華中科技大學(xué)獲第八屆高校電力電子應(yīng)用設(shè)計(jì)大賽特等獎(jiǎng)

　　11月17日，中國(guó)電源學(xué)會(huì)公布“GaN Systems杯”第八屆高校電力電子應(yīng)用設(shè)計(jì)大賽獲獎(jiǎng)名單。我校團(tuán)隊(duì)在眾多參賽隊(duì)伍中脫穎而出，憑借創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方案與優(yōu)異的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)斬獲特等獎(jiǎng)。

　　高校電力電子應(yīng)用設(shè)計(jì)大賽由中國(guó)電源學(xué)會(huì)發(fā)起，是一項(xiàng)面向全國(guó)高校學(xué)生的具有探索性的工程實(shí)踐活動(dòng)，也是全國(guó)電力電子領(lǐng)域最高水平的大學(xué)生競(jìng)賽。11月3日至6日，“GaN Systems杯”第八屆高校電力電子應(yīng)用設(shè)計(jì)大賽決賽在福建省廈門市舉行。本次比賽為“GaN Systems杯”的首屆賽事，以“高效高功率密度單級(jí)光伏逆變器設(shè)計(jì)”為題目，要求設(shè)計(jì)作品解決高效、高功率密度、高電能質(zhì)量等多項(xiàng)技術(shù)難題。共有來(lái)自全國(guó)46所高校的64支隊(duì)伍參賽，其中16支隊(duì)伍挺進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)總決賽。經(jīng)過(guò)激烈角逐，我校電氣學(xué)院康勇教授與陳材副研究員指導(dǎo)的ASPIL團(tuán)隊(duì)（參賽隊(duì)員徐文哲、朱雙喜、胡至祎、黃以杰、董佳鑫）斬獲本屆賽事唯一特等獎(jiǎng)。此外，其它院校有2支隊(duì)伍獲得一等獎(jiǎng)，3支隊(duì)伍獲得二等獎(jiǎng)，2支隊(duì)伍獲得三等獎(jiǎng)。

　　在我國(guó)雙碳戰(zhàn)略迅猛推進(jìn)與世界能源革命的巨大浪潮之下，全球能源格局正發(fā)生翻天覆地的變化。近年來(lái)，以光伏、風(fēng)電等為代表的清潔能源行業(yè)正高速發(fā)展，以光伏為例，僅2021年全球光伏新增裝機(jī)量就達(dá)175GW。光伏逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中最重要的角色之一，其將光伏板的直流電轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)的交流電，控制光伏板的發(fā)電特性與電能的入網(wǎng)特性，既是控制光伏系統(tǒng)能量特性的“大腦”，又是處理能量轉(zhuǎn)換的“肌肉”。光伏逆變器目前存在兩方面的迫切進(jìn)步需求：一是效率，效率是決定光伏系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)特性的最重要指標(biāo)，光伏逆變器作為光伏功率的承載者，其效率決定著整個(gè)光伏系統(tǒng)的效率；二是功率密度，提高功率密度可降低體積，降低光伏變電站占地面積與用地成本，同時(shí)隨著光伏產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)化，近年發(fā)展迅猛的戶用微型光伏逆變器更是對(duì)功率密度提出了更高的要求。

　　針對(duì)上述問(wèn)題，結(jié)合賽題要求，我校團(tuán)隊(duì)提出了一種高效、高功率密度單級(jí)光伏逆變器設(shè)計(jì)方法，并成功研制出樣機(jī)。根據(jù)高效、高功率密度這一關(guān)鍵需求，團(tuán)隊(duì)提出了三種不同的技術(shù)方向，并從中凝練出六條明確的設(shè)計(jì)指導(dǎo)路線。結(jié)合寬禁帶半導(dǎo)體GaN器件的諸多特性，團(tuán)隊(duì)綜合考慮方案選取、調(diào)制與控制、回路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)堆疊、散熱復(fù)用等各個(gè)方面要求，在樣機(jī)上對(duì)每條設(shè)計(jì)路線均進(jìn)行了有效運(yùn)用與充分驗(yàn)證。

　　效率與功率密度為競(jìng)賽核心指標(biāo)。最終，該樣機(jī)最高滿載效率達(dá)到97.08%，處于所有隊(duì)伍前列；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)功率密度達(dá)到106W/inch3，超賽題指標(biāo)10倍。該設(shè)計(jì)方法廣泛適用于集中式光伏架構(gòu)與分布式微逆架構(gòu)，為光伏逆變系統(tǒng)的高效化、小型化提供了可行有效的指導(dǎo)思路。充分的創(chuàng)新與穩(wěn)定的測(cè)試表現(xiàn)，使我校團(tuán)隊(duì)獲得大賽各專家評(píng)審的一致好評(píng)。