奖项类别

科技进步奖（技术开发类）

主要完成单位

北方工业大学，中国电力科学研究院有限公司，北京卫星制造厂有限公司，天津瑞源电气有限公司，北京智源新能电气科技有限公司

主要完成人

张卫平，周京华，景柳铭，张懋，张晓强，刘海军，刘欣博，孙逸斐，毛鹏，彭华良

项目亮点

本项目针对大型光伏阵列发电效率低、独立型微电网主动支撑能力弱、电能质量恶化、失稳风险高、协同恢复难等问题，开展产学研用联合攻关，在光伏阵列高效发电与独立型微电网主动支撑关键技术、系列装置及工程应用方面取得了重大进展。

项目介绍

本项目隶属于电气工程学科，主要研究大型光伏阵列的功率提升与光储独立型微电网主动支撑关键技术。针对大型光伏阵列发电效率低、独立型微电网主动支撑能力弱、电能质量恶化、失稳风险高、协同恢复难等问题，联合中国电力科学研究院有限公司、北京卫星制造厂有限公司、天津瑞源电气有限公司、北京智源新能电气科技有限公司、北京紫电捷控电气有限公司，在国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市重点基金及企业委托项目的资助下，开展产学研用联合攻关，历时11年，在光伏阵列高效发电与独立型微电网主动支撑关键技术、系列装置及工程应用方面取得了重大进展。取得的关键技术创新点如下：

（1）针对大型光伏阵列被遮蔽时串并联特性失配而导致发电功率和运行效率低的问题，提出了大型光伏阵列的功率提升理论，包括光伏阵列功率损失机理、功率均衡理论、新型最大功率点跟踪理论等内容，为提升大型光伏阵列的发电功率和运行效率提供理论基础。

（2）针对光储独立型微电网惯量低、电压/频率支撑能力不足的“弱网”特性和所导致的电能质量问题，提出了基于惯量/阻尼参数在线自适应调节的虚拟同步发电机构网控制方法和电能质量综合治理技术，包括功率振荡抑制与暂态稳定性提升、畸变电压补偿与阻抗重塑协同控制等内容，提升了独立型微电网电压/频率主动支撑能力和供电质量。（3）针对光储独立型微电网全电力电子化、强非线性时变特性导致的稳定性下降、故障侦测与定位困难等问题，提出了微电网大扰动稳定性分析与源网协同恢复技术，解决了源荷大规模接入与退出导致的稳定域不足的难题，实现了微弱故障在线诊断，增强了独立型微电网的稳定裕度与供电可靠性。

本项目主要成果有53项国家授权发明专利、67篇SCI/EI期刊论文、6部专著、3项标准、71项软件著作权、3项创新技术、PV组串均衡器/光伏逆变器/储能变流器/电能质量综合治理装置/嵌入式故障检测与保护模块/微电网稳定性评估与规划软件等系列产品。项目研制的相关装置与软件产品已通过CNAS/CQC/CE质量认证，成果应用于北京冬奥会、北京城市副中心、乌兹别克斯坦谢拉巴德等50余项新能源与智能微电网项目中，在国内十余个省份及“一带一路”国家得到全面推广。项目近三年累计销售收入25.14亿元，有力推动了分布式能源及微电网产业链升级，对国家绿色低碳能源发展具有重要意义。

项目图片

完成单位介绍及对项目的贡献

1.北方工业大学，围绕光伏电站功率提升理论与遮蔽分析、独立型微电网电压频率主动支撑与电能质量综合治理、稳定性分析与微电网协同恢复方面开展了关键技术研究；

2.中国电力科学研究院有限公司，研究了100%新能源供电的微电网关键技术，建设了涵盖风、光、储、电动汽车等多能源形式的崇礼冬奥专区微电网示范工程；

3.北京卫星制造厂有限公司，主要负责本项目中光伏电站工程的实施方案设计与具体建设工作；

4. 天津瑞源电气有限公司，联合北方工业大学研制500kW集中式/1MW集散式光伏逆变器、储能变流器PCS、光储微电网系统等装置，并完成相关产品的样机研发、市场推广与示范工程建设等工作；

5.北京智源新能电气科技有限公司，联合北方工业大学研制了宽禁带功率器件SiC-MOSFET测试系统、320kW组串式光伏逆变器、全SiC构网型储能变流器装置系列产品，以及400V、690V、1140V多电压等级的电能质量系列化产品。

第一完成人简介

张卫平 教授

北方工业大学

张卫平，男，1957年5月生，工学博士，北方工业大学教授、博士生导师，曾任学科建设办公室主任及电力电子与电气传动学科带头人。1978年起先后在东北大学、北京理工大学完成本科与硕士学业，1996年进入浙江大学电力电子国家实验室攻读博士。1982年入职北方工业大学，历任助教、讲师、副教授，1999年晋升教授。2000年至2001年赴美国弗吉尼亚大学任访问教授。曾长期担任校学术委员会秘书长、北京市级实验教学示范中心主任等职，主导筹建电子信息工程专业实验室。主要研究方向包括光伏并网技术、特种电源及功率变换器等，承担国家八五、九五攻关项目及4项国家自然科学基金项目，获中国专利16项，获省部级科技进步奖三项。中国电源学会常务理事，IEEE高级会员。