岛礁与偏远地区多能源系统高效高质供电关键技术及应用

     岛礁与偏远地区独立供电系统是我国海洋与边防安全、乡村脱贫攻坚等国家重大战略实施的重要保障。由柴油机主导,风、光等新能源接入构建的多能源独立供电系统,既能有效解决柴油机单一供电方式的不足,又能克服采用大电网高压远距离甚至跨海供电面临的建设难、成本高等问题,已成为建设岛礁和偏远地区绿色供电的重要形式。然而,现有国内外岛礁与偏远地区多能源系统均存在能量快速支撑能力弱、故障快速穿越与隔离难、多能源协同管理难等共性技术难题,直接影响系统的供电品质、可靠性和供电效率。
    项目团队在国家“863”、国家自然科学基金重点项目等重大课题的支持下,历经近十年攻关,攻克了多项岛礁与偏远地区多能源系统共性关键技术,研制出多种核心装备并应用,取得了多项原创性成果:
    ①发明了惯性增强型DC/AC变换器的功率振荡抑制技术、交直流母线互联AC/DC变换器的直流惯性增强技术、混合供能型DC/DC变换器的快速分频控制技术,攻克了多能源系统电压和频率波动大、特种负荷过载要求高的难题,显著提升了系统的高品质供电能力。
    ②发明了DC/AC变换器快速故障穿越技术、基于SiC JFET的直流故障隔离技术、多能源系统动态主从控制方案,攻克了恶劣运行环境下多能源系统故障率高、供电可靠性弱的难题,同时克服了领导单元和通讯故障等问题,保障了系统可靠运行。
    ③发明了多能源系统环流抑制技术、能量高效管理鲁棒预测控制技术,应用后变流器的环流和损耗显著降低,提高了新能源出力的预测精度,解决了多能源协同优化管理的难题,大幅提升了系统的高效供电能力。
    ④研制了250kW~630kW快速支撑型DC/AC变换器、250kW/500kW混合供能型DC/DC变换器和基于SiC JFET的快速智能直流固态断路器,已成功应用于福建台山岛多能源供电系统(XX部队保障部)等多个海岛与偏远地区的示范工程中。
    本项目获授权发明专利42项、实用新型15项,在IEEE/IET等国内外权威期刊发表高水平论文73篇,其中SCI一区论文28篇,被丹麦科学院院士弗雷德等知名学者引用并高度评价。成果经同行专家鉴定为:“填补了国内空白,整体技术达到国际先进水平,部分技术处于国际领先水平”。项目核心技术已在科华恒盛股份有限公司等企业实现成果转化,累计新增产值约35.6亿元,新增税收约2.55亿元,为促进我国多能源供电系统及电力电子装备等相关行业科技进步方面发挥了重要作用。