Phase III IUCRC at University of Arkansas: Center for Grid-Connected Advanced Power Electronics Systems (GRAPES)

阿肯色大学第三阶段 IUCRC:并网先进电力电子系统中心 (GRAPES)

基本信息

  • 批准号:
    1939144
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-03-01 至 2025-02-28
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The NSF IUCRC on GRid-connected Advanced Power Electronics (GRAPES) has been providing significant benefits to member companies and the nation's emerging electric power grid modernization efforts since 2009. GRAPES is advancing knowledge in grid-connected power electronics, producing much-needed talent for the industry, and developing world-first technologies that impact the electric power grid and other sectors where power electronics applications are expanding. The University of Arkansas (UA) and the University of Wisconsin, Milwaukee (UWM) are the two university sites of GRAPES that seek to achieve the mission of accelerating the adoption and insertion of power electronics into the grid, in order to improve system stability, flexibility, robustness, and economy. The primary broader impact is to touch the lives of all Americans with technologies that lead to a modernized, but equally reliable electric power grid that is able to more directly incorporate increased penetrations of renewable energy sources than before. Further impacts are to provide the highest quality, differentiable integrated engineering education and research experience to meet the emerging workforce and technical needs of the nation's energy industry. Collaborative research is conducted in teams that include professors, graduate and undergraduate students, and industry experts. Both GRAPES' sites have influence at many levels: high school students, undergraduate and graduate students, working professionals, minority and underrepresented groups, and member companies.Application areas that GRAPES addresses include solid-state protection, power conditioning and conversion, interfacing renewables to the grid, and assessing the impacts and advantages of grid-connected power electronics. This work focuses on low-voltage (up to 480 V) and medium-voltage (up to 35 kV) areas that are most suitable for power electronics, therefore directly impacting distribution grids. Key focus areas are on distributed generation integration, AC and DC Microgrids, distribution and protection, high frequency magnetics, ancillary services, smart distribution, grid connected energy storage systems, and SiC-based converters. Fundamental technologies include power electronic packaging, control methods, gate drivers, and software tools that are robust and resilient in the presence of the high voltage and current conditions present in the grid. The UA and UWM sites provide complementary facilities and expertise. An example of a facility is the National Center for Reliable Electric Power Transmission (NCREPT), a 6 MVA test facility capable of 15 kV testing of research prototypes as well as commercial grade power electronics. The facilities also include a 350 kVA microgrid system, center for sustainable electrical energy systems, energy storage systems and interface, test setups for high voltage wide band gap devices, and DC protection setups.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
自2009年以来,NSF IUCRC的GRid连接先进电力电子(GRAPES)一直为成员公司和国家新兴的电网现代化工作提供重大利益。 GRAPES正在推进并网电力电子技术的知识,为行业培养急需的人才,并开发影响电网和电力电子应用正在扩大的其他行业的世界一流技术。 阿肯色州大学(UA)和威斯康星州大学密尔沃基分校(UWM)是GRAPES的两所大学,旨在实现加速电力电子技术的采用和插入电网的使命,以提高系统的稳定性,灵活性,鲁棒性和经济性。 主要的更广泛的影响是用技术触及所有美国人的生活,这些技术导致现代化,但同样可靠的电网,能够比以前更直接地纳入可再生能源的渗透。进一步的影响是提供最高质量,差异化的综合工程教育和研究经验,以满足国家能源行业新兴的劳动力和技术需求。合作研究是在包括教授,研究生和本科生以及行业专家在内的团队中进行的。GRAPES的两个网站在许多层面都有影响力:高中生,本科生和研究生,工作专业人士,少数民族和代表性不足的群体,以及会员公司。GRAPES解决的应用领域包括固态保护,电力调节和转换,可再生能源与电网的接口,以及评估并网电力电子的影响和优势。这项工作的重点是最适合电力电子的低压(高达480 V)和中压(高达35 kV)区域,因此直接影响配电网。主要关注领域是分布式发电集成、AC和DC微电网、配电和保护、高频磁性、辅助服务、智能配电、并网储能系统和基于SiC的转换器。 基础技术包括电力电子封装、控制方法、栅极驱动器和软件工具,这些技术在电网中存在的高电压和电流条件下具有鲁棒性和弹性。 UA和UWM站点提供互补的设施和专业知识。国家可靠电力传输中心(NCREPT)是一个6 MVA的测试设施,能够对研究原型和商业级电力电子设备进行15 kV测试。这些设施还包括一个350 kVA的微电网系统、可持续电能系统中心、储能系统和接口、高压宽带隙设备测试装置以及直流保护装置。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(41)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Subcircuit Based Modelling of SiC MOSFET in MATLAB/SIMULINK
在 MATLAB/SIMULINK 中基于子电路的 SiC MOSFET 建模
A High-Power, High-Frequency Matrix Core Transformer Design for Medium Voltage Dual Active Bridge
用于中压双有源电桥的高功率、高频矩阵核心变压器设计
Multi-level Active Gate Driver for SiC MOSFETs with Paralleling Operation
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Design and Demonstration of a 100 kW High-Frequency Matrix Core Transformer for More Electric Aircraft Power Distribution
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