面向新一代电网需求的电力电子技术与装备_32页_2mb

报告总结

• 背景与意义
  全球能源与环境问题推动新能源广泛应用。中国目标到 2030 年，非化石能源（水电、风电、光伏）占一次能源消费比重达 20%。新一代电网（包括特高压交直流输电、柔性直流输电、主动配电网）亟需电力电子技术支撑，实现能源多元化和高效管理。

• 电力系统与电力电子
  大量电力电子装置应用于电网，包括统一潮流控制器、静止无功补偿器、有源滤波器、固态变压器（SST）、多端口电力电子变压器等。电力电子变压器是新一代电网的核心装备，具备电压变换、隔离、电能质量控制、多端口能量路由等功能，实现传统电网向柔性、智能化系统的转变。

• 机遇与挑战
  电力电子变压器的复杂结构、高频开关、控制策略、可靠性设计、仿真建模等问题构成技术挑战。特别是多模块化结构仿真效率低、模型精度不足、热管理设计复杂等问题亟待解决。

• 建模与仿真方法
  提出离散状态事件驱动（DSED）仿真机制和功率开关器件瞬态分段分析（PAT）模型，显著提升仿真效率和准确性。自主研发工业软件 DSI 仿真平台，支持多端口电力电子变压器的多尺度建模、协同控制与故障诊断，推动电力电子装备在教学科研与工程中的应用。

• 应用与示范
  开展多端口、多级联、多形态电力电子变压器的设计与示范工程，具备能量灵活路由、故障自治运行、系统可靠性高等特点，已在多个项目中完成实验验证和现场调试。

• 发展与展望
  面向能源互联网构建多能互补系统，推动电力电子技术从“理想开关、集中参数”向“非理想开关、电磁脉冲控制”变革。发展高效建模软件、新能源路由器等关键装备，提升电网的柔性和智能化水平，支撑新型能源体系建设。