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新型电力系统面临的发展要求和挑战

2023-12-06

在现代化科技和能源管理理念支持下建立的全新电力系统，包括智能电网、新能源发电技术、电动车充电技术等方面的创新。与传统电力系统相比，新型电力系统具有高效能源利用、安全可靠、环境友好、能够有效节约电力资源、减少成本、提高效率，从而为社会带来更多的经济效益等优势。新型电力系统的发展也对电力电子技术提出了新的发展要求和挑战。
 
 
近日，华为数字能源技术有限公司CTO黄伯宁出席在厦门召开的“第九届国际第三代半导体论坛&第二十届中国国际半导体照明论坛“，并在开幕大会上分享了《从新型电力系统的发展看电力电子技术的挑战》的大会报告。
 
报告指出，工业革命伴随着能源革命，绿色低碳智能世界加速到来，碳中和引发能源生产和消费革命，同时带来各行各业升级换代的机会。构建以新能源为主体的新型电力系统，功率器件是核心之一。
从过去的多晶到单晶，现在的p到n以及未来的叠层，材料技术创新持续推动光电效率提升。钙钛矿材料成为潜力新星，叠加晶硅理论效率40%+,稳定性，大面积工艺两大产业化瓶颈仍待解决。SiC /GaN功率器件基于优异的材料&器件特性，广泛应用到消费类和新能源领域。SiC为代表的化合物功率器件与绿色能源产业需求高度共振。
新型电力系统面临的发展要求和挑战 (https://ic.work/) 智能电网 第1张
新型电力系统面临的发展要求和挑战 (https://ic.work/) 智能电网 第2张
报告指出，高比例新能源的技术挑战在于抗扰性弱，暂态电压失稳，惯量缺失。新能源渗透率提高，电网强度下降，暂态稳定性问题更加凸显。Grid Forming构网技术是解决新型电力系统稳定性的关键路径。Grid Forming过载能力提升需求，或许是SiC 下个机会点。封装技术面临着更高温度、更强散热、更小杂感。SiC 材料侧成本面临着8寸成本收益需要长时间兑现，晶锭材料利用率低，短期内材料成本降幅很有挑战。SiC 产品质量管控体系亟待提升，建立互信的应用端数据和生产端数据闭环。
新型电力系统面临的发展要求和挑战 (https://ic.work/) 智能电网 第3张
新型电力系统面临的发展要求和挑战 (https://ic.work/) 智能电网 第4张
在GaN行业方面，快充市场大规模渗透，探索更多高价值应用场景机会。突破可靠性基础上的大功率、高频化技术演进，引入新结构。智能化&集成化助力GaN向高密、高可靠演进。中小功率分布式光伏，组件级电力电子趋势，赋予GaN巨大前景空间。
报告认为，IGBT/SiC/GaN功率器件行业，量的问题将缓解，下一阶段重点是质的问题。

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