功率变换技术
一、直流变压器
直流变压器是实现新能源全直流汇集和直流输配电一体化的关键设备,低压小容量DC/DC已有较广泛应用,中高压大容量直流变压器技术有待突破。
中心率先研制出系列化直流变压器产品,包括我国首台套和目前世界最大容量直流变压器,最高效率99.1%,功率密度提高3倍,成本降低50%。成功研制出世界首个百千伏级 IGCT直串型直流变压器,具有高电压、高效率、低成本优势,为未来大规模新能源全直流汇集和送出提供了装备基础。
该技术荣获中国电工技术学会技术发明一等奖、日内瓦国际发明展金奖,荣列“科创中国”先导技术榜-装备制造领域榜单。
20kV/10MW 直流变压器
160kV IGCT 串联阀组
►技术优势
1.大容量
2.高可靠
3.高效率
4.低成本
5.高密度
二、混合换相换流器
基于逆阻IGCT器件,创新提出混合换相换流器HCC,彻底解决常规直流换相失败问题。已成功研制世界首台混合换相换流器,通过全部型式试验。
中机联组织的“基于IGCT的混合换相换流器关键技术研究及产品研制”鉴定认为“具有完全自主知识产权”、“总体达到国际领先水平”。
120kV HCC 换流阀
科技成果鉴定会
►技术优势
1.彻底解决常规直流换相失败
2.交直流系统辅助设备降额20%
3.更强的鲁棒性和系统稳定性
三、模块化多电平换流器
研制出基于 4.5kV/5kA、6.5kV/4kA和 6.5kV/8kA IGCT-Plus器件的MMC,与西电荣信、特变、许继、南瑞、北电等厂家开展产学研合作,可为大规模新能源汇集、远距离直流输电等提供新型解决方案。
该技术荣获 2022 年中国产学研合作创新成果奖一等奖。
IGCT-MMC阀段
IGCT-MMC 阀塔
►技术优势
1.基于IGCT技术,首次实现黑启动功能
2.基于高纹波技术,子模块电容用量最大降低约40%
3.杂散精细化控制方法,振荡电流降低70%
4.本征防爆设计,安全性高
四、大容量多电平变流器
突破10MW~20MW IGCT-NPC变流器关键技术,成功研制3.3kV/10MW、15MW IGCT-NPC变流器,具有低成本、高功率密度等方面优势。本技术有望在大容量风电变流器、中压直流柔性互联、大容量变频器等领域得到广泛推广。
器件直串 ANPC 功率模块
五、大容量直挂式储能系统
结合储能电池和IGCT-STATCOM,创新提出基于储能的四象限功率调节系统方案,成功研制世界单机容量最大的直挂式储能系统(50MW/100MWh),并入选国家能源局第三批能源领域首台(套)重大技术装备!
高压级联直挂式储能系统
►技术优势
1.实现大规模新能源场站动态无功功率补偿、有功调节、次同步振荡抑制
2.提升大容量新能源场站并网系统的安全稳定性
六、交直流全控制氢电源
创新提出模块化多电平电流源 MCSC 型制氢电源技术,成功研制世界首个多电平全控整流制氢电源,可实现高效率、大容量制氢电源设计,效率达到98% 以上,容量5MW/10MW,现已在甘肃张掖制氢、南网国重项目、航天六院制氢等场景中工程应用。
►技术优势
1.无谐波污染,无需配置大容量的滤波器
2.无需移相换流变压器
3.可实现零起电压和零起电流