依据电力科学技术奖推荐评审工作相关规定以及《关于2024年度电力科学技术奖推荐工作的通知》相关文件的要求，对2024年度电力科学技术奖申报项目进行公示，公示时间2024年5月16日至2024年5月20日。

一、项目名称

高比例新能源配电网柔性有载调压变压器关键技术及应用

二、主要完成人

蒋旭辉¹、尹靖元²、王松¹、韩立博²、杨光磊¹、郑励行¹、黄椿斯¹、叶前程¹、周尧¹、谢开骥³

三、主要完成单位及提名等级

1.中国电建集团重庆工程有限公司

2.中国科学院电工研究所

3.中国科学院重庆绿色智能技术研究院

提名一等奖

四、项目简介

1.项目背景与意义

高比例分布式可再生能源、大规模电动汽车集群等随机性、波动性源-荷接入配电网，导致运行电压波动呈现随机性、快速性和宽范围特征，使现有配电网有载调压设备面临新的需求和挑战。其需求和挑战主要有：一是传统有载调压器有极调压、响应慢、无功不平衡和电压跌落及瞬时供电中断对用电设备会造成破坏性影响和经济损失；二是电压跌落及瞬时供电中断和高压大容量非线性负载谐波电压等危害；三是分布式电源并网会引起电压波动闪变、频率偏移以及现有技术无法满足同一电网多台串并联设备的协同调控及优化配置。

针对上述问题，项目组将传统有载调压变压器与电力电子变压器相结合，探索混合有载调压变压器创新思路，攻克了“柔性有载调压混合变压器拓扑结构与参数自主优化、电压补偿暂稳态控制方法和多设备的电压-无功补偿协同运行控制”等关键技术，研发了适应高渗透率新能源配电网的柔性有载调压混合变压器设备。

2.主要内容与指标

（1）针对传统有载调压器有极调压、响应慢、无功不平衡和电压跌落及瞬时供电中断对用电设备会造成破坏性影响和经济损失等问题，提出了磁链平衡与电压补偿的离散-连续调节柔性有载调压混合变压器拓扑结构，研发了柔性有载调压混合变压器设备与参数自主优化设计平台。使变压器实现了磁链平衡，可抑制电压变化引起的磁饱和效应，实现了无级多自由度快响应调节及复杂扰动和配电网主动防御及故障快速恢复，显著提升了能效及经济性；整体能效>98.5%。

（2）针对电压跌落及瞬时供电中断和高压大容量非线性负载谐波电压等危害问题，提出了柔性混合变压器的电压调节方法和串联逆变器复合控制方法，研发了电压补偿装置。通过控制变压器磁链平衡与抑制电压变化引起的磁饱和效应，实现了柔性混合变压器有载电压调节；通过负载电压外环、电感电流内环和滤波电容电压内环等三闭环串级控制，对负载电压动态跟踪、提高了串联逆变器的动态响应、抑制了谐波电流对系统补偿性能的影响，实现了对电网电压平衡和不平衡跌落的补偿，响应速度<2ms，调节精度<1%。

（3）针对分布式电源并网会引起电压波动闪变、频率偏移以及现有技术无法满足同一电网多台串并联设备的协同调控及优化配置等问题，建立了柔性有载调压变压器-变换器串并混联多模态数学模型，提出了一种配电网多串并联设备协调优化控制和一种多功能故障电流控制器及控制方法。通过构建的混合优化算法实现了多台串并联设备协同控制及优化配置，通过多功能故障电流控制器实现了直流配电网电压调节、故障电流限流和使用效率；通过馈线互联变流器可实现多条输配电的区域互联、有功和无功功率交换，满足了多条馈线电能质量调节。传输同等容量有功功率时，无功功率调节范围提升>20%。

3.经济社会效益

通过与多家企业合作及推广应用，进三年来总计新增销售额>10.7亿元，具体经济效益情况如下：有效解决高比例光伏配电系统高能效快响应柔性调压难题，与新疆龙庆新能源有限责任公司、青海黄河新能源投资开发有限公司合作，显著提升分布式光伏园区配电系统等工程解决方案竞争力，近三年新增 EPC 总销售额>2.3亿元；项目应用于重庆环保科技产业园高低压配电房EPC项目工程中，有效解决大量分布式光伏接入对当地农村配网低电压、重过载、频繁跳闸等难题，近三年新增销售工程款>4500万元；在庆铃汽车集团、重庆恒大世纪梦幻城工程、四川盐源华电新能源有限公司、国网藤县能源发展有限公司等多个地市分公司推广应用，有效解决当地工业园区电压扰动补偿、配电台区线损优化、农村配网改造等领域，与传统方案相比，可以有效节省配电系统改造成本、避免线路损耗折算电费收入、避免用户电压扰动导致产线损失。

五、主要完成人情况表

第一完成人姓名：蒋旭辉

技术职称：正高级工程师

工作单位：中国电建集团重庆工程有限公司

完成单位：中国电建集团重庆工程有限公司

对项目的贡献：组织项目前期收资，项目策划，技术研究

第二完成人姓名：尹靖元

技术职称：副研究员

工作单位：中国科学院电工研究所

完成单位：中国科学院电工研究所

对项目的贡献：组织项目前期收资，项目策划，技术研究

第三完成人姓名：王松

技术职称：高级工程师

工作单位：中国电建集团重庆工程有限公司

完成单位：中国电建集团重庆工程有限公司

对项目的贡献：组织项目前期收资，项目策划，技术研究

第四完成人姓名：韩立博

技术职称：助理研究员

工作单位：中国科学院电工研究所

完成单位：中国科学院电工研究所

对项目的贡献：组织项目前期收资，项目策划，技术研究

第五完成人姓名：杨光磊

技术职称：高级工程师

工作单位：中国电建集团重庆工程有限公司

完成单位：中国电建集团重庆工程有限公司

对项目的贡献：组织项目前期收资，项目策划

第六完成人姓名：郑励行

技术职称：博士后

工作单位：中国电建集团重庆工程有限公司

完成单位：中国电建集团重庆工程有限公司

对项目的贡献：组织项目前期收资，项目策划

第七完成人姓名：黄椿斯

技术职称：助理工程师

工作单位：中国电建集团重庆工程有限公司

完成单位：中国电建集团重庆工程有限公司

对项目的贡献：撰写资料，对接施工现场技术应用

第八完成人姓名：叶前程

技术职称：助理工程师

工作单位：中国电建集团重庆工程有限公司

完成单位：中国电建集团重庆工程有限公司

对项目的贡献：撰写资料，对接施工现场技术应用

第九完成人姓名：周尧

技术职称：工程师

工作单位：中国电建集团重庆工程有限公司

完成单位：中国电建集团重庆工程有限公司

对项目的贡献：撰写资料，对接施工现场技术应用

第十完成人姓名：谢开骥

技术职称：副研究员

工作单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院

完成单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院

对项目的贡献：撰写资料，对接施工现场技术应用

六、代表性成果目录

专利：

1．2023105405662一种便于组装的分布式储能系统用配电柜；

2．2017111271725一种多功能故障电流控制器及控制方法；

3．2022226702091一种线路保护装置；

4．2019109026620一种串联逆变器的复合控制方法、存储介质及设备；

5．2022229690471一种电建施工用布线器；

6．2016101124956一种集成柔性交流输电装置的柔性有载调压器；

7．2021204318678一种变电站用直流电电缆线接线装置；

8．2022222307680一种高电压等级充气式绝缘杆；

9．2020112126519一种故障电流控制器及控制方法。

科技论文：

10．Flexible on load voltage regulating transformer using floating capacitor three-level AC/AC converter[C]. DOI：10.1088/1742-6596/2584/1/012092；

11．Research on the Novel Flexible On-Load Voltage Regulator Transformer and Voltage Stability Analysis[J]. energies, 2022,15,6189: 1-19.

12．采用新型开绕组结构的电压暂降与短时中断治理装置[J].广东电力,2021,第３４卷第１０期:58-66；

13．串并联多功能复合控制器拓扑结构研究[J].电网技术,2019,第 43 卷 第 2 期:562-569；

14．Short-Circuit Fault Current Calculation Method for the Multi-Terminal DC Grid Considering the DC Circuit Breaker[J].Energies，2020,13,1347:1-23；

15．Research on Integration Model of Shore-to-ship Power Supply System with High Proportion Renewable Energy[J].IOP Conference Series: Earth and Environmental Science，2019：1-10；

16．Research on the Novel Topology of On-Load Voltage Regulator Based on Power Electronic Converter[C].2022 4th International Conference on Smart Power & Internet Energy Systems，2022:310-315；

17．Energy management and capacity allocation method of hybrid energy storage system based on port transportation-energy coupling characteristics[J].Journal of Energy Storage,2024,83(2024)110745:1-13；

18．Parameter Identification of Lithium-ion Battery Equivalent Circuit Model Based on Limited Memory Recursive Least Squares Algorithm with Variable Forgetting Factor[J].Journal of Physics: Conference Series,2022,2246:1-11。

19．A New Design of MP-HDCCB Topology Based on Hybrid Switching Device[J].energies， 2022, 15, 903：1-17；

20．Energy Management Method of a Hybrid Energy Storage System Combined With the Transportation-Electricity Coupling Characteristics of Ports[J].IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS，2021，VOL.24,NO.12，14663：1-16；

21．A zero-current-transition soft-switching technique for T-type NPC three-level inverter[J].IET Power Electronics,2023，16：659–676;

22．Basic Topology, Modeling and Evaluation of a T-Type Hybrid DC Breaker for HVDC Grid[J].IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY,2022,VOL.36,NO.5,:2995-3004；

23．基于改进的经验傅里叶分解电能质量扰动检测方法[J]. 现代电力,2023,第40卷第4期:465-473;

24．基于有理样条插值ＬＭＤ的电压暂降检测与分析[J]. 广东电力,2022,第３５卷第５期: 60-69。

本材料公示期内（2024年5月16日至2024年5月20日），任何单位或个人对公示项目的创造性、先进性、适用性及推荐材料的真实性和项目主要完成单位持有异议的，可以书面形式向科技处提出，并提供必要的证明材料。为便于核实查证，确保实事求是、客观公正地处理异议，提出异议的单位或者个人应当表明真实身份，并提供联系方式。凡匿名异议和超出期限的异议，不予受理。

特此公示。

联系单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院科技处

通讯地址：重庆市北碚区方正大道266号

联系电话：023-65935678

联 系 人：孙萌

                                      中国科学院重庆绿色智能技术研究院科技处

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