2017年江苏科学技术奖推荐项目公示材料（应用类）.doc

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1、2017年江苏省科学技术奖推荐项目公示材料（应用类）1、项目名称：模块化大功率电能变换系统协调优化控制关键技术及应用 2、推荐奖种：江苏省科学技术奖（应用类）3、完成单位东南大学南京南瑞继保电气有限公司江苏安科瑞电器制造有限公司4、完成人赵剑锋，曹武，刘为群，季振东，梅军，季晓春，丁勇，王建华，刘康礼，刘建春5、推荐单位（专家）江苏省教育厅6、项目简介大功率电力电子电能变换是目前备受关注的技术热点和自主创新关键领域，广泛应用于能源互联网、智能电网、新能源接入、高端装备制造等领域。根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》的要求，科技部在“十一五”、“十二五

2、”、“十三五”期间均围绕大功率电力电子电能变换设立重大专项，十三五规划将高效智能电力系统建设列入了未来五年中国计划实施的 100 个重大工程及项目。电力电子电能变换技术在电网中的全方位应用将推动电能传输、变换和应用的技术变革。目前，由于受商用电能变换器件耐压及容量限制，通过器件直接串、并联提升装置功率等级的方法存在可靠性低、扩展性差的缺点，且为国外公司所垄断。因此，采用模块化功率单元串联或并联方法解决上述问题是国内外研究热点，但亟需突破多模块系统的稳定性、电压平衡、容错等统一协调控制技术瓶颈。 本项目组历时十余年，在国家科技支撑、国家自然科学基金、江苏省科技厅、国家电网公司项目

3、在内的多项课题支持下，全面突破模块化电力电子电能变换系统协调控制关键技术、系列装备及应用重大难题，取得以下创造性成果：    （1）解决了模块化大功率电能变换串联系统的动态电压平衡问题，发明了切换式相间直流电压平衡控制、基于有功矢量修正的相内直流电压平衡控制、基于状态监测的模块电压测量等方法，为大功率成套装置提供了技术支持，保障了重大工程的安全运行。 （2）突破了变换器规模化并联关键技术瓶颈，揭示了多逆变器并联存在的高阶复杂交互耦合失稳的本质，提出了基于全局导纳的新型稳定性分析判据和控制策略；提出了多机分次式电流协调控制策略，最大化利用整机补偿容量，首次研制并投运14模块并联5

4、000A有源电力滤波器，并成功应用于化工行业，相关衍生技术应用于规模化新能源接入场合。 （3）攻克了模块化大功率电能变换系统的协调优化技术。发明了双零序电压注入的容错控制方法，实现了多模块正常及故障串联情况下电压平衡、容错及效率优化；提出了具有直流故障穿越能力的模块化多电平拓扑，保障了装备的稳定运行；实现了面向非线性冲击性负荷谐波治理的多模块并联动态协调控制及最优容量分配方法，全面提升了补偿系统运行可靠性。 （4）拓展了模块化大功率电力电子电能变换系统的新型应用。基于模块化串联技术，发明了谐振变频除冰和双调谐除冰方法、多功能快速转换开关切换控制方法和铁路牵引供电的电能质量综合控

5、制方法；结合模块化并联技术，提出了地铁供电系统的多目标综合控制节能方法；融合串、并联技术，提出了多种电力电子变压器装置及控制方法。  本项目形成了较完整的技术体系，已获授权国家发明专利44项；在国内外杂志发表SCI和EI收录论文70余篇。基于该成果转化形成的产品均通过了国家权威部门的型式试验，并成功应用于包括多家上市公司在内的十余家高新技术企业，累计销售产值超过10亿元，取得了显著的经济效益和社会效益。 1、经济效益和社会效益 经过本项目组成员的共同努力，在国家科技支撑计划、国家自然科学基金、多项江苏省科技厅项目以及国家电网公司科技项目支持下，产学研相结合，在模块化大功率电能变

6、换系统控制、关键技术及应用方面取得了多项创新性成果，技术转化所形成的产品性能稳定，达到了国家标准乃至国内领先水平，满足了客户需求。该项目的技术成果已累计完成应用新增产值超过10亿元，该项目的技术成果已经获得了较好的应用效果，未来仍然拥有很大的发展与应用空间。项目近五年培养博士5名，硕士26名，为我国电力企业培养和输送和大批高层次创新人才。8、曾获科技奖励情况9、主要知识产权证明目录：授权国家发明专利序号专利号专利名称发明人1CN201010273068.9用于电铁牵引供电系统的电能质量综合控制方法及装置赵剑锋;王书征;林梦涵2CN201310101371.4基于零序和负序电压注

7、入的级联型并网逆变器直流侧平衡控制方法赵剑锋;季振东;刘巍;孙毅超3CN200810156537.1地铁供电系统的多目标综合控制节能装置赵剑锋;倪喜军;闫安心;黄华;曹武;刘正祎4CN200810156540.3一种级联装置的功率单元赵剑锋;倪喜军;郑良广;孙仪;闫安心5CN200810156541.8地铁供电系统的多目标综合控制节能方法赵剑锋;倪喜军;闫安心;黄华;曹武;刘正祎6CN200910028001.6谐波注入型直驱式风电变流器赵剑锋;倪喜军;孙仪;郑良广;闫安心7CN200910