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完成单位：重庆大学，北京空间飞行器总体设计部，深圳古瑞瓦特新能源有限公司，同济大学，深圳市鼎泰佳创科技有限公司，深圳市禾望电气股份有限公司

主要完成人：杜雄，孙鹏菊，罗全明，周雒维，张晓峰，向大为，吴良材，梁远文，张军，卢伟国，李高显，周党生，黄晓宗，刘俊良，管勃

项目亮点

本项目围绕功率变流器安全可靠运行及状态监测问题，提出了复杂工况下基于复系数传递函数的并网变流器安全运行控制方法、电热特征量解耦的功率变流器在线状态监测方法、多时间尺度综合主动热调控方法和不受老化影响的功率器件结温在线提取方法，攻克了功率变流器安全运行控制准则认识不清、状态监测和热管理控制方法缺失等难题。

项目介绍

功率变流器是新能源、航空航天、轨道交通、国防军工等领域的核心装备。安全可靠的变流器是先进电力电子技术的发展方向。功率变流器常处于高频工作状态、高温运行环境和复杂电网环境，其故障易引发系统起火或停机，造成重大安全事故，对国民经济带来巨大影响。功率变流器安全可靠运行中面临的四个关键技术难题是：复杂工况下安全运行控制准则认识不清；状态监测电热特征量强耦合；长时间热管理控制方法缺失；功率半导体器件结温测量不准。

针对上述技术难题，10余年来研究团队在国内率先开展功率变流器安全可靠运行方面的研究，完成了国家自然科学基金重点项目、面上项目、科技部国际合作项目等系列项目。在功率变流器的安全运行、状态监测、主动调控等方面取得了创新成果，主要科技创新如下：

1. 复杂工况下基于复系数传递函数的并网变流器安全运行控制方法。提出了电网故障下并网变流器正负序电流解耦控制和基于安全运行域的多维控制策略，实现了变流器容量最大化利用，有效支撑电网电压恢复。

2. 电热特征量解耦的功率变流器在线状态监测方法。针对功率器件键合线和焊料层老化的状态监测，发明了基于特定驱动电压下集射极电流和降温曲线的在线状态监测方法，实现了电热特征量的相互解耦。

3. 多时间尺度综合主动热调控方法。揭示了实际工况下变流器的寿命分布规律，发明了多时间尺度下基于寿命分布的长时间主动热管理控制策略，显著提升了变流器的运行寿命。

4. 不受老化影响的功率器件结温在线提取方法。提出了基于三维温敏特性的功率器件结温自标定方法，实现了工业现场功率器件结温的准确自标定；发明了不受疲劳老化影响的功率器件结温在线提取方法，解决了功率器件结温在线准确提取的难题。

成果已授权国家发明专利29项，发表高水平论文50余篇，相关成果已应用于风电/光伏变流器等产品中。研究成果获国内外期刊年度最佳论文奖3次，国内外学术会议优秀论文奖9次，培养了全国百篇优博论文奖和提名奖各1人，重庆市优秀博/硕学位论文4人。

项目图片

1.功率器件加速老化试验平台

2.古瑞瓦特户用光伏逆变器

3.逆变器

项目完成单位

第一完成单位 重庆大学：教育部直属的全国重点大学，是国家“211工程”和“985工程”重点建设的高水平研究型综合性大学，是国家“世界一流大学建设高校（A类）”。学科建设有输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室和国家雪峰山能源电力装备安全野外科学观测研究站，在功率半导体器件和变流器可靠性理论和技术的研究方面处于国内前列。该项目的四个科技创新点的核心思想和实施方法均源自重庆大学研究团队的开拓性理论和技术上的原创工作。围绕该项目的研究，形成了论文和发明专利。重庆大学对本项目的创新点1，2，3，4均做出了贡献，在人力、物力和财力上全面支持项目研发工作和科技创新，并协助合作企业开展了研究成果的应用和转化，增强了合作企业产品竞争力。

第二完成单位 北京空间飞行器总体设计部：是我国航天器总体领域最多、专业技术最齐备的空间飞行器研制总体单位，承担着以高分辨率对地观测系统、第二代卫星导航系统、载人航天与探月工程三大国家重大科技专项为代表的航天器研制任务，在牵引和推动我国空间事业领域和专业发展方面发挥着重要作用。主要对本项目的创新点2和4做出了重要贡献。

第三完成单位 深圳古瑞瓦特新能源有限公司：是一家专注于可持续能源发电、储电、用电以及能源数字化领域的企业。公司设计、研发、制造光伏逆变器、储能系统、智慧能源管理系统，为全球家庭及工商业用户提供优质的全场景分布式能源解决方案。 自成立以来，古瑞瓦特始终坚持科技创新及研发投入，先后在深圳、西安及惠州成立研发中心，建立了超500人的专业研发团队。古瑞瓦特业务已覆盖全球150多个国家和地区，自主研发的OSS智能运维云平台已连接全球约140万名家庭及工商业终端用户。在本项目中主要对创新点1做了重要贡献。

第四完成单位 同济大学：是教育部直属的全国重点大学，国家“双一流”建设高校，国家“985工程”和“211工程”建设高校。电气工程系为适应智能电网、清洁能源、新能源汽车、轨道交通等领域的需求，在新能源利用及电气装备、电气绝缘与电力设备诊断、电力系统保护与监控、电力电子与牵引自动化、传动控制与系统仿真、智能配电网与微网等方向开展了研究，取得了一批具有国际、国内先进水平的研究成果。近5年本学科共承担国家级项目18项，省部级项目50余项。在本项目中主要对创新点4做出了重要贡献。

第五完成单位 深圳市鼎泰佳创科技有限公司：是国家高新科技企业，深圳市软件协会会员，深圳市知名中小企业。公司有 200 名员工，其中近 80 多名研发技术人员，多名高级工程师曾就职于艾默生、华为等知名行业公司。研发团队由深圳市领军人才-地方级人才带队，公司每年投入10%的营收资金用于研发。公司配备电力电子研发中心、自动化研发中心和智能制造软件研发中心，可为新能源汽车核心部件测试、新能源发电生产自动化、新电力电子材料测试、3C产品智能自动化生产系统提供解决方案。在本项目中主要对创新点4做了重要贡献。

第六完成单位 深圳市禾望电气股份有限公司：是一家专注于新能源电控系统研发、制造、销售和服务的高新技术企业，公司拥有完整的大功率变流器及监控系统的自主开发平台。 通过技术和服务上的自主创新，不断地为客户创造超额价值，现已成为国内新能源领域领先的电力电子企业。产品系列覆盖国内850kW~6.0MW风电变流器和50kW~1260kW光伏逆变器的主流机型。风电变流器的技术研发在国内市场中已处于领先地位，高强度投资于中国电网的电网适应性研究和未来新机型变流器的技术研发。在并网型太阳能光伏发电领域，禾望电气提供有竞争力的整体解决方案，包括系列化的光伏逆变器，完善的监控系统等，并提供集装箱一体化解决方案。在本项目中主要对创新点1做了重要贡献。

第一完成人简介

杜雄

教授 重庆大学

杜雄，工学博士，重庆大学教授，博士生导师，国家自然科学基金杰出青年基金获得者，国家“万人计划”青年拔尖人才，中国电源学会副理事长，全国优秀博士学位论文和中国电源学会杰出青年奖获得者。长期从事电力电子变流器可靠性、新能源电力电子系统稳定性等方面的科研工作，主持国家自然科学基金项目6项，其中重点项目1项。发表学术论文200余篇，授权发明专利30余项，出版Springer专著一部。