清华大学面向新一代电网需求的电力电子技术与装备赵争鸣萧艺康清华大学电机工程与应用电子技术系
主要内容清华大学背景与意义a挑战与机遇3建模与仿真4应用与示范5发展与展望
一、背景与意义清华大学全球范围内的能源与环境的问题引发了新能源的广泛应用,中国计划2030年左右非化石能源(水电风电和光伏)占一次能源消费比重提高到20%左右。能源柔性输电分布式新能源应用新一代电网随机性环境电力电子80%的一次能源转化为电能使用，产生新一代电网,包括特高压交直流输电、柔性交直流输电、分布式交直流主动式配电网。大量的电力电子装置设备被应用到电网之中。
背景与意义清华大学singhusUnivers新一代电网示范框图(1统一潮流控制器:UPFC潮流控制电网互联多区域控制发电系统可靠性互联电网可靠性统一电能质量控制器:UPQC静止无功补偿器:STATCOM动态电压恢复器:DVRJPFCHVDC新能源接入负载有源滤波器:APFMVDCLVDC直流阀:HVDC电压控制固态变压器:SSTBTB-OC提高电能质量电力系统稳定性电压支撑固态断流器:SSBSVG、SSSC.TCSC...BTB-OC电网互联电力电子化的电力系统储能储能集成提高系统容量提高传输容量现代电网的支撑技术之一为什么新一代电网需要用到电力电子技术和装备?电力电子技术和装备带来了哪些特点和变化?[1]赵争鸣等、对电力电子学的再认识—历史、现状及发展川电工技术学报,2017,32(12):5-15.
一、背景与意义清华大学singhuaUnivers新一代电网将发展成为所谓的"能源互联网":它以互联技术为核心，以配电网为基础，以接入大量的分布式可再生能源为主，通过EMS对分布式能源设备实施广域控制，实现多种能源的互补,提高用电效率的智能能源管理系统,可再生能源能源工厂路由器新一代电网就是由分布式电能源路由器源、微网、装置、电力电子能源路由器变压器、智能终端和EMS组成。其中电力电子变压器(也有人称之为"能源路由能源路由器器"或“电能路由器”)成本地新型能源储能网络网为必不可缺的核心装备。阵列新一代电网的基本形态
一、背景与意义清华大学singhusUnive常规电力变压器电力电子变压器由铜铁构成,在现代电力系统中扮演着非采用电力电子器件和线路及高频变压器实现的常关键的角色,能够实现交流电压等级变具有但不限于传统变压器功能的电力电子变流换、电气隔离和能量传递,被广泛用于交装置,具有电压变换、电气隔离和能量传输等流输电系统和配电系统中，具电力系统中基本功能,还可以实现无功补偿、谐波治理应用数量最多的输变电设备之一。电网互联、新能源并网等诸多功能,传统配电网中的电力变压器新一代电网中的电力电子变压器
一、背景与意义清华大学singhuaUniversit)电力电子变压器特征》从电力系统看:面向主动配电网及智能用电>能够为分布式可再生能源发电和储能提供即插终端的电力管理调节器;即用的交/直流接口从互联网系统的角度来看:物理系统与信能够实现电压变换、电压隔离、提升电能质量息系统深度融合的网络节点装置;能量双向流动的综合调节能力,从电力电子的角度来看:多端口、多级能够根据故障情况或系统需要，自主地与主网联、多流向和多形态的电力电子变换器分离,提高电网的自愈性风力发电光伏发电中国电力电子变压器储能设备电动汽车以电力电子变压器为节点的新型混合配电网模型1用干分布式微网系统的自治节点设备[1]赵争鸣等电能路由器的发展及其关键技术1中国电机工程学报2017/371131:3823-3834
背景与意义清华大学singhueUnivers电力电子变压器的电气结构发展-多端口、多级联、多路由、多形态大子中公本公安1970年代20世纪末几年前高频链式变换器直接ACIAC模块化三级式1980年代21世纪初今日非隔离串联三级式模块化/多端口83183-881WANLIR公式R[1]赵争鸣等,电能路由器的发展及其关键打中国电机工程学报,2017,37(13):3823-3834
二、机遇与挑战清华大学sirghusUniversity系统结构与电力电子变压器组合关系(1电力系统网络结构的顶层研究>系统网络结构与互联规律多端输配电系统源-网-荷等值建模理论和方法一多电力电子变压器相互作用机理与系统间的相互影响规律。新一代电网的基本构架典型的多端电力电子变压器拓扑结构(图源:TheEconomist;ABB)新一代电网...
