Инверторы для отечественной электроэнергетики и промышленности

Александр Юрьевич Аргасцев; Олег Валерьевич Жданеев; Александр Валерьевич Ставцев; Константин Николаевич Фролов; Евгений Сергеевич Чупин

doi:10.34831/EP.2022.1087.2.008

Инверторы для отечественной электроэнергетики и промышленности

Александр Юрьевич Аргасцев, Олег Валерьевич Жданеев, Александр Валерьевич Ставцев, Константин Николаевич Фролов, Евгений Сергеевич Чупин

Аннотация

Рассматриваются основные направления развития преобразовательной техники в России и в мире, дана оценка основным мировым тенденциям развития преобразовательной техники, приоритетным для технологического развития энергетики Российской Федерации. Проанализированы основные сферы применения и исследован отечественный рынок инверторов -- электротранспорт, солнечная и ветроэнергетика, распределённые интеллектуальные энергетические системы, в том числе системах накопления электрической энергии. Проведена детальная декомпозиция инвертора с указанием критичных технологий и электронно-компонентной базы, требующих развития в России. В качестве практического примера по созданию отдельных современных модулей для инверторов в России представлен реализуемый проект по разработке и организации производства специализированного IGBT-модуля (биполярных транзисторов с изолированным затвором) в корпусе MIDA. Даны отдельные предложения по развитию производства преобразовательной техники в России за счёт кооперации государства и бизнеса.

Ключевые слова

преобразовательная техника, инвертор, силовая электроника, IGBT, возобновляемые источники энергии, электротранспорт

Полный текст:

PDF

Литература

Жданеев, О.В. Развитие ВИЭ и формирование новой энергополитики России [Текст] / О.В. Жданеев, С.С. Зуев // Энергетическая политика – 2020. -- № 2(144). – С. 84 -- 95. – (DOI: https://doi.org/10.46920/2409-5516_2020_2144_84).

Joseph, T. Asset Management Strategies for Power Electronic Converters in Transmission Networks: Application to Hvdc and FACTS Devices [Text] / T. Joseph, C.E. Ugalde-Lo, J. Liang, P.F. Coventry // IEEE Access. – 2018. – Vol. 6. – P. 21084 -- 21102. – (DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2826360).

China is reshaping the power electronic industry [Electronic resource] // Yole Development. – 2020. – September. – (https://www.i-micronews.com/products/status-of-the-power-electronic-industry-2020/?utm_source=PR&utm_medium=email&utm_campaign=PR_STATUS_OF_THE_POWER_ELECTRONICS_INDUSTRY_YOLEGROUP_Oct2020).

Вопросы технической политики отраслей ТЭК Российской Федерации [Текст] / под ред. О.В. Жданеева – М.: Наука, 2020. – 304 с. – (DOI: 10.7868/9785020408241).

Status of the Power Electronics Industry report [Electronic resource] // Yole Development. – 2017. -- July. – (http://www.yole.fr/STATUS_POWER_ELECTRONICS_INDUSTRY.aspx).

Feng, Z. Comparative Study of 2SiC&4Si Hybrid Configuration Schemes in ANPC Inverter [Text] / Z. Feng, X. Zhang, S. Yu and J. Zhuang // IEEE Access. – 2020. -- Vol. 8. – P. 33934 -- 33943, 2020. – (DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2974554).

Kudelin, A. Wind ENERGY in Russia: The current state and development trends [Text] / A. Kudelin, V. Kutcherov // Energy Strategy Reviews. – 2021. – No. 34. – P. 100627. – (DOI: https://doi.org/10.1016/j.esr.2021.100627).

Холкин, Д.В. Применение систем накопления энергии в России: возможности и барьеры [Текст] / Д.В. Холкин, Д.А. Корев. – М.: НТИ Энерджинет, 2019. – 158 с. – (https://www.eprussia.ru/upload/iblock/1b8/1b83729ddd27beaeb629e380293a4585.pdf).

Shair, J. Power system stability issues, classifications and research prospects in the context of high-penetration of renewables and power electronics [Text] / J. Shair, H. Li, J. Hu, X. Xie // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2021. – Vol. 145. – (DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111111).

Xu, Y. Energy router: Architectures and functionalities toward Energy Internet [Text] / Y. Xu, J. Zhang, W. Wang, A. Juneja, S. Bhattacharya // IEEE International Conference on Smart Grid Communications (SmartGridComm). – 2011. – P. 31 – 36. – (DOI: 10.1109/SmartGridComm.2011.6102340).

Peng, F.Z. Flexible AC Transmission Systems (FACTS) and Resilient AC Distribution Systems (RACDS) in Smart Grid [Text] / F.Z. Peng // Proceedings of the IEEE. – 2017. – Vol. 105(11). – P. 2099 – 2115. – (DOI:10.1109/jproc.2017.2714022).

Санатов, Д.В. Перспективы развития рынка электротранспорта и зарядной инфраструктуры в России: экспертно-аналитический доклад [Текст] / Д.В. Санатов // СПб.: Политех-пресс, 2021. – 44 с. – (DOI: 10.18720/SPBPU/2/id21-10).

Balasundar, C. Design of power quality enhanced sustainable bidirectional electric vehicle charging station in distribution grid [Text] / C. Balasundar, C.K. Sundarabalan, J. Sharma, N.S. Srinath, J.M. Guerrero // Sustainable Cities and Society. – 2021. – Vol. 74. – (https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.103242).

Hoene, E. Outlook on Developments in Power Devices and Integration: Recent Investigations and Future Requirements [Text] / E. Hoene, G. Deboy, C.R. Sullivan, G. Hurley // IEEE Power Electronics Magazine. – 2018. – Vol. 5(1). – P. 28 -- 36. – (DOI:10.1109/mpel.2017.2782398).

Kang, H. True Material Limit of Power Devices -- Applied to 2-D Superjunction MOSFET [Text] / H. Kang, F. Udrea // IEEE Transactions on Electron Devices. – 2018. – Vol. 65 (4). – P. 1432 -- 1439. – (https://doi.org/10.1109/TED.2018.2808181).

Yadlapalli, R.T. Advancements in energy efficient GaN power devices and power modules for electric vehicle applications: a review [Text] / R.T. Yadlapalli, A. Kotapati, R. Kandipati, S.R. Balusu, C.S. Koritala // International Journal of Energy Research. – 2021. – Vol. 45(9). – P. 12638 -- 12664. – (DOI: https://doi.org/10.1002/er.6683).

Fuentes, C.D. SiC-MOSFET or Si-IGBT: Comparison of Design and Key Characteristics of a 690 V Grid-Tied Industrial Two-Level Voltage Source Converter [Text] / C.D. Fuentes, M. Müller, S. Bernet, S. Kouro // Energies. – 2021. – Vol. 14(11). – P. 3054. – (DOI:10.3390/en14113054).

Qian, C. Thermal Management on IGBT Power Electronic Devices and Modules [Text] / C. Qian, A.M. Gheitaghy, J. Fan, H. Tang, B. Sun, H. Ye, G. Zhang // IEEE Access. – 2018. – Vol. 6. – P. 12868 -- 12884. – (DOI:10.1109/access.2018.2793300).

Nandan, D. An efficient antilogarithmic converter by using correction scheme for DSP processor [Text] / D. Nandan // Traitement du Signal. – 2019. -- Vol. 37. -- No. 1. – P. 77 -- 83. – (https://doi.org/10.18280/ts.370110).

Жданеев, О.В. Целевая схема взаимодействия между ОПК и ТЭК [] / О.В. Жданеев // Энергетическая политика. – 2021. -- № 4(158). – (DOI: 10.46920/2409-5516_2021_4158_54).

Жданеев, О.В. Вызовы для энергосектора России до 2035 года [Текст] / О.В. Жданеев, С.С. Зуев // Энергетическая политика. – 2020. -- № 3(145). – С. 12 -- 23. – (DOI: https://doi.org/10.46920/2409-5516_2020_3145_12 ).

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.1087.2.008