? ? ? 喜大普奔!
? ? ??從今以后,
? ? ??這個設(shè)備再也不用依賴外國廠商,
? ? ??多了一個“國潮”新選擇!
? ? ??10月30日22時,
? ? ??國家電網(wǎng)自主研發(fā)生產(chǎn)的
? ? ??3300伏IGBT器件
? ? ??經(jīng)過連續(xù)兩天2次12小時
? ? ??40萬千瓦功率大負(fù)荷連續(xù)試運行,
? ? ??在福建廈門柔直鷺島換流站完成調(diào)試!
? ? ??這標(biāo)志著我國已完全掌握
? ? ??IGBT器件設(shè)計、工藝、
? ? ??生產(chǎn)、應(yīng)用等核心技術(shù),
? ? ??打破了國外廠家對該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷,
? ? ??解決了電網(wǎng)核心功率器件卡脖子問題,
? ? ??具有里程碑意義。
? ? ??什么是IGBT?
? ? ??IGBT全稱為絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor),具有可關(guān)斷、損耗小、易于控制等優(yōu)點,是智能電網(wǎng)、新能源、工業(yè)控制等領(lǐng)域的核心零部件。
? ? ??通俗來說,IGBT就像一個開關(guān),和機械開關(guān)不同,它很聰明,可以通過外部軟件控制自動、快速、方便地實現(xiàn)能量的“開”和“關(guān)”,實現(xiàn)能量高效轉(zhuǎn)換。
? ? ??IGBT在電網(wǎng)里啥作用?
? ? ??IGBT廣泛應(yīng)用于柔性直流輸電工程、靜止無功發(fā)生器(SVG)、有源電力濾波器(APF)、統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)等需要進行電能變換的地方。
? ? ??在電力系統(tǒng)中,實現(xiàn)電能變換的裝置是變流器。變流器的控制核心就是IGBT器件,所以它也被稱為核心中的“CPU”。
? ? ??采用IGBT進行功率變換,不用復(fù)雜的操作就能實現(xiàn)控制。打個比方,IGBT類似智能家居,可以遠(yuǎn)程遙控自動實現(xiàn)家用電器的控制,以前的控制手段就像拉線電燈,得到跟前手動拉線。
? ? ??使用IGBT能夠提高用電效率和質(zhì)量,不僅高效節(jié)能,而且綠色環(huán)保。它是解決能源短缺問題和降低碳排放的關(guān)鍵支撐技術(shù)。
? ? ??核心技術(shù)和器件
? ? ??不能成為發(fā)展的卡脖子問題。
? ? ??國家電網(wǎng)全力攻克,
? ? ??把命運掌握在自己手中。
? ? ??過去
? ? ??1
? ? ??IGBT器件在產(chǎn)品設(shè)計、芯片制造、封裝測試、產(chǎn)品穩(wěn)定性方面難度大。
? ? ??2
? ? ??國內(nèi)IGBT器件的技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展剛起步。
? ? ??導(dǎo)致
? ? ??90%以上IGBT器件依賴進口,尤其是3300伏以上高電壓等級的IGBT長期由少數(shù)國外半導(dǎo)體廠商壟斷。
? ? ??IGBT器件占柔直換流閥價格的40%左右,價格高昂。
? ? ??近年來,國家電網(wǎng)公司高度重視功率半導(dǎo)體器件的研發(fā)工作,加強產(chǎn)研協(xié)同,于2019年11月批復(fù)設(shè)立南瑞聯(lián)研半導(dǎo)體有限責(zé)任公司,自主設(shè)計研發(fā)IGBT芯片及模塊,目前已成功打造部分高壓、中壓系列自主IGBT產(chǎn)品。
? ? ??▲南瑞聯(lián)研開展IGBT模塊生產(chǎn)工藝技術(shù)攻關(guān)。
? ? ??經(jīng)過多輪改進迭代,歷時2年,公司成功研制出與國際領(lǐng)先廠商技術(shù)性能相當(dāng)?shù)?300伏/1500安 IGBT器件。
? ? ??3300伏/1500安 IGBT器件
? ? ??擴寬了器件安全工作區(qū),實現(xiàn)器件在高結(jié)溫狀態(tài)下安全可靠工作。器件的高溫漏電電流量只有國外產(chǎn)品的50%,總體損耗和國外的器件基本一致,提升了器件的應(yīng)用安全性。
? ? ??采用低熱阻、高可靠性的封裝材料,優(yōu)化封裝布局和工藝,有效提升器件動態(tài)均流特性,進一步增強器件可靠性,突破了制約國內(nèi)高壓IGBT器件發(fā)展的可靠性低、收斂性差的技術(shù)瓶頸,助力推動能源電力產(chǎn)業(yè)全鏈條自主可控和轉(zhuǎn)型升級。
? ? ??如果說IGBT器件是一個人,
? ? ??需要各個器官協(xié)調(diào)工作
? ? ??才能有免疫力和精氣神。
? ? ??此次自主產(chǎn)權(quán)的IGBT研發(fā),
? ? ??不僅強大了“心臟”,
? ? ??還協(xié)調(diào)了“大腦”“四肢”,
? ? ??通過嚴(yán)格選拔考核,
? ? ??達(dá)到運動員標(biāo)準(zhǔn)!
? ? ??▲聯(lián)研院大功率電力電子實驗室。
? ? ??理論→實用
? ? ??IGBT器件還要解決兩個問題:
? ? ??如何在高電磁輻射環(huán)境下可靠運行?
? ? ??如何應(yīng)對大電流突變帶來的器件電磁應(yīng)力?
? ? ??答:
? ? ??國家電網(wǎng)公司組織相關(guān)單位提前推進IGBT器件現(xiàn)場試驗驗證技術(shù)研究并制訂試驗驗證方案,圓滿完成換流閥解閉鎖、大功率試驗等4項現(xiàn)場帶電試驗,測試了240個關(guān)鍵參數(shù),讓IGBT器件在高電磁輻射干擾環(huán)境下扛住了換流閥首次解鎖瞬間到達(dá)1600伏電壓的沖擊,實現(xiàn)IGBT器件一次性帶電成功、一次性解鎖成功,并通過現(xiàn)場大負(fù)荷功率試驗,進一步驗證了器件各項指標(biāo)符合設(shè)計要求,滿足現(xiàn)場實際運行需要。(來源:國家能源網(wǎng))
(終端電氣綜合治理保護,NTPSI,末端用電防護治理系統(tǒng),有源濾波器TS-GT-APF,無功靜止發(fā)生器TS-GT-SVG,DTDSI,三相不平衡治理,SPC,西安思源清科智能科技有限公司)