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一種數字能量交換系統的關鍵技術
1. 痛點問題
由于絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）具有驅動功率小而且驅動電路簡單、開關速度快并且損耗小、飽和壓降低、耐壓高、電流大等優點，在柔性直流電網中得到了廣泛的應用，現有的MMC換流閥裝備均是采用IGBT開關器件進行設計。事實上，IGBT于二十世紀八十年代初誕生，在九十年代得到飛速發展。然而傳統的焊接式IGBT容量較小、可靠性較低且失效后呈斷路特性，因此早期的IGBT主要應用于中低壓領域，直至壓接式IGBT誕生之后才開始在高壓、大功率電力電子換流器當中得到應用。IGBT器件的容量從最早的600V/6A級別逐漸提升，迄今為止已經達到了4.5kV/3kA的水平。IGCT誕生于1996年，由于其核心GCT芯片是由晶閘管改進而來，因此天然具備晶閘管大容量、高可靠性的特點。IGCT器件在2000年便已經達到了4.5kV/4kA的水平，相比之下壓接式IGBT直至2012年才達到相同的功率等級，隨著六英寸IGCT器件在未來投入使用，IGCT在容量上仍將對IGBT保持較大優勢。
另外，盡管IGBT優勢突出，但是相比電流型器件，仍然存在通態壓降大、可靠性低、制造成本高等問題，具有很多改進的空間。尤其是在海上風電柔性高壓直流輸電系統中，所使用的開關器件數量非常大，若能改進IGBT器件的特性，進一步提高效率和可靠性、減小成本，將會具有巨大的吸引力和應用前景。
2. 解決方案
模塊化多電平變換器（MMC）的多電平調制大幅降低了功率器件開關頻率，為集成門極換流晶閘管（IGCT）的應用帶來了契機。相比IGBT，IGCT的通態壓降和成本可降低達到1/3以上，并且IGCT具有非常強大的浪涌電流、短路失效和防爆能力，無需增加輔助電路便可實現冗余和防爆，確保柔直輸電系統免維護的高可靠需求。該技術實現更高電壓、更大功率、更高效率和可靠性的柔性直流輸電系統具有重要意義和廣闊的應用前景。
清華大學
2021-10-22
高溫壓電振動能量回收器件和高溫驅動器
傳統PZT壓電陶瓷應用廣泛，但在居里溫度較低，環境溫度較高時，PZT陶瓷樣品極易退極化。隨著壓電材料的應用范圍的進一步拓展，一些極端條件對壓電陶瓷的應用提出了新的挑戰。北京大學工學院實驗室利用高居里點的鈧酸鉍 - 鈦酸鉛壓電陶瓷制備了基于 d31模式和d33模式的應用于高溫環境中的壓電振動能量回收器，器件可以穩定地工作在 150℃以上的高溫環境中。高溫下由于電疇被活化，器件的壓電系數和相應的輸出功率比室溫時提高一倍以上。
與壓電能量回收器不同的是，壓電驅動器是一種利用壓電效應，將電能轉化為機械能實現納米級驅動的器件，壓電驅動器利用壓電材料的準靜態逆壓電效應實現10微米至100微米的微小位移；同時，還可以利用壓電陶瓷的高溫諧振動效應制備高溫壓電馬達。
北京大學
2021-04-13
供應激光功率計、激光能量計//長春博盛量子
產品詳細介紹
長春博盛量子科技有限公司
2021-08-23
軌道交通車輛制動能量氣動回收再利用裝置
一種軌道交通車輛制動能量氣動回收再利用裝置，屬于軌道交通車輛技術領域。本實用新型由安裝在 車輛轉向架車軸上的凸輪，安裝在轉向架構架上的其余部件組成。其中凸輪、滾子和氣缸活塞桿構成凸輪 機構，將車軸的旋轉運動轉化為氣缸活塞桿的往復運動；排氣單向閥、吸氣單向閥連接在氣缸的無桿側，在氣缸活塞桿的往復運動下，實現排氣和吸氣功能，將機械能轉換為氣壓能。該裝置能夠將制動能直接回 收成氣壓能，以供車輛系統使用。
南京工程學院
2021-04-11
高能量、長壽命的水系可充放 鎳鉍電池
利用三維高結晶度的Bi納米結構抵消儲能轉換反應引起的結構內應力，成功構筑了首款可充放的Ni//Bi電池（Adv. Mater., 2016, 28, 9188–9195．）。為了進一步提高鎳鉍電池的能量密度和壽命，該團隊在前期基礎上最近通過原位活化的策略制備了一種高載量的三維多孔的鉍-碳復合材料，作為水系鎳鉍電池的高性能負極材料。這種多孔氮摻雜的碳三維結構不僅可以實現高載量鉍的均勻負載，而且可以提供快速的電子傳輸和離子擴散的通道，有利于提高電極的容量和倍率性能。因此，制備的鉍-碳復合電極具有很好的潤濕性和活性面積，表現出較高的容量（2.11 mAh cm-2和166.2 mAh g-1）和優異的倍率性能（2.11 mAh cm-2和120 mA cm-2）。更重要的是，基于這種鉍-碳復合材料為負極，Ni-NiO為正極組裝的柔性鎳鉍水系可充放電池具有很高的能量密度（16.9 mWh cm-3）和出色的循環壽命（充放電5000次后仍有94%的容量保持率），優于很多研究報道的水系電池。
中山大學
2021-04-13
一種彈簧儲能式汽車制動能量回收裝置
汽車在制動時，一般利用車輪制動器將汽車的勢能和動能轉化為熱能，車輪制動器是根據摩擦原理制成的；在汽車長時間連續制動時，制動器的熱負荷非常大，使得制動鼓（盤）的溫度大幅度升高，從而使摩擦因數下降、磨損加大，結果使制動器失去或部分失去制動效能。部分大中型商用車安裝的非摩擦原理的電渦流緩速器或液力緩速器能降低制動器的熱負荷，但還沒有制動能量回收的功能；電渦流緩速器還需要勵磁，額外消耗電能。本專利設計的制動能量回收裝置利用發電機發電，發出的電能給蓄電池充電，回收制動能量，當汽車制動至較低車速時，發電機轉速
長沙理工大學
2021-01-12
能源互聯網能量路由器工業樣機研制與產業化
本課題從能源互聯網自下而上構建開放互聯、對等分享的新型能源電力基礎設施的需求出發，提出能源路由器是能源互聯網實現的關鍵裝備。借鑒互聯網的理念、技術、方法和架 構，能源路由器效仿信息網絡路由器，以實現能量交換能像信息分享一樣便捷。借助電力電 子、儲能以及信息通信技術的發展，本課題結合能源互聯網用戶需求側能量交換與互聯的需 求，研制低壓小容量能源路由器。清華大學在國內較早開始開展能源互聯網方面的研究工作，提出了能源互聯網基本架構、 關鍵技術，并開展能源路由器以及相關信息通信技術等方面的研發工作，并于 2014 年獲得 國家自然科學基金委首個能源互聯網方面的立項——“能源互聯網建模、分析與優化理論研 究”，目前參與承擔國家電網公司科技項目“能源互聯網技術架構研究”“能源互聯網信息通 信體系架構研究”和“全球視角下能源互聯網的系統構建理論及情景分析”等直接能源互聯 網相關研究。能源路由器是能源互聯網的核心重大裝備，未來電網發展趨勢會以大量電力電子裝置呈現，電能路由器以電力電子技術為基礎，電能路由器未來能替代電力變壓器、電力電子裝備 等，加上隨著新能源和分布式新能源的發展，新能源的接入成為能源路由器的最大推手，市 場規模達到百億以上。
清華大學
2021-04-11
能源互聯網能量路由器工業樣機研制與產業化
本課題從能源互聯網自下而上構建開放互聯、對等分享的新型能源電力基礎設施的需求出發，提出能源路由器是能源互聯網實現的關鍵裝備。借鑒互聯網的理念、技術、方法和架 構，能源路由器效仿信息網絡路由器，以實現能量交換能像信息分享一樣便捷。借助電力電 子、儲能以及信息通信技術的發展，本課題結合能源互聯網用戶需求側能量交換與互聯的需求，研制低壓小容量能源路由器。
清華大學在國內較早開始開展能源互聯網方面的研究工作，提出了能源互聯網基本架構、 關鍵技術，并開展能源路由器以及相關信息通信技術等方面的研發工作，并于 2014 年獲得 國家自然科學基金委首個能源互聯網方面的立項——“能源互聯網建模、分析與優化理論研究”，目前參與承擔國家電網公司科技項目“能源互聯網技術架構研究”“能源互聯網信息通 信體系架構研究”和“全球視角下能源互聯網的系統構建理論及情景分析”等直接能源互聯 網相關研究。裝置的主要創新點如下：
l 能源路由器實現開放式即插即用的能量交換與路由；
l 能源路由器支持多路可擴展的新能源和動態負荷接入；
l 能源路由器解決瞬時平衡的能源互聯網能量管理；
l 能源路由器實現信息—能量融合的基礎設施一體化；
l 能源路由器在海淀北區能源互聯網項目示范應用；
性能參數：
l 研制自治微網能源路由器和小批量實現，傳輸電壓等級為低壓 380V，系統容量達 到百 kVA 級，響應時間小于 10ms，接入電源類型不少于 2 種，負荷類型不少于 3 類。
l 能源路由器可實現基本的能量路由功能，還可提供可擴展的工作模式：潮流調節模 式（增加有功、無功統一調節；功率因數達到 95%以上）和電能質量調節模式（增加電能質 量暫態、穩態指標的統一調節；暫態電壓補償能力超過 30%，電流諧波含量小于 5%）。
清華大學
2021-05-08
一種基于能量快速轉移的混合式直流超導限流器
本發明公開了一種基于能量快速轉移的混合式直流超導限流器， 屬于電工技術領域。其包括兩個電感線圈、直流快速開關、旁路電阻、 定值電阻以及金屬氧化物避雷器，兩個電感線圈并聯，兩個電感線圈 由超導導線繞制、其匝數相同、結構一致、磁通正向耦合，直流快速 開關與超導電感線圈整體串聯以形成串聯支路，旁路電阻并聯在串聯 支路兩端，定值電阻并聯在快速開關兩端，兩個金屬氧化物避雷器分 別并聯在兩個電感線圈兩端。本發明限流器能夠在直流系統正常狀態 下為輸電線路提供一個超導態的沒有阻性損耗的平波電抗，還能在直 流系統發生單極接地故障或者兩級短路故障時，快速有效地抑制短路 電流峰值，還能保護超導電感線圈安全穩定運行。
華中科技大學
2021-04-11
能源互聯網能量路由器工業樣機研制與產業化
項目成果/簡介:本課題從能源互聯網自下而上構建開放互聯、對等分享的新型能源電力基礎設施的需求出發，提出能源路由器是能源互聯網實現的關鍵裝備。借鑒互聯網的理念、技術、方法和架 構，能源路由器效仿信息網絡路由器，以實現能量交換能像信息分享一樣便捷。借助電力電 子、儲能以及信息通信技術的發展，本課題結合能源互聯網用戶需求側能量交換與互聯的需求，研制低壓小容量能源路由器。
清華大學
2021-01-12