“台达杯”电力电子人工智能设计竞赛|第十二届高校电力电子应用设计大赛
一.赛道简介
本竞赛旨在探索人工智能(Artificial Intelligence,AI)在电力电子领域的创新应用,如AI在电力电子设计、控制、运维等领域的应用,基于AI的项目规划管理,AI与领域知识融合方法等。鼓励大学生关注AI前沿,鼓励创新,鼓励开源,以促进“AI+电力电子”实际落地和产业升级。
二.赛道组织机构
主办单位:
中国电源学会
中国电源学会科技竞赛工作委员会
承办单位:
山东大学
冠名合作伙伴:
台达电子企业管理(上海)有限公司
联合合作伙伴:
德州仪器半导体技术(上海)有限公司
测试合作伙伴:
上海远宽能源科技有限公司
三.竞赛题目及要求
(一)竞赛题目:基于人工智能的电力电子控制系统
人工智能(AI)与电力电子控制的融合,是推动功率变换技术向智能化、自适应化发展的关键前沿。这一交叉领域的探索最早可追溯至20世纪80-90年代,当时的研究者已开始尝试应用神经网络等算法生成控制信号。历经数十载发展,随着当前AI技术(特别是在深度学习、强化学习等方面)的突破性进展,以及电力电子器件与拓扑结构的不断成熟,两者深度融合的机遇空前广阔。AI技术不仅为电力电子系统带来了性能优化的新工具,更可能催生控制范式的革新,例如实现更精确的状态观测、更优的实时参数整定、更智能的保护机制,乃至探索新型的直接智能控制架构。
本赛题旨在鼓励参赛者深入探索AI与电力电子控制的深度融合,聚焦创新性与实用性。参赛者需选择一种或多种前沿AI算法,与特定的电力电子变流器拓扑(如各类双向AC-DC变流器、隔离及非隔离DC-DC变换器等)及其应用场景相结合,进行创新设计。核心任务在于开发能够显著提升系统性能、增强场景适应性、或实现新功能的新型控制解决方案。
(二)参赛设计技术要求:
1.将AI技术应用于电力电子变换器控制的所有或部分环节。应用场景、拓扑结构、功率等级与电压范围自选。鼓励面向新能源与储能并网场景的T-NPC变流器、服务器电源场景的交错并联Buck开展优化设计。控制性能应当体现AI介入控制所带来的独特优势,算法应当具有可迁移性,不能局限于单一工况的优化。
2.AI介入的控制环节可以包括但不限于:变换器开关序列优化,调制策略改进,状态观测,参数调整,控制架构优化,误差追踪,系统故障预警等。AI介入后的效果应当能够通过变流器整体测试体现在具体指标的提升,如效率,EMC性能,动静态指标。
3.交付物是一套AI控制系统,包括实时控制算法和控制硬件电路两部分。算法必须能够完全或部分部署在实时控制器中。推荐使用德州仪器TMS320F28P55x平台,并具备与半实物仿真平台或实验平台的接口,以便在实时运行状态下验证控制性能。算法须充分利用实时控制器提供的计算能力。
4.控制系统须控制半实物仿真或实验平台。赛道组委会提供远宽MT6020实时仿真器(20kHz以下开关频率可以使用任意拓扑结构,更高开关频率请咨询赛道秘书处测试仪器技术支持)用于比赛测试,也可自备半实物仿真平台。鼓励直接使用硬件电路验证控制效果,如使用硬件电路,则无须支持半实物仿真验证。
5.参赛项目的代码最终须开源,以促进电力电子设计社区的技术交流和合作,推动电力电子AI控制方向的发展。
选题参考:
AI技术与任意变换器的控制结合均可,包括但不限于以下方向:
1.AI技术实现传统控制难以达到的控制性能:例如,利用神经网络控制实现脉冲型负荷的快速补偿,达到前所未有的响应速度并保持极低的超调。
2.AI技术应对传统控制难以应对的工况:例如,利用人工智能技术实现对电网阻抗,频率,电压的异常风险检测,并针对性调整控制策略。
3.AI技术协同传统控制策略难以兼顾的控制目标:例如,基于变流器电热耦合模型,在能效,可靠性,输出质量等多个目标实现协同优化。
4.AI技术实现在线学习与自我优化:例如根据历史运行中的扰动进行自我优化,实现扰动抑制能力的持续提升。
5.AI技术实现变换器控制对产品序列自动适配:例如,针对一类拓扑实现控制一键部署,适配全产品序列的功率和电压等级,运行的动静态指标不发生显著劣化。
6.其他:放飞想象,探索一切你认为AI控制具备优势的领域,但指标需要可评测可对比。
测试要求:
1.算法的基础功能测试:是否满足所用变换器拓扑和所面向应用的基本要求,比如对电压,电流,功率等变量的控制能力。变换器应当工作在合理的工作条件下,比如应当具有合理的开关频率范围,电容电感参数,开关电压电流应力。
2.智能控制性能测试:对比传统控制策略,尤其是不依赖AI的先进控制算法(如Deadbeat,MPC等),是否具备更加突出的性能,功能,是否具备工况迁移能力,是否解决了传统控制无法解决或者解决不好的问题。注意:不认可模糊控制、遗传算法等为AI算法。
3.AI介入程度及创新性评价:由评审专家进行多维度评价,如应用的AI技术是否合理,方案是否具有创新性,优势是否具备说服力,AI在控制环路中的占比,是否可以合理解释AI对性能提升的具体作用原理。
4.算力需求,部署的快速性和方案合理性评价:是否用尽可能少的资源达到了预期的效果;部署和移植是否便捷快速;如果采用了多平台协同,是否有必要,是否充分发挥了实时控制器的潜力。
5.代码完整性和方案清晰性评价:代码是否有可读性、可维护性和可扩展性,以便于开源后其他开发者理解和二次贡献。同时,代码应包含详细的注释和文档,绘制控制框图,指明控制信号,采样信号与变换器电路的对应关系,说明各部分功能和原理,以促进开源社区的交流和合作。
四.参赛办法
1.参赛报名:参赛队应于2026年3月16日前登录design.cpss.org.cn上填写提交。需要包括项目组成员组成信息,并提供一份由指导教师签名的支持函,同意指导参赛队伍、并为参赛队伍提供必要支持,包括实验场地、实验材料、必要的参赛费用等。指导教师的支持函模板参见“第十二届高校电力电子应用设计大赛方案征集通知”附件5。
2.参赛队伍基于竞赛题目应于2026年4月30日前在design.cpss.org.cn上填写提交一份项目计划书,需要包含项目技术方案及参赛时间计划。计划书连同撰写要求参见“第十二届高校电力电子应用设计大赛方案征集通知”附件6。
五.赛道组织委员会
(一)组织委员会:
陈宇华中科技大学教授(主席)
高峰山东大学教授(副主席)
孙凯清华大学教授
杨永恒浙江大学教授
田昊山东大学教授
许涛山东大学副教授
李文华台达电子企业管理(上海)有限公司事业部总经理
王沁德州仪器半导体技术(上海)有限公司大学计划部经理
(二)技术指导委员会(按姓氏拼音顺序排列):
陈武东南大学教授
陈桂鹏厦门大学副教授
董密中南大学教授
管乐诗哈尔滨工业大学教授
郭慧上海大学副研究员
郭志强北京理工大学副教授
何立群苏州大学副教授
何良宗厦门大学教授
黄萌武汉大学教授
黄智聪华南理工大学副教授
李睿上海交通大学教授
李想郑州大学副教授
李佳承南京工业大学讲师
李晓辉苏州城市学院讲师
李奕瞳西安交通大学教授
李昱泽厦门理工大学讲师
刘闯东北电力大学教授
刘艳丽天津大学教授
刘艺涛深圳大学副教授
梁郁葱湖南艾华集团股份有限公司华东区副总经理
马铭遥合肥工业大学教授
梅云辉天津工业大学教授
钱强河海大学讲师
荣飞湖南大学讲师
沈磊杭州电子科技大学副教授
孙凯清华大学教授
孙鹏菊重庆大学教授
宋文胜西南交通大学教授
谭广军燕山大学副教授
田昊山东大学教授
汪诚南京理工大学副教授
王莉娜北京航空航天大学教授
王睿东北大学副教授
王瑜复旦大学副研究员
王琛琛北京交通大学教授
王栋煜台达电子企业管理(上海)有限公司电子设计副理
王涵宇合肥工业大学讲师
王浩宇上海科技大学教授
王顺亮四川大学教授
吴红飞南京航空航天大学教授
辛振河北工业大学教授
熊小玲华北电力大学副教授
杨平西南交通大学教授
杨永恒浙江大学研究员
尹忠刚西安理工大学教授
于东升中国矿业大学教授
张艺明福州大学教授
周岩南京邮电大学教授
周中正西北工业大学副教授
朱宇台达电子企业管理(上海)有限公司电子设计课长
朱国荣武汉理工大学教授
张欣浙江大学教授
(三)赛道秘书处:
秘书长:
田昊山东大学教授
副秘书长:
许涛山东大学副教授
王栋煜台达电子企业管理(上海)有限公司电子设计副理
刘亚特上海远宽能源科技有限公司
成员:
马展山东大学
秦福田山东大学
贾志刚中国电源学会工作人员
史雯霏中国电源学会工作人员
赛道秘书处联系方式:
联系人:许涛邮箱:ai4pechallenge@163.com
地址:山东大学千佛山校区控制科学与工程学院。
测试仪器技术支持联系方式:
远宽技术联系人,邮箱:support Modeling-Tech.com
特别鸣谢
冠名合作伙伴
联合合作伙伴
测试合作伙伴
https://mp.weixin.qq.com/s/9w0hECMQOlELXl9_KJWDzg
苏公网安备32021402002844

