研究方向介绍

研究方向一

名称

 

分布式发电与并网技术

 

学术带头人   徐丙垠

 

本研究方向的主要研究任务和贡献计划:

1.变速直驱开关磁阻风力发电机与并网系统的研究。目前研究人员已经研制成功了开关磁阻电动机的调速系统,已经实现了开关磁阻电机的发电运行,与英国Queens大学合作,进行了大量的前期数字仿真研究。下一步研制用于独立运行或者与其他发电形式互补的开关磁阻发电机取代现有的异步发电机,开发大功率的开关磁阻风力发电机及其新型全控电力电子元件的逆变的并网技术。预期发表高水平论文510篇,创造直接经济效益2000万元以上,获得国家发明专利1项以上,期望获得省部级以上奖励一项。

2.分布式发电孤岛运行的广域保护与控制技术的研究。分布式发电的出现,使得配电网的保护和控制发生了本质变化。当配电网出现孤岛运行状态后,传统的方法是将分布式电源解列,这不利于发挥分布式电源的补充作用,同时也不利于电网的可靠性和安全性。另外配电网由于分布式电源的存在,使得保护发生了变化。因此,本课题的主要研究任务是利用广域信息,研究孤岛运行时分布式电源的保护与控制系统的理论。目前,课题组成员具有配电网保护与控制的研究基础,正在进行本课题的研究,期望在5年内取得突破性进展。预期发表高水平论文6篇左右,获得省级以上纵向课题1项。

 

 

研究方向二

名称

 

现代电气传动与节能技术

 

学术带头人  张存山

 

本研究方向的主要研究任务和贡献计划:

1.新型开关磁阻电机及控制系统的研究。开关磁阻电机具有重量轻、效率高、启动电流小、启动转矩大等优点,备受人们关注。本项目的研究任务是通过优化开关磁阻电机的电磁设计和控制系统,完善转速、转矩控制算法,进一步提高电机效率和可靠性,降低成本,节省能耗。并进行电动汽车开关磁阻电机的驱动控制系统以及应用的研究。预期可以获得国家发明专利1项,并进行产业化,获得经济效益3000万元以上,并申报863计划项目。

2.永磁无刷电机及其控制系统的研究。研制的新的无刷直流电机将比原来的异步电动机重量减轻34%,能量密度提高25%,节能5%。目前正在对无刷电机的控制以及无刷电机用于抽油机的驱动进行研究,这将对“高速电机+多级传动”抽油机的突破,将使效率、可靠性、功率因素大大提高。由两名博士担任核心研究人员,预期可创造经济效益1000万元,获得省部级以上科研课题1项。

3.中频电炉的节能技术研究。大功率的中频电炉是大型冶炼企业必备的装置,将50Hz的工频电源通过整流、逆变为中频电源,供给电炉冶炼金属屑,这个课题具有很大的应用前景。目前课题组正在研究的问题是:(1)中频电炉的炉衬厚度的检测,炉衬厚度决定中频电炉的安全问题。(2)中频电炉的节能技术,通过无功和谐波补偿,提高中频电炉的热效率,减少耗电量。(3)整流-逆变设备的监控和保护,整流-逆变环节是中频电炉的重要部分,对这部分的监控和保护对于整套设备的安全运行具有至关重要的作用。本项目预期可创造经济效益2000多万元,发表论文2篇,获得省部级以上科研课题2项,省部级以上奖励1项。 

 

 

研究方向三

名称

 

电能质量检测与控制技术

 

学术带头人  赵艳雷

 

本研究方向的主要研究任务和贡献计划:

    随着电力电子设备在电力系统中的广泛应用,电压闪变、谐波以及无功功率过低等电能质量问题日益突出,另一方面大量的敏感负荷对电能质量提出了更高的要求。本研究方向主要研究如下几个问题:

1非线性电力电子设备对电能质量的影响研究。电能质量问题的分析与监测,利用模糊数学、小波分析、Prony算法以及形态学算法等数学手段,对各种电能质量问题尤其是暂态、非平稳扰动进行快速、可靠的判断与识别;利用嵌入式微控制、实时多任务操作系统以及现代网络等技术构建数字化、网络化、智能化的电能质量监测开发平台,预期在电能质量问题的动态检测、记录、存储和分析等方面取得突破。本项目拟在理论研究的同时,开发电能质量在线监测与分析的装置,预期发表高水平学术论文6篇,获得国家发明专利1项,获得省部级以上纵向课题1项。

2.电能质量的补偿与控制,将现代电力电子技术与新型储能技术相结合,运用线性最优控制、鲁棒控制及协同控制等现代控制理论,实现对电能质量的柔性补偿与控制,预期在无功补偿、谐波抑制、电压稳定、潮流优化等方面从理论研究和装置开发上取得突破。预期发表高水平学术论文6篇,获得国家发明专利1项,获得省部级以上纵向课题1项。

 

研究方向四

名称

 

柔性输配电系统的故障暂态分析与保护

 

学术带头人  哈恒旭

 

本研究方向的主要研究任务和贡献计划:

随着电力电子技术的不断发展,柔性控制技术在电力系统中得到了广泛的应用,大量的非线性电力电子元件使得电力设备故障后的暂态过程发生了重大的变化,这将严重影响柔性输配电系统的电力元件的保护与控制。主要的研究任务包含如下几个方面:

1.柔性输配电系统电磁暂态分析计算新理论的研究。本研究利用正交投影变换、函数逼近理论和微分算子理论,突破传统的拉氏变换的求解方法,利用投影变换理论建立输电线路、电容、电感、非线性元件等新的计算模型。目前本课题已经取得了突破性的进展,经过投影变换后的新的输电线路、电感、电容等模型与EMTP的模型误差不超过0.8%。通过进一步建立非线性元件的等值计算模型,就可以建立柔性输配电系统电磁暂态分析与计算的新的理论体系。本课题将在电磁暂态分析领域获得较大的理论性突破,预期发表三大检索收录论文5篇,获得省部级以上纵向课题1项。

2.柔性输配电系统中输电线路的暂态保护装置的研究。基于暂态行波精确故障测距装置的成功应用,输配电网的暂态保护的研究进入了新的阶段。本研究课题基于新的输电线路模型,应用小波分析、超高速数据采集及GPS精确对时技术,研究快速可靠的保护新原理和装置。本项目预期发表三大检索论文5篇,获得省部级纵向课题1项,获得国家发明专利1项。

3.基于故障暂态量的小电流接地系统故障选线的研究。小电流接地系统的故障选线目前仍然是配电网输电线路故障检测与保护的难题之一。本研究利用配网输电线路单相接地故障后的暂态电容电流,利用Hilbert变换提取故障后的暂态无功功率构成选线的判据,仿真实验和现场试验都获得极大成功。预期具有很好的产业化效果,期望创造经济效益3000万以上,获得省部级以上奖励1项。