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摘要
为应对能源安全和环境治理的严峻挑战,逐步实现“碳达峰”和“碳中和”的“双碳”目标,现代能源系统的转换方式和调控方法均迫切需要创新与变革.基于电力电子技术的能源转换装备在太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、生物质能等分布式能源系统和化学能、飞轮储能以及氢能等储能系统中的广泛应用和迅速发展,大幅提升了多能源转换系统的灵活性、可控性和高效性,显著增强了多能源系统间的互动性、融合性和经济性.随着基于电力电子技术的能源转换装备在多能源系统中的渗透水平不断提高与规模化应用不断推广,给分布式多能源系统在可再生能源发电、高效能源转换和高密度能量存储等多环节带来了历史性的发展机遇和系统性的科技挑战.本文阐述电力电子技术在多能源系统中高能效转换和高品质调控的作用,简述电力电子技术的基础概念与基本内涵,介绍电力电子装备在可再生能源发电、多能源储能系统及工业生产应用领域中的代表性应用.在此基础上,从电力电子变换拓扑理论、多自由度组合与协同调控、功率器件应用特性测评等三个方面论述电力电子变换系统的关键核心技术,总结了电力电子技术在能源系统中高能效转换、高品质调控和高可靠运行的支撑作用.最后,探讨基于电力电子技术的多能源系统能量高效转换发展的创新路径,从电力电子技术的视角,为推动我国“双碳”目标的实现提供新思路.
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