第四届电源科技奖展示|特等奖：谐波和电压暂降关键技术与核心装备研发应用

 

完成单位：华北电力大学，国网河北省电力公司电力科学研究院，国网北京市电力公司，国网山西省电力公司电力科学研究院，梦网荣信科技集团股份有限公司，国网福建省电力有限公司电力科学研究院

主要完成人：肖湘宁、徐永海、陶顺、段晓波、袁敞、迟忠君、王金浩、齐林海、周文、马素霞、徐绍军、胡文平、郭自勇、雷达、林焱

项目亮点

针对电能质量两大主要问题——谐波和电压暂降的试验装备研发、评估体系构建及其监测系统开发、综合治理装置研制三个方面，开展关键技术研究，集成成果在多个省级电网和用户实现推广应用。
 

本项目属于电气工程学科，涉及电力系统、电力电子和计算机应用。

电力能源是国民经济发展的重要基础，电能质量对电网安全稳定运行和用户优质可靠用电至关重要。而高度电力电子化与强非线性特性使电能质量扰动现象和交互影响机理错综复杂，以谐波和电压暂降为主的电能质量污染造成的经济损失巨大（欧盟和美国年损失超过1000亿美元）。谐波和电压暂降关键技术成为国内外研究的焦点，是国家关注、亟待攻克的重大技术难题。

课题组在国家科技支撑计划支持下，跨学科联合攻关，取得系列创新成果：

1）提出了CVT谐波传感系数修正方法，研发了谐波传感试验平台与CT末屏谐波测量装置，解决了高电压等级谐波准确测量难题。

2）揭示了电压暂降对敏感设备影响机理，研发了暂降数模一体化试验平台，量化修正了典型设备暂降耐受特性曲线,为电气设备制造提供了技术支撑。

3）提出了由三要素及33个子项构成的成本模型、经济评估计算方法与评价指标，奠定了电能质量经济评估的理论基础。

4）创建了全方位电能质量评估体系，研发的监测评估系统解决了复杂电网超大规模高级分析和高效处理难题。

5）发明了串并联侧相互支撑的电压电流协调综合控制方法，研制了世界首套（10kV/4MVA）模块化多电平统一电能质量控制装置（MMC-UPQC）。自主研发取得的集成成果已在9个省级电网和用户中推广应用。世界首创的MMC-UPQC装置现场运行良好。

本项目为保障供用电安全可靠、提质增效发挥了显著作用，近三年直接经济效益达10.12亿元。获授权发明专利27项，发表论文123篇(SCI和EI 77篇)，出版专著4部；制订国标6项，其中电压暂降标准获中国机械工业科学技术奖；上海电能质量经济性调查成果获得国家发改委高度评价：“对下一步完善电能质量管理工作，深入开展相关政策研究有着重要借鉴意义”；电能质量监测评估和暂降试验预估为北京重大活动政治保电做出贡献，全国人大常委会办公厅等致信感谢；由韩英铎院士和罗安院士主持的日博体育在线科技成果鉴定认为，整体技术达到国际领先水平。

项目图片

项目完成单位

华北电力大学：全面组织项目的实施，并且承担项目的主要研发工作。提出了分区段全参数暂降耐受度测试方法和电压暂降严重度评估方法; 提出了电能质量成本模型、经济评估计算方法与评价指标，主持制定了“电能质量经济性评估”中3项国标，首次在国内大城市组织了典型行业电能质量经济性调查与研究分析；提出并创建了融合多数据源、多时空尺度，覆盖专家技术层与应用服务层的全方位电能质量评估体系；构建覆盖多个省级区域电网的电能质量监测系统；研制了世界首套（10kV/4MVA）模块化多电平统一电能质量控制装置（MMC-UPQC）。

国网河北省电力公司电力科学研究院

攻克了高压大功率与多频次谐波发生关键技术，研制新型谐波发生装置，建立谐波电压传感试验分析平台，提出了基于关键分布参数的CVT谐波传感修正方法，纠正并解决了CVT不能用于谐波电压测量的技术难题。研制了CT末屏谐波电压测量装置，提供了一种新的现场谐波电压测量技术手段。

国网北京市电力公司：研究与开发了电压暂降数模混合一体化综合试验平台;实现了北京电网电能质量监测系统的部署、应用与质量分析; 践行了电能质量监测评估和暂降试验预估，为北京重大活动政治保电做出了贡献。

国网山西省电力公司电力科学研究院：实现了山西省电能质量监测系统的部署、应用与质量分析,开展了电网和电能质量干扰源用户的技术监督与管理、电能质量测试评估等工作，加强了电压与频率质量运行维护和谐波污染等抑制，确保了山西电网电能质量水平，为降低电网线损率做出了贡献。负责电能质量经济性评估方法第3部分国标编写工作。

梦网荣信科技集团股份有限公司：为10kV/4MVA的模块化多电平统一电能质量控制装置提供了研发平台、技术资质支撑、试验环境、供应材料和生产基地，合作实现了装置工程示范应用。

国网福建省电力有限公司电力科学研究院

参与电能质量监测系统的研发与设计，实现了福建电网电能质量监测系统的部署与应用。负责起草电能质量--电压暂降与短时中断国标工作。

第一完成人简介

肖湘宁 教授/博导

华北电力大学新能源电网研究所所长

曾任国家四部委电动汽车充电技术及设施标准化专家组组长，电力行业电能质量与柔性输电标委会顾问等；兼任中国电工技术学会电力电子学会副理事长，亚洲电能质量合作组（APQI）顾问，国家电压、电流频率等级标委会委员，国家电磁兼容低频现象标委会委员，日博体育在线电能质量专业委员会顾问等。享受国务院政府特殊津贴。出版专译著《电能质量分析与控制》、《有源智能配电网》、《电能质量手册》、《开放市场下的电能质量指标评估》、《电力系统电能质量》、《电力系统次同步振荡及其抑制方法》、《现代电力电子技术原理及应用》等9部；发表SCI/EI论文180余篇，授权国家发明专利30余项。获2016年北京市科技进步二等奖，2016年上海市科技进步二等奖，2011年辽宁省科学技术进步二等奖等7项奖励。获2013年北京市高校优秀共产党员称号。