智能电网与IGBT
智能电网研究最早是美国电科院发起的,是适应信息时代和人类社会可持续发展的配电模式,是现代电网的发展方向和目标,特征为:
(1)扩展兼容功能:基于环保节能和可持续发展的要求,同时不同于传统的只适合于单向潮流的配电网,越来越多的分布式电源将渗透进配电网基础设施。该电源包括分布式可再生能源发电装置、分布式储能装置,以及电力用户(包括电动车)用电需求的响应等。
(2)安全性:实现大电网的安全稳定运行,降低大规模停电的风险(如:美加"8.14大停电"),提高电网自愈能力,为高新技术、敏感用户提供高级电能质量和供电可靠性;
(3)提高用电能效,降低总能量消耗和网损,使负荷需求特性更具弹性,削峰填谷提高利用率。
我国的智能电网的规划和建设虽然起步较晚,但作为“十二五”发展规划的重点制定了长远的发展计划,两大电网公司在智能电网的投资不小于2000亿。发展规划见下图:
智能电网的发展规划
国内IGBT厂商现状与挑战
近年来,由于国家政策和资金上的支持,近几年来国内IGBT芯片和模块封装产业得到了较快的发展,涌现出一批IGBT芯片和封装的生产企业,如江苏宏微、宜兴东光、吉林华微、嘉兴斯达等。主要占据了国内的电焊机、电源、低压变频器、消费电子的部分市场。打破了国外在此领域对我国的垄断。但作为智能电网在变电、输电和配电环节使用的高压大功率的IGBT目前主要为欧美和日企垄断。
我们应该清晰看到高压大功率IGBT是有很高技术壁垒的,进口厂商与国内厂商无论是在技术上还是在产品的系列化方面,都有较大的差距。要缩小这种差距我认为应该朝以下几个方向努力:
1、基础原材料的供应是产品升级的关键,主要有单晶片、模块封装用的DBC基板材料,键合线、焊料材料、填充材料等,这需要国内IGBT的配套厂家要勇于创新,同时需要加大的投入进行研发和生产。
2、IGBT新技术和新工艺,如槽栅、场终止层和薄片工艺,需要摸索和攻关。
3、充分利用好国内外人才,走产学研相结合之路,国内很多高端人才集中在高校,企业可以充分利用高校人才进行各个方向的研究。同时与高校建立联动的人才培养机制。江苏宏微与国内高校建立了多种合作模式,1200A、1700V的IGBT在新能源领域已经开始使用。
4、测试标准的制定。有必要制定行业和国家标准,规范IGBT器件和模块的测试和可靠性标准。