2024中国电力电子与能量转换大会暨中国电源学会第二十七届学术年会及展览会

武汉大学电气与自动化学院大功率电力电子技术研究中心

地址：湖北省武汉市武汉大学工学部三教四楼
网站：https://cgpes.whu.edu.cn/

科研团队简介：

武汉大学电气与自动化学院大功率电力电子技术研究中心在学术带头人查晓明教授带领下，入选湖北省科技创新团队，依托“电网环境保护-全国重点实验室”、“综合能源电力装备及系统安全-湖北省重点实验室”等，长期从事新能源并网系统及其控制、高效率高功率电力电子装备、高性能电机系统等方面的研究与实践。团队成员包括“国家高层次青年人才”潘尚智教授、“国家优青”黄萌教授、“海外优青”高玉婷教授、孙建军教授、刘飞教授、宫金武副教授等。实验室拥有国内首套200kW级四象限功放、风力/光伏发电模拟测试平台、RT-LAB实时仿真系统等平台，具备场站级功率硬件在环实验测试能力。近年来，主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划课题、973专题等纵向项目50余项。团队成果获湖北省科技进步一等奖、中国电力科技进步一等奖等省部级奖项10余项；获各类期刊、会议论文奖30余次，出版专著1本。在电力系统中电力电子技术领域已经产业化的研究成果包括大功率电机用的高压变频器、动态无功补偿装置（静止同步补偿器SVG）、有源电力滤波器（APF）、以及应用于电力系统及新能源领域测试专用的各种高电压大功率试验电源等。

项目亮点概述：
1）电力电子互联系统交互作用建模与分析：
从并网变流器稳定运行原理分析，到海量变流器同步机理刻画，构建下一代新型电力系统协同稳定运行新机制，首创提出电力电子装备运行韧性理论，相关理论已持续获得国自然重点基金等立项资助，并形成系列理论专著《电力电子并网变流器运行韧性分析与控制》。
2）高效率高功率密度电力电子装备：
从海量异构新能源变流器拓扑设计，到高频磁元件集成化方法，再到装备电磁热应力消解原理，构建下一代高可靠、高效率、高功率密度关键装备。相关技术已应用到多个国家重点研发计划，并且与两大电网公司、知名企业展开合作，实现电力电子变压器，电能质量治理等关键电力电子装备的落地应用，获得多项省部级科技奖项，始终走在国家新能源发展战略关键装备研究前沿。
3）新能源电力电子构网控制技术：
从构网型变流器功率交互影响分析，到多机暂态/稳态稳定控制方法，以变流器对电网的适应能力为导向，以运行韧性理论为基础，构建同步能力评估视角下构网变流器安全稳定控制新技术。相关成果受邀多次专题/大会报告，形成多篇获奖/高被引论文，受到行业一致认可。

详细介绍：
项目1：大功率电力电子变流设备接入电网稳定运行能力提升、试验与应用
该项目面向电网安全运行与供电质量问题，以提升大功率电力电子变流设备接入电网稳定运行能力为目标，创新了电力电子变流设备规模化接入电网交互作用分析方法，解决了变流设备在交互作用下的真实运行场景重构问题；提出了电力电子变流设备耐受特性分析理论，揭示了变流设备动态行为特征和短时失效机理；构建了电力电子变流设备接入电网稳定运行能力与性能优化设计协同方法，解决了长期存在的设备设计安全裕度过于保守、利用率低等问题；创建了电力电子变流设备电网适应性试验平台与试验方法，实现了变流设备整机性能测试技术手段的突破。
项目牵头制定1项国家标准和2项电力行业标准，制定检测规程12项；获授权中国发明专利49项，实用新型专利9项，软件著作权2项；发表论文129篇，获国内外论文奖3次。突破了大功率电力电子变流设备接入电网稳定运行和试验技术，研制了国内外首套35kV/12MVA电网适应性试验平台，提出设备返厂整改建议2000余项，应用于80余家变流设备制造厂、500多座新能源场站，近三年新增合同额37.77亿元，新增利润4.19亿元，有力推动了我国电力电子变流设备制造水平的提升，保障了电网安全稳定运行。项目成果获湖北省科技进步一等奖。
项目2：大功率级联多电平变换器拓扑结构创新及其工程应用
针对目前变换器拓扑结构设计与系统控制性能要求脱节，不能充分考虑拓扑结构与其控制对象的适配性，造成变换器拓扑结构设计存在大量冗余，或者整个系统变换效率低下问题。对级联多电平变换器拓扑进行推演，获得了一系列拥有独特优势的拓扑结构，并针对拓扑和应用的特殊性，提出了相应的控制和调制方法。针对低开关频率下H桥的级联多电平变换器拓扑的稳定与安全问题，提出了优化控制和调制方案。主要有三方面创新贡献：（1）提出了级联型变流器的载波频率优化策略，利用级联多电平拓扑功率流调控灵活性，提升了变流器自身稳定性。（2）提出基于模型预测控制的并网变流器热稳定性提升方法，将输出精度、功率损耗、系统可靠性等约束引入模型并进行优化求解，降低器件温升。（3）基于变流器安全边界分析，提出了动态限幅控制策略，在故障下保证变流器安全运行，在系统重合闸后自主恢复正常运行。
该项目成果经中国电源学会组织的鉴定委员会（主任：李立浧院士，副主任：何湘宁教授）鉴定，评价为：“提出了以能量转移通道优选为目标的拓扑结构优化方法、以单元功率均衡为目标的变载波PWM调制方法……成果应用于一系列基于级联多电平变换器的电力电子装备……整体技术达到国际领先水平”，获得教育部2017年度高等学校科学研究优秀成果奖：技术发明二等奖。

项目资料：

重要日期

论文初稿提交截止时间

( ~~2024年6月30日~~ 2024年7月22日 )
工业报告征集截止时间

( ~~2024年7月15日~~ 2024年7月30日 )
专题讲座征集截止时间

( ~~2024年7月15日~~ 2024年7月30日 )
论文录用通知时间

( 2024年8月15日 )
论文终稿提交时间

( 2024年9月15日 )
报名系统开放时间

( 2024年8月16日 )
大会时间

( 2024年11月8-11日 )