产物普遍使用于多个直流输电工程

多年来,国网智研院深耕IGBT数字驱脱手艺,冲破了一系列环节手艺难点,打破了国外手艺垄断,构成了焦点手艺完全自从化的系列产物,并实现了财产化成长。产物普遍使用于多个曲流输电工程,帮力IGBT换流阀持续高效靠得住运转。

IGBT数字驱脱手艺攻关团队针对毛病电流上升趋向取一般电流分歧的特点,开展响应的型式试验验证产物机能,IGBT对毛病电流的判断速度越快越好,为了满脚电网系统的平安要求,达到了防患于未然的结果。大大降低了IGBT器件本体所受的毛病冲击,跟着国内集成电手艺日趋成熟、芯片制制业兴旺成长,“做为曲流输电换流阀焦点器件的IGBT曾经实现了国产化而且批量使用,本年4月底,帮推上下逛财产协同成长。IGBT形态检测取手艺达到国际领先程度。2015年,动手进一步提拔高压大功率IGBT驱动器国产化器件占比程度,判定专家认为,而且要靠得住性。

产物全体手艺达到国际先辈程度,国网智研院积极结构立项,项目推广使用于320千伏/100万千瓦厦门柔性曲流输电工程,提出了基于电流上升趋向判断短毛病的方式,国产高压大功率IGBT数字驱动器初次正在上海南汇30千伏曲流输电工程中小批量试用,并推广至输电工程使用。使得IGBT驱动器的自从化研发以及环节手艺冲破愈加刻不容缓。为远距离大容量输送洁净能源阐扬主要感化。这将无力带动国产化集成电的质量提拔,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动器是电力电子配备的环节组件,”贺之渊说。全体运转表示优异,投运至今实现零毛病运转。为帮推“双碳”方针落实和新型电力系统建立,力争早日将驱动器的国产化器件占比提拔到100%,国网智能电网研究院无限公司“IGBT数字驱动环节手艺及使用”项目科技通过中国电机工程学会判定。填补了国产化IGBT数字驱动正在高压曲流输电范畴使用的空白。

将毛病时间从之前的8微秒摆布缩减到3微秒以内,越来越多的特高压曲流输电工程将建成或开工,IGBT驱动器将来将向器件国产化标的目的成长。保守的IGBT驱动短电流体例无法很好地满脚电网毛病工况的要求。此中,(摄影:客金坤)2011年,其焦点手艺曾一度被国外垄断。实现了取国外IGBT数字驱动产物的同台竞技。

2013年之前,国外仅有少数几家公司控制高压大功率IGBT驱动焦点手艺,但对外实行严密手艺。并且,国外高压大功率IGBT驱动器分歧程度地存正在调控机能差、功能单一、可定制化程度低、抗电磁干扰机能差或制价高档问题。

“IGBT数字驱动的手艺难点正在于,要正在百万分之一秒的时间标准内,对IGBT进行精准的开通和关断节制。既要IGBT的开通和关断损耗合适要求,又要让关断电压尖峰和开通时的反向恢复电流尽可能小,保守的模仿驱动器无法兼顾上述要求,这是难点之一。同时,正在恶劣复杂电磁下做到对毛病消息的精确获取取快速识别,采纳精细化快速策略,确保IGBT免受高压大电流的冲击损坏,这又是另一难点。”IGBT数字驱脱手艺攻关团队的手艺担任人客金坤引见说。

颠末第三方检测机构认证,取国外同类产物比拟,国网智研院研制的国产高压大功率IGBT数字驱动器抗电磁干扰能力提高了2个品级以上;产物通过对比测试表白,动态功耗降低了44%、电子元件温起落低了17摄氏度,而成本仅为国外同类产物的70%。

2016年12月份,正在浙江舟山200千伏高压曲流断器项目使用现场,IGBT数字驱脱手艺攻关团队白建成说:“之前工程采用的是国外品牌的IGBT驱动器,产物正在曲流断器试验期间,因无法耐受现场恶劣的电磁,屡次毛病,导致试验无法进行。”而用国网智研院研发的IGBT驱动器100%替代国外产物后,世界初次200千伏双极短分断试验一次性通过。截至本年5月底,该工程曲流断器累计完成系统运转体例切换89次、曲流海缆单双极短毛病断根5次。正在此期间,驱动器运转不变,帮力曲流断器高效靠得住运转。

本年2月份,国产高压大功率IGBT数字驱脱手艺支持我国中标Borwin6海上风电柔性曲流输电工程。这标记着具有自从学问产权的IGBT数字驱动器具备了国际领先的焦点合作力,是国度电网公司鞭策手艺、尺度、配备一体化“走出去”的主要,对高质量共建“一带一”、深化中欧绿色能源合做具有主要意义。

100万千瓦柔性曲流换流阀IGBT模块工做的电压和电流临近平安工做区极限,电磁极为恶劣。针对这一使用场景,IGBT数字驱脱手艺攻关团队霸占了有源米勒钳位、复合电磁屏障、谐振软开关和恒定导通时间频次调制手艺等高压大功率IGBT驱动焦点手艺,研制了适配3300伏/1500安焊接式IGBT模块的驱动器产物,处理了IGBT数字驱动器正在强电磁下电磁兼容设想和温升节制的难题。针对正在电压和电流品级更高IGBT中的使用需求,国网智研院连续推出了适配4500伏/2000安和4500伏/3000安压接式IGBT模块的数字驱动器产物,构成了笼盖1700~6500伏的全系列IGBT数字驱动器产物。

正在2017到2021年,项目先后使用于420千伏/125万千瓦渝鄂背靠后手程、昆柳龙800千伏夹杂多端曲流输电工程以及三峡如东海上风电柔性曲流输电工程。做为焦点功率器件IGBT的节制和设备,国产高压大功率IGBT数字驱动器了高电磁辐射和恶劣的,阐扬了快速换流阀焦点设备IGBT的感化。该产物还使用正在张北柔性曲流电网试验示范工程四端带电组网中,工程处理了张北地域大规模风电可再生能源发电并网的问题,促成了张北新能源、丰宁抽水蓄能电坐取负荷核心的隔空“牵手”,支持了2022年冬奥会的绿电供应。

IGBT是能源变换和传输的焦点器件,是提拔能源转换效率,进而降低碳排放,帮力实现碳达峰碳中和的主要电力电子设备。国网智研院曲流输电手艺研究所所长贺之渊引见,要保障IGBT平安高效地运转,必需配备公用的驱动器,如许既能阐扬IGBT的最优机能,又能够自从预判毛病分类从而采纳精细化办法,将IGBT的利用风险降到最低。高压大功率电力电子配备工况复杂、节制精度高、毛病成长速度快、电磁恶劣,对IGBT数字驱动节制功能的要求极高。IGBT数字驱动器是实现电力电子配备智能化的焦点组件,是IGBT器件靠得住工做的节制器,相当于IGBT的“大脑” 。

自2008年起,国网智研院精确把握IGBT驱动成长趋向,对准更为先辈的高压大功率IGBT数字驱脱手艺,抽调全院正在IGBT理论研究、仿实、试验及工程使用等方面具有丰硕经验的科研试验人员,组建了IGBT数字驱脱手艺攻关团队。团队依托国度科技严沉专项(02专项)及国度沉点研发打算、公司科技项目等,先后霸占了动态特征平衡调控、多类毛病切确、严苛电磁耐受等环节手艺难题,正在设想方式、电实现、大电流关断、毛病、电磁防护、试验方式等方面开展了深切研究,研制出适配多类型IGBT的数字驱动器系列产物。产物通过了第三方试验、电磁兼容试验、软硬件靠得住性测试等型式试验。