[00391176]高能效高压放电电源的负荷主动匹配技术与产业化应用

高压放电电源是等离子体技术应用在环境保护、材料处理和生物医疗等民生重大领域中的电能转换核心装备，是环境治理的重要技术支撑，对中国打赢“蓝天保卫战”意义重大。国外对高能效放电电源长期实施技术封锁。该技术涉及电力电子、环保工程和等离子体物理等多学科交叉，历经多年攻关尚未攻克，严重制约了中国生态环境建设。国内外高压放电电源面临功率器件可靠性低、放电负荷适配性弱、放电处理效果差等亟需突破的技术难题。该项目在国家及省部级项目资助下，历经十余年刻苦钻研，突破了上述三大技术瓶颈，研发出两大系列十余种放电电源成套装备并规模化应用。 主要创新如下：(1)针对功率器件在复杂工况下运行可靠性低的难题，建立了含多寄生参数效应的功率器件精准模型，首创了大容量功率器件动态特性准在线测试方法，发明了基于动态热敏感电参数的器件结温在线检测技术，与已有方法相比，检测响应速度从数十毫秒提高到了数十微秒，检测灵敏度从1-2mV/℃提升至70mV/℃，满足了器件芯片微秒级瞬时过热保护要求。(2)针对负荷特性精确表征和高压电场适配切换难题，提出了放电负荷的非线性分段模型和切换准则，量化了有效放电时间与放电效果的关系，解决了放电时间失准导致的处理失效难题；提出了“两进一出”、“双刀四联”的多形态高压电场耦合叠加技术，攻克了多模态放电负荷的输出匹配和快速无缝切换难题，实现了高能电场输出和一机多用。(3)针对放电系统高效稳定处理难题，提出了非对称倍频调制降损、能量脉冲压缩提质、脉冲密度/频率混合控制均匀调功的分类协同调控技术，破解了放电能量作用分散和活性粒子浓度低的难题，实现了系统最优频率运行，均匀放电范围拓展了20％以上，满足了多样性负荷应用需求。 项目制定了国家/行业标准4项；获授权国家发明专利16项，实用新型专利6项，软件著作权6项；在IEEE期刊/会议等上发表SCI/EI论文57篇，总他引530余次，获美/加等国院士、IEEE PELS主席等国内外知名专家高度评价。项目成果获日内瓦国际发明金奖、中国电力企业联合会电力创新一等奖、IEEE ECCE最佳论文奖、省内首台(套)产品等荣誉。同行专家鉴定该成果“取得重大创新突破，整体居于国际领先水平”。研发的系列产品已服务于650多台大型火电机组，近三年累计新增产值6.4亿，并出口至“一带一路”国家，实现了中国高能效高压放电电源技术的跨越式发展。