华中科技大学获第八届高校电力电子应用设计大赛特等奖

　　11月17日，中国电源学会公布“GaN Systems杯”第八届高校电力电子应用设计大赛获奖名单。我校团队在众多参赛队伍中脱颖而出，凭借创新的设计方案与优异的实测数据斩获特等奖。

　　高校电力电子应用设计大赛由中国电源学会发起，是一项面向全国高校学生的具有探索性的工程实践活动，也是全国电力电子领域最高水平的大学生竞赛。11月3日至6日，“GaN Systems杯”第八届高校电力电子应用设计大赛决赛在福建省厦门市举行。本次比赛为“GaN Systems杯”的首届赛事，以“高效高功率密度单级光伏逆变器设计”为题目，要求设计作品解决高效、高功率密度、高电能质量等多项技术难题。共有来自全国46所高校的64支队伍参赛，其中16支队伍挺进现场总决赛。经过激烈角逐，我校电气学院康勇教授与陈材副研究员指导的ASPIL团队（参赛队员徐文哲、朱双喜、胡至祎、黄以杰、董佳鑫）斩获本届赛事唯一特等奖。此外，其它院校有2支队伍获得一等奖，3支队伍获得二等奖，2支队伍获得三等奖。

　　在我国双碳战略迅猛推进与世界能源革命的巨大浪潮之下，全球能源格局正发生翻天覆地的变化。近年来，以光伏、风电等为代表的清洁能源行业正高速发展，以光伏为例，仅2021年全球光伏新增装机量就达175GW。光伏逆变器是光伏发电系统中最重要的角色之一，其将光伏板的直流电转化为电网的交流电，控制光伏板的发电特性与电能的入网特性，既是控制光伏系统能量特性的“大脑”，又是处理能量转换的“肌肉”。光伏逆变器目前存在两方面的迫切进步需求：一是效率，效率是决定光伏系统经济特性的最重要指标，光伏逆变器作为光伏功率的承载者，其效率决定着整个光伏系统的效率；二是功率密度，提高功率密度可降低体积，降低光伏变电站占地面积与用地成本，同时随着光伏产业的不断进化，近年发展迅猛的户用微型光伏逆变器更是对功率密度提出了更高的要求。

　　针对上述问题，结合赛题要求，我校团队提出了一种高效、高功率密度单级光伏逆变器设计方法，并成功研制出样机。根据高效、高功率密度这一关键需求，团队提出了三种不同的技术方向，并从中凝练出六条明确的设计指导路线。结合宽禁带半导体GaN器件的诸多特性，团队综合考虑方案选取、调制与控制、回路设计、结构堆叠、散热复用等各个方面要求，在样机上对每条设计路线均进行了有效运用与充分验证。

　　效率与功率密度为竞赛核心指标。最终，该样机最高满载效率达到97.08%，处于所有队伍前列；现场实测功率密度达到106W/inch3，超赛题指标10倍。该设计方法广泛适用于集中式光伏架构与分布式微逆架构，为光伏逆变系统的高效化、小型化提供了可行有效的指导思路。充分的创新与稳定的测试表现，使我校团队获得大赛各专家评审的一致好评。