣裝置能耗降低一半以上的技術(shù)基礎(chǔ)。通過(guò)利用直流電(DC)可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。相比如今使用的交流電(AC)而言,直流電可降低功率損耗。來(lái)自企業(yè)界與學(xué)術(shù)界的五家項(xiàng)目合作伙伴研究了以半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的完全電子化斷路器,這種斷路器可用于未來(lái)的直流電網(wǎng)和應(yīng)用裝置。這樣的斷路器將支持在如今使用交流電的任何應(yīng)用中使用直流電。.

  全新斷路器能夠盡可能快速安全地接通直流電,并能在緊急情況下盡快斷電。它們能更高效地將來(lái)自可再生能源的電力并入電網(wǎng)和儲(chǔ)能裝置,并提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。利用直流電,還可以打造結(jié)構(gòu)更緊湊的電氣裝置。來(lái)自英飛凌科技股份公司的科研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人與空客、E-T-A Elektrotechnische Apparate股份有限公司、西門子股份公司和不來(lái)梅大學(xué)電氣驅(qū)動(dòng)電力電子設(shè)備學(xué)院(IALB)一起合作,致力于斷路器的研發(fā)工作。歐洲電力電子中心(ECPE)提供進(jìn)一步支持。ECPE總部位于德國(guó)紐倫堡。

  以往,由于缺少經(jīng)濟(jì)、高效的斷路器技術(shù),不可能將支持電力驅(qū)動(dòng)交通的配電網(wǎng)和電路板網(wǎng)換轉(zhuǎn)為直流電。如今可用的僅有的機(jī)電斷路器在切換直流電流和電壓時(shí)會(huì)有電弧放電的風(fēng)險(xiǎn)。此外,它們反應(yīng)遲緩、沉重、笨拙且昂貴。

  此外,項(xiàng)目合作伙伴還在探索諸如過(guò)電流阻塞場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OCB-FET)等創(chuàng)新型半導(dǎo)體元件。新型半導(dǎo)體元件和新的開關(guān)拓?fù)涠际褂萌略O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和連接技術(shù),并進(jìn)行測(cè)試??蒲袌F(tuán)隊(duì)針對(duì)該項(xiàng)目而設(shè)計(jì)的示范產(chǎn)品,涉及航空機(jī)載電網(wǎng)、電動(dòng)交通和光伏領(lǐng)域并支持直流配電網(wǎng) 。

  NEST-DC合作伙伴的科研任務(wù)

  在該項(xiàng)目中,IALB負(fù)責(zé)用于OCB-FET的新型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的研究和模擬,對(duì)新開發(fā)的斷路器進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量,并測(cè)試熱性能和破壞極限。空客負(fù)責(zé)明確航空業(yè)的要求,并開發(fā)出與NEST-DC合作伙伴一起實(shí)現(xiàn)和證明的解決方案。

  西門子專注于研究斷路器的結(jié)構(gòu)和連接技術(shù)。E-T-A Elektrotechnische Apparate明確工業(yè)應(yīng)用的要求,并與合作伙伴一道驗(yàn)證支持電壓等級(jí)高達(dá)1500 V的斷路器。英飛凌貢獻(xiàn)了功率半導(dǎo)體專業(yè)知識(shí),并圍繞用于OCB-FET的功率半導(dǎo)體開展研究。

  關(guān)于NEST-DC

  NEST-DC是“支持可再生能源和車載電力網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新電子直流斷路器” 的德語(yǔ)縮寫。研究合作伙伴在項(xiàng)目期間投入大約450萬(wàn)歐元。該項(xiàng)目于2013年10月啟動(dòng),持續(xù)三年時(shí)間。德國(guó)政府設(shè)定的目標(biāo)是借助創(chuàng)新電力電子產(chǎn)品提高用電效率。德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部(BMBF)在ICT 2020框架計(jì)劃下,圍繞“電力電子產(chǎn)品助力提高能源效率”這一主題開展的為多學(xué)科研究與開發(fā)提供資金。NEST-DC獲得了來(lái)自BMBF的大約210萬(wàn)歐元的資金支持。

  關(guān)于英飛凌

  英飛凌科技股份公司是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體科技公司,我們讓人們的生活更加便利、安全和環(huán)保。英飛凌的微電子產(chǎn)品和解決方案將帶您通往美好的未來(lái)。2016財(cái)年(截止9月30日),公司的銷售額達(dá)65億歐元,在全球范圍內(nèi)擁有約36,300名員工。英飛凌在法蘭克福證券交易所(股票代碼:IFX)和美國(guó)柜臺(tái)交易市場(chǎng) OTCQX International Premier(股票代碼:IFNNY)掛牌上市。

  英飛凌中國(guó)

  英飛凌科技股份公司于1995年正式進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。自1995年10月在無(wú)錫建立第一家企業(yè)以來(lái),英飛凌的業(yè)務(wù)取得非常迅速的增長(zhǎng),在中國(guó)擁有約2000名員工,已經(jīng)成為英飛凌亞太乃至全球業(yè)務(wù)發(fā)展的重要推動(dòng)力。英飛凌在中國(guó)建立了涵蓋研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、市場(chǎng)、技術(shù)支持等在內(nèi)的完整的產(chǎn)業(yè)鏈,并在銷售、技術(shù)研發(fā)、人才培養(yǎng)等方面與國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的企業(yè)、高等院校開展了深入的合作。

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