清華新聞網8月26日電 近日，中國電機工程學會在株洲組織召開了“直流電網用4500V/5000A IGCT-Plus關鍵技術與器件研制”項目技術鑒定會，由清華大學和株洲中車時代電氣股份有限公司（以下簡稱“中車時代電氣”）共同研制的直流電網用4500V/5000A IGCT-Plus器件順利通過評審，標志著新一代國產化大容量IGCT器件從技術研發、工藝制造、測試驗證轉入工程應用階段。

　　IGCT-Plus器件 

　　本次評審專家委員會由中國科學院周孝信院士、中國工程院羅安院士等來自政府、企業、科研院所及高校的10位權威專家組成。中車株洲電力機車研究所有限公司丁榮軍院士、副總經理馮江華，清華大學電機系曾嶸教授、余占清副教授、趙彪副教授，中車時代電氣總經理劉可安、副總經理尚敬、半導體事業部總經理吳煜東等30余人參加。

　　鑒定會現場 

　　曾嶸、趙彪副分別做了工作報告、技術報告，向鑒定委員會全面匯報了項目情況。由清華大學和中車時代電氣組成的項目團隊歷時多年產學研聯合攻關，建立了GCT芯片緊湊型物理機理模型，提出了參數優化及性能調控方法，改進了關鍵制備工藝，提出了新型門極驅動方案，率先成功研制了新一代直流電網用IGCT-Plus器件。該器件關斷電流5000A，直流連續電流可達3000A，10ms浪涌電流能力35kA，di/dt耐受能力500Hz 5000A/us，具有黑啟動和過電流保護功能，可實現直流電網低成本、高效率、高可靠的能量變換。

　　鑒定委員會專家聽取了項目組匯報，對IGCT-Plus器件的直流連續通流、電壓電流臨界上升率、過電流保護、黑啟動、浪涌電流、失效短路等性能進行了現場測試，并與項目組成員展開了質詢與討論，對項目在推動高壓大容量半導體器件及直流電網裝備的全國產化方面所做的工作表示高度肯定，建議在更多的實際工程中推廣應用。經討論，鑒定委員會專家一致認為，本項目攻克了影響IGCT在電網領域推廣應用的科學和技術難題，經測試和應用檢驗驗證，研制的直流電網用4500V/5000A IGCT-Plus器件在機理模型、性能調控方法、門極驅動等方面達到國際領先水平。

　　專家組見證測試 

　　隨著風能、太陽能等新能源和大規模儲能的迅速發展，世界范圍內柔性直流輸配電系統的市場規模巨大。現有國際柔性直流換流裝備基本采用IGBT方案，而事實上，不同于交流電網的電力電子裝備，直流電網中的MMC等關鍵裝備具有很多新特點，很大程度上避免了IGCT運行頻率低的關鍵瓶頸，同時帶來了低成本、高可靠和高效率等諸多潛在優勢，具有巨大的應用潛力。本項目從物理機理模型、摻雜設計和性能調控、制備工藝和門極驅動等多方面出發，攻克了影響IGCT在電網領域推廣應用的電壓電流上升率、黑啟動、驅動電源管理等關鍵難題，有望有效提升柔性輸電的技術經濟性。

　　自主研制的全國產化IGCT-MMC模塊（左：半橋模塊，中：全橋模塊，右：功率對沖平臺） 

　　本項目研制的IGCT-Plus器件可在MMC、直流斷路器、直流變壓器、直流耗能裝置等直流電網關鍵裝備中應用，同時在高壓大容量SVG等柔性交流輸電裝備中也具有應用前景。