项目编号 | 936-2019-J011 |
项目名称 | 带直流变压器的新能源多电压直流电网关键技术 |
候选单位 | 中国电力科学研究院有限公司 华中科技大学 上海交通大学 武汉大学 合肥科威尔电源系统有限公司 江苏方程电力科技有限公司 |
候选人 | 姚良忠 吴福保 王志冰 迟永宁 李 琰 杨 波 曹远志 左文平 蔡 旭 陶以彬 |
项目简介 | 大规模新能源直流电网技术的理论突破面临3类问题:①国内外没有统一网络拓扑标准可供借鉴和选择,将面临网络拓扑结构选择和功能需求不明确等问题;②直流电网将面临不同类型输电方式、不同电压等级直流系统之间的互联和功率协调控制问题;③换流站输出等效惯量非常小,多换流站间潮流不可精准控制,输送新能源直流系统的运行将面临电压/功率协调控制与保护问题。
依托中英联合国家自然科学基金等项目,立足基础理论创新和应用技术研发,在大规模新能源汇集及送出网络拓扑、直流电网的电压/功率调控、多电压等级直流电网的互联和功率互通、直流电网故障电流的抑制及保护等方面取得重大基础理论突破及实践验证,具体创新技术包括:
(1)提出了基于电压双限幅方式的全局协调与基于直流潮流控制器的局部调控相结合的直流电网潮流控制策略,自主研制了直流潮流控制器试验样机,彻底改变了直流电网的运行模式,提升了直流电网的运行灵活性,解决了直流电网内部输电线路功率传输阻塞问题和直流输电线路控制自由度不足的问题。
(2)提出了集功率分配、电压控制、潮流反转于一体的直流变压器拓扑及控制技术,自主研制了高/低增益直流变压器、电压极性可反转直流变压器、单双极性直流变压器等试验样机,解决了多电压等级直流系统之间的电压兼容问题和不同类型直流系统之间的互联问题,为新能源广域消纳以及能源的大范围调控提供了有效手段。
(3)提出了基于混合功率子模块的故障电流自阻断装置级保护与基于电网分区策略的区域级保护相结合的直流电网综合保护方案,自主研制了基于混合子模块的直流换流器试验样机,缓解了装置阻断功能与设备成本效率之间的矛盾,降低了自阻断换流器的元件器数量和开关损耗,提升了直流电网运行安全性。
(4)提出了千万千瓦新能源基地无功电压协调配置方法以及适用于新能源汇集及送出的多电压直流电网解决方案,构建了含五类直流变压器的多端多电压等级直流电网实证系统,为解决大规模间歇式新能源的开发、传输和消纳研究,以及为直流输电网关键设备及其控制技术的研究提供实证性试验环境。
项目共发表论文96篇,其中SCI论文25篇,授权发明专利13项。由中国电机工程学会组织召开的项目技术鉴定会一致认为项目成果总体达到国际先进水平,其中多电压直流电网拓扑、控制保护和动模实证技术达到国际领先水平。
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