大容量电力电子混杂系统多时间尺度动力学表征与运行机制_第1页
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文档简介

1、附件 13“大容量电力电子混杂系统多时间尺度动力学表征与运行机制重大工程指南现代电力电子技术是我国重大装备的关键根底性技术之一，大容 量电力电子装置与系统是其前沿开展领域， 是面向我国经济社会开展 的重大需求。 现代大容量电力电子装置和系统由大功率半导体开关器 件、储能元件、广义连接部件和控制单元混合构成，通过信息流对能 量流的精确控制以实现电能的有效变换与传输。在不同的时间尺度 下，系统及器部件均呈现出复杂的动力学行为， 是典型的线性与非线 性混杂系统。由于尚未掌握电力电子混杂系统在多时间尺度下的动力学行为表 征与运行规律， 目前的电力电子装置设计应用中尚未考虑多时间尺度 下各器部件瞬态动力

2、学特性及其耦合关系， 遵循的是静态或准静态设 计准那么与方法， 难以实现系统的精确设计， 无法保证全工作区域边界 内系统的性能与平安。 因此，迫切需要研究电力电子混杂系统多时间 尺度下动力学行为的建模、 分析与设计方法， 揭示其动力学边界与约 束条件及其相互匹配规律，建立对其动力学行为高效精准控制方法， 为大容量电力电子装置与系统的设计和稳定运行提供坚实的科学依 据。一、科学目标 以大容量电力电子混杂系统为研究对象，针对其多时间尺度的动 力学表征、 混杂系统的运行匹配规律、 以及动力学行为的控制规律等 关键科学问题， 研究大容量电力电子混杂系统多时间尺度下各器部件 的动力学行为及多物理场耦合关

3、系， 说明电力电子混杂系统多时间尺度下的动力学边界与约束条件，揭示其运行与匹配规律，构建大容量电力电子混杂系统的设计准那么， 实现其在多时间尺度下的优化设计和 性能提升，研究大容量电力电子混杂系统动力学行为的高效精准控制 理论与方法，旨在根底理论、研究方法和设计技术上取得突破。二、研究内容一电力电子混杂系统多时间尺度的动力学表征。研究大容量电力电子混杂系统中功率半导体器件的运行与失效机 理通态、阻态、开通、关断、恢复等及组合动力学特性，建立各 器部件在不同时间尺度下的多物理场动力学模型；揭示各种时间尺度下器部件之间的耦合关系，研究系统多时间尺度动力学行为的数学描 述及仿真方法。二多时间尺度下电

4、力电子混杂系统运行匹配规律。研究多时间尺度下各器部件的动力学运行边界与约束条件，研究系统器部件在不同时间尺度下的匹配机制；揭示多时间尺度下电力电子混杂系统的运行规律，构建大容量电力电子混杂系统的优化设计方 法与准那么。三电力电子混杂系统动力学行为的控制规律。研究大容量电力电子混杂系统动力学行为的控制策略，揭示脉冲调制、信号传输与器件组合控制等对系统能量变换与传输的影响机 理，实现对电力电子混杂系统动力学行为的主动约束与精准控制，三、资助期限 5年 2021年1月至2021年12月四、 资助经费1500万元五、申请考前须知一申请人应当认真阅读本工程指南和通告，不符合工程指南 和通告的申请工程不予受理。二申请书的附注说明选择“大容量电力电子混杂系统多时间尺 度

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