直流電網(wǎng)斷路器技術(shù)的基礎(chǔ)性研究

比起目前使用的傳統(tǒng)交流電，直流電擁有更多優(yōu)勢，例如，電網(wǎng)和電子裝置的耗損會比交流電減少5%～7%，還能更有效地從再生來源將電源送入電網(wǎng)和能源儲存體，同時改善電網(wǎng)的穩(wěn)定性;采用直流電還可打造體積更精巧的電子裝置。

由于以往欠缺率且符合成本效益的電路斷路器技術(shù)，因此無法讓直流電在例如資料中心、光伏(太陽能發(fā)電)和電信系統(tǒng)的配電網(wǎng)，或航空及運輸、電動車和鐵道技術(shù)的內(nèi)部電網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)揮大的功效。目前*的機電動力式電路斷路器在切換直流電和電壓時可能會產(chǎn)生電弧，且反應慢、重量重、不易使用且價格昂貴。

「NEST-DC」研究計劃系由德國教育研究部(BMBF)資助，旨在針對直流電網(wǎng)和應用研發(fā)創(chuàng)新半導體及*電子式的電路斷路器。全新的電路斷路器除了能開啟直流電，更重要的是能在高達 1,500V 的電壓下，快速且安全的關(guān)閉功能。

「NEST-DC」研究計劃旨在針對直流電網(wǎng)和應用研發(fā)創(chuàng)新半導體及*電子式的電路斷路器。

此外，NEST-DC也將開發(fā)創(chuàng)新的半導體元件，例如過電流中斷場效電晶體(OCB-FET)等，也將針對采用OCB-FET的電路斷路器，就其全新結(jié)構(gòu)和連接技術(shù)及切換拓樸進行規(guī)劃及測試。研究成果將應用于航太內(nèi)部電網(wǎng)、電動行動力、光伏(太陽能發(fā)電)，以及直流配電網(wǎng)路等領(lǐng)域。

NEST-DC專案成員職責

NEST-DC專案成員涵跨半導體晶片到直流電網(wǎng)系統(tǒng)的整體價值創(chuàng)造鏈，包括德國布萊梅大學電機驅(qū)動及電力電子與裝置學會(IALB)，以及空中巴士集團(Airbus Group)、E-T-A Elektrotechnische Apparate公司、西門子公司(Siemens AG)和英飛凌(Infineon Technologies AG)(負責計劃協(xié)調(diào))4間公司。此外，總部設(shè)于德國紐必堡的歐洲電力電子中心(ECPE) 亦提供支援。

在此計劃中，IALB負責調(diào)查及模擬OCB-FET內(nèi)所用的全新半導體結(jié)構(gòu)、新開發(fā)電路斷路器的靜態(tài)及動態(tài)測量，以及測試裝置的散熱性和崩壞極限?？罩邪褪考瘓F負責定義航空應用的需求、研究合適的拓樸，并與NEST-DC成員一同研發(fā)應用展示?？罩邪褪考瘓F將在德國奧托布倫(Ottobrunn)進行硬體測試。

西門子將專注于電路斷路器的結(jié)構(gòu)及連接技術(shù)。E-T-A Elektrotechnische Apparate將定義工業(yè)應用的需求，并與專案成員一同驗證高達 1,500V電壓等級的電路斷路器。英飛凌負責主導該計劃，貢獻在功率半導體領(lǐng)域的專業(yè)知識，研究用于OCB-FET的功率半導體。

NEST-DC研究計劃由BMBF資助約230萬歐元，資助發(fā)展「提升能源效率的電力電子」。計劃始于2013年10月，為期3年。NEST-DC 為德文縮寫，意思是「適用于再生能源和內(nèi)部電網(wǎng)的創(chuàng)新電子直流電路斷路器」。

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