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含虚拟惯量新能源并网系统的区域协同控制
成果围绕互联电网中风电、光储的虚拟同步控制技术展开研究，通过量化评估风电、光储虚拟惯量和区域电网惯量，利用功率跟踪优化、变桨减载以及混合储能，提出了风电、光伏并网系统的惯量及一次调频控制策略。在此基础上，分析含虚拟惯量互联区域电网的暂态稳定机理，研究虚拟惯量与阻尼的多区域协同优化方法，使风电、光储设备兼具为频率、阻尼及功角提供暂态稳定的支撑能力。
创新点
发明风电、光储并网系统的虚拟同步耦合控制技术，建立风机、蓄电池及超级电容与系统频率间的虚拟同步耦合关系，提升高比例新能源并网系统的惯量支撑能力；发明多区域风电、光储虚拟惯量的协同控制优化运行系统，在变惯量控制下，分别构建高比例接入风电、光储区域互联电网的等值模型，掌握惯量、频率调整及低频振荡多重控制目标之间的规律，通过多区域协同惯量控制，提高含高比例新能源电力系统的稳定性。
获奖情况
华北电力大学
2023-07-19
高温应用大功率高可靠性低耗损逆变器
依托国际合作与交流，已完成此60 kW逆变器开发及产业化试制，目前已完成产品开发，各项性能指标优异，达国际先进水平，目前正与江苏宏微科技有限公司产学研合作，开展产业化试制。
天津大学
2021-04-14
一种具有耦合电感的多电平级联逆变器
本发明公开了一种具有耦合电感的多电平级联逆变器，其中， 有 N 个逆变单元并联，每个单相 H 桥对应一个耦合电感，N≥2，且 N 为自然数；同一个单相 H 桥逆变单元的左桥臂侧的上桥臂是第一功率开关管，同一个逆变单元的左桥臂侧的下桥臂是第二功率开关管，同 一个单相 H 桥单元的右桥臂侧的上桥臂是第三功率开关管，同一个单 相 H 桥单元的右桥臂的下桥臂是第四功率开关管，第一功率管、第二 功率管、第三功率管和第四功率管均为绝缘栅双极性晶体管 IGBT；N 个耦合电感以循环对称的结构连接。本发明在无需复杂
华中科技大学
2021-04-14
一种分布式电源并网控制方法及系统
本发明实施例提供了一种分布式电源并网控制方法及系统，在并网过程中考虑了系统的不平衡状态，通过以有功功率不平衡量作为目标函数，并且利用拉格朗日乘数法计算分布式电源三相中每一相的参考输出电流，利用每一相的参考输出电流对每一项的实际输出电流进行调节，进而实现对分布式电源的并网控制，并且降低了配电网的电压不平衡度。
中国农业大学
2021-04-11
级联直流变直流汇集并网拓扑及移相控制方法
新能源发电广泛通过交流母线接入柔性直流电网之后，并入交流大电网当中，即采用交流汇集，直流送出的形式。交流汇集侧由于与大电网相脱离，因而容易发生宽频振荡等稳定性问题，造成系统故障、停运、保护甚至烧毁设备等严重后果。系统稳定及振荡的问题成为限制新能源经柔直送出大规模并网的一个瓶颈问题。
采用直流汇集的方式能够有效改善交流系统当中的宽频振荡问题，提升新能源并网惠及发电的稳定性和可靠性，提出的技术解决方案提出了新能源发电，经级联直流，dc/dc变流器并网拓扑及移相控制方法，能够有效地改善新能源经柔直，汇集并网送出的稳定性和可靠性，并且通过一项控制的方法，可使输出的直流电流和电压更加平稳。
在级联DC/DC实现MPPT控制的基础上，针对独立输入串联输出的级联DC/DC系统结构在光照不均时不能实现均压的问题，以及DC/DC输出侧串联电压跨度大、并网电流纹波大的问题，在拓扑中增设LC滤波器，又提出一种组合电平法的移相控制策略，在保证传输线路电压稳定的同时，有效减少了并网电流的纹波。
创新点
针对模块化级联DCDC系统，当光照不均时，DCDC输入功率不同，由于输出侧串联，输入功率的不同会导致输出侧的均压问题，为此，在原有的DCDC拓扑基础上增加一个后级均压单元，由一个二极管和开关管组成，并且采用移相控制策略，可有效实现输入功率不同时，级联模块输出侧的均压稳流效果。
市场前景
新能源直流汇集直流升压是未来建设多电压等级直流电网的重要组成部分，其中升压变流器是其中的关键技术装备，因而其控制特性显著影响系统的持续稳定可靠运行。
应用案例
新能源直流升压汇集示范工程
华北电力大学
2023-07-20
桥式模块化开关电型五电平自平衡逆变器
多电平逆变器在中高压交流电机调速、分布式发电、静止无功补偿、新型直流输电等领域有良好的应用前景，已成为当前电力电子技术中备受人们关注的重要研究热点。传统电容钳位型多电平逆变器存在电容电压不平衡问题，且在分布式发电场合一般需要两级变流，损耗较大。本发明提出一种桥式模块化开关电容型五电平自平衡逆变器，将开关电容模块与电容箝位电路有机结合起来，实现宽变比电压输出和电容电压的自平衡，且容易实现电压的模块化扩展。与传统五电平逆变器相比，上述逆变器减少了电路元件数目，实现了多电平逆变器的升压输出，减少了中高压逆变器设计中升压变压器的变比，节约了成本，解决了母线电容电压不平衡的问题，提高了输出波形质量，有效降低了谐波含量，具有高效高功率密度的优势。同时，由于结构上的完美对称性，具有去共模电压的特征。
厦门大学
2021-04-11
一种采用混合型功率器件的光伏逆变器
本发明涉及光伏并网逆变器技术领域。包括由功率电路组成的功率逆变单元和逆变控制单元两部分，功率逆变单元主要包括输入EMI 滤波电路、交错并联 Boost 升压电路、采用混合器件的全桥逆变电路、输出并网滤波电路，逆变控制单元主要包括电网相位检测电路、采样电路、及控制器。本发明采用双级结构，前级采用交错并联 Boost升压，减小了电流的波动，降低了输出电压纹波；后级逆变单元采用混合功率器件，有效减小了逆变损耗，提高系统效率
华中科技大学
2021-04-14
分布式光伏系统并网变流器的研发与产业化
项目成果/简介:并网型光伏发电系统所发电能馈入电网，降低系统发电 成本及能耗。由于与电网相联，因而发电装置的电能质量、发电效率、稳定性、可监控性的技术要求都很高。分布式运营利用建筑屋顶，就近就地分散供电，发电节点（单机容量20KW及以下）将电能馈入低压内网，提供给局域电网内用电节点，在局域网内起到电网用电调峰作用，电能在局域网内消化，不需电力部门调度。应用范围:该领域市场前景广阔，欧盟、美国双反（反倾销、反补贴）制裁，但却促使中国国内光伏市场将在政策扶持下快速发展。2015年，年装机容量预计为15GW，分布式发电总量将达到7GW，2017年，总装机容量将达70GW，2020年突破100GW大关，并网变流器年产值约1000亿元。项目阶段:其他（样品）效益分析:本项目已申请一种基于倍频调制的单相光伏并网逆变器改进无差拍控制算法、一种新型电能质量自适应调节的光伏并网逆变器、分布式光伏并网发电与储能设备的控制方法等专利，解决潮流方向变化导致配电网内的无功调节困难等电能质量问题。
同济大学
2021-04-10
分布式光伏系统并网变流器的研发与产业化
并网型光伏发电系统所发电能馈入电网，降低系统发电 成本及能耗。由于与电网相联，因而发电装置的电能质量、发电效率、稳定性、可监控性的技术要求都很高。分布式运营利用建筑屋顶，就近就地分散供电，发电节点（单机容量20KW及以下）将电能馈入低压内网，提供给局域电网内用电节点，在局域网内起到电网用电调峰作用，电能在局域网内消化，不需电力部门调度。
同济大学
2021-02-01
大型直驱式风电机组并网变流器及变桨距系统
当前风力发电技术具有大功率、直驱式、采用变桨距技术等发展趋势。在“十一五”国家科技支撑计划项目“ 1.5MW 以上直驱风电机组控制系统及模块化多重并联变流器的研制”等课题的支持下，研发了具有自主知识产权的 MW 级全功率风电变流器，通过了满功率试验，实现了国产化全功率并网变流器关键技术的突破，可广泛应用于 MW 级直驱式风电机组。另外，自主研发了变桨距系统试验平台，采用“直流伺服 + 超级电容”的技术方案，已完成全部功能试验，其变桨距控制技术可以广泛应用于 MW 级风电机组的变桨距系统。考虑到我国风电产业的发展前景，风电变流器和变桨装置远期发展的空间更加广阔。
北京交通大学
2021-04-13