中压电能质量治理装置中压电能质量治理装置 电能质量控制装置 中压动态无功补偿装置SVG+有源滤波APF 预研报告 长城电工技术开发研究院 天水电气传动研究所有限责任公司 2010-1-18 一.项目背景 1.1 项目建设的目的及意义 1.2 国内外技术发展现状与趋势 1.3 本项目所要解决的技术问题 1.4 项目的产业化前景分析 二.项目研究的主流拓扑结构及操控方法 2.1 SVG的拓扑结构 2.1.1 二极管箝位型 2.1.2 飞跨电容型 2.1.3 H桥串联型 2.2 SVG的操控方法 三.项目实施...

  中压电能质量治理装置 电能质量控制装置 中压动态无功补偿装置SVG+有源滤波APF 预研报告 长城电工技术开发研究院 天水电气传动研究所有限责任公司 2010-1-18 一.项目背景 1.1 项目建设的目的及意义 1.2 国内外技术发展现状与趋势 1.3 本项目所要解决的技术问

  1.4 项目的产业化前景分析 二.项目研究的主流拓扑结构及操控方法 2.1 SVG的拓扑结构 2.1.1 二极管箝位型 2.1.2 飞跨电容型 2.1.3 H桥串联型 2.2 SVG的操控方法 三.项目实施的

  3.1 项目技术性能指标 3.2 项目前期工作情况及现有条件 3.3 项目可行性的技术方案及技术路线 项目人员及上班时间安排 3.5 对项目开展的几点建议 四.项目建设目标 4.1 达到的技术性能指标和参数及达到的技术水平; 4.2 采用的技术

  以及自主知识产权的情况; 4.3 经济效益与社会效益。 五.项目的投资 4.1 项目投资

  进度 4.2 资金筹措方案 4.3 资金应用限制范围和资金使用明细表 六.申报单位及合作单位概况与条件 一.项目背景 1.1 项目建设的目的及意义 随着电力电子技术的迅速发展，各种电力电子设备在电力系统、工业部门、家庭民用事业部门得到了日益广泛的应用，同时它们也是电力系统“环境”最主要的“污染”来源。在输电系统和配电网中，大量非线性负荷的使用，使电网存在电压闪变、波动、频漂、三相不平衡、谐波、波形畸变等影响电能质量和效率的问题，尤其是以开关电源和交流调速设备为代表的各种电力电子装置的大量使用，对其它用户产生扰动，威胁电网和其他用电设备的安全运行，对电力系统的 “污染”十分严重，而另一方面慢慢的变多的高精密用电设备对用电环境的要求却慢慢的升高。所以对电力系统中无功功率和谐波进行补偿、改善供电质量成为迫切地需要解决的问题。 1.2 国内外技术发展现状与趋势 目前国内外主流的改善电能质量环境的装置主要分为无源和有源装置两大类，其作用主要是无功功率补偿和谐波抑制两大方面。 无源系统的无功补偿技术现已发展成为非常成熟的技术。第一代无功补偿产品主要是通过安装电力电容器来补偿无功，但电力电容器只能输出固定的无功功率，在负载无功功率经常变化的场合不能动态跟随负载无功的变化而改变无功输出，经常导致欠补偿和过补偿的发生，甚至发生安全事故;第二代无功补偿产品是接触器分组投切电容器组技术也没有从根本上解决动态跟随的问题，只能在负载无功功率变化比较平稳的场合使用;第三代产品以可控硅投切电容器组为代表，静止无功补偿装置(SVC)获得了很大的发展，其典型代表是晶闸管控制电抗器+固定电容器(TCR+FC)，或者是晶闸管投切电容器+晶闸管控制电抗器(TSC+TCR)。静止无功补偿装置的重要特性是它能连续调节补偿装置的无功功率且响应迅速，因此在负载无功功率经常变化的场合已经逐渐代替传统的电力电容器装置;第四代产品比SVC更先进的无功补偿装置就是静止无功发生器(Static Var Generator--SVG)。SVG其最基本的电路仍然是三相桥式电压型或电流型变流电路，目前使用的主要是电压型。SVG与SVC相比，其在直流侧只需要较小容量的电容器维持其电压即可。SVG通过不同的控制,既可使其发出无功功率，呈电容性，也可使其吸收无功功率，呈电感性。采用PWM控制即可以使其输入电流接近正弦波。 序号 类型 FC TSC SVC(TCR+FC) SVG(STATCOM) 损耗 大(空载) 小(空载) 大(全感性无功) 只有开关器件损耗 1 容量 2 Q=Q Q=Q Q=Q Q=Q Q=Q CCCLVSC 无功范围 3 0,Q 0,Q 0,Q -Q,+Q 补偿容量密切相关 密切相关 密切相关 几乎无关 4 与系统短 路容量的 关系 无功控制 阶跃 阶跃 光滑 光滑 5 响应 慢 快 快 非常快 6 占地面积 大 大 大 小 7 谐振 可能产生谐可能产生谐可能产生谐振和谐抑制谐振 8 振和谐波放振和谐波放波放大 大 大 开关装置 断路器 晶闸管 晶闸管 IGBT IEGT IGCT 9 谐波 无谐波产生 产生大量谐产生少量谐波 无低次谐波 10 波 基本电路 11 控制特性 12 谐波抑制的传统方法是装设LC调谐滤波器。基于LC串联谐振原理的无源滤波器 是20世纪30年代发展起来的，目前该理论和产品应用都已比较成熟，但在实际应用 中存在技术缺陷:设计的无源滤波器通常选定特定频率，只能滤除指定次谐波，且存 在与电网发生谐振的可能性，对电网阻抗和频率变化十分敏感，同时，也存在体积大、损耗大等问题;在国外，20世纪70年代初，开始研发SVG(APF)，并于1976年由美国西屋公司研制成功;20世纪末，使用IGBT+SPWM逆变技术的SVG研制成功，随着大功率器件成本的降低，SVG将替代传统无源滤波器成为未来应用的主流。在国内，SVG的研制始于20世纪80年代中期，1989年华北电力科学研究所研制出中国第一台SVG。此外，清华大学，西安交通大学等高校也陆续有新产品通过试制。20世纪90年代末期，有源电力滤波器在我国开始实质性应用，20世纪初，有源电力滤波器开始逐渐普及，2006年，有源电力滤波器的发展开始加速，无源滤波器，组合滤波器，SVG都已开始实际应用。 装置种类 应用单位 投入年度 容量 日本关西电力犬山开关站 1991 80MVA 日本东京电力新信浓变电站 1992 50MVA 美国田纳西州沙利文电站 1995 100MVA 美国肯塔基州艾内兹电站 1997 160MVA SVG或StatCom 英国白金汉郡克莱登电站 1997 75MVA 丹麦瑞赖斯比/海德(配电) 1998 8MVA 美国华盛顿州西雅图钢铁公司 2000 5MVA 德克萨斯某一电弧炉补偿 1998 80MVA 河南电力局* 1999 20MVA 美国,墨西哥交界 2000 ，133/,40MVA 美国埃塞克斯电站 2001 36MVA 美国纽约奥克代尔电站 2001 200MVA 美国特勒嘎电站 2001 100MVA 1.3 本项目所要解决的技术问题 SVG的是基于基于电力电子技术开关器件IGBT、PWM控制技术及高度集成化的数字技术于一起的多学科综合产品，在其研发和应用过程中要解决以下几点: ? 控制方式和策略的数字化 随着SVG理论技术的发展，关键技术补偿电流的检测方法，如频域分析的快速 傅里叶变化(FFT)检测法、瞬时空间矢量法等。补偿电流的控制方法中，如空间 矢量控制、无差拍控制、特定消谐法、组合相移变流器SPWM控制等，控制复杂， 传统的模拟技术由于自身的缺点问题已难以实现，用DSP使该控制系统向高可靠、 高性能的全数字化方向发展已成为一种趋势。 ? 器件容量的增大和开关频率的提高化 为实现电流的快速控制，提高补偿效果，开关频率是关键，要求器件以高频 率工作。此外，应用多重化技术也能提高器件的等效开关频率。从经济的角度考 虑，应使用高容量、大功率的器件，但这与使用高频率产生矛盾。如何从两者中 找到一个折衷，获得最佳效果，是一个值得研究的问题。 降低装置的价格并使其多功能化 ? SVG能消除高次谐波，还能提高电力系统稳定性，抑制闪变和补偿无功等功能， 一机多用显然最为经济，也符合当今电力系统发展的需要。然而SVG造价较高，与 LC滤波是不可比拟的，如何提高装置的性价比，是电力电子器件制造技术面临的 课题。 ? 降低损耗，提高系统可靠性 这方面主要包括:采用合理的开关频率，选择适当的吸收回路，以提高装置的使用效率;采用过流、过压保护技术，故障诊断技术以使系统可靠工作等等。 1.4 项目的产业化前景分析 1.4.1国内外市场规模及趋势分析 2007全球年电力系统投资规模不断扩大，带动电子、电气设备等相关产业的蓬勃发展。应需求的拉动，以及电能质量要求提高的正面刺激，上半年电能质量治理产品市场发展良好。但是下半年受到美国次级贷款等重大事件的冲击，以及世界能源的紧张，导致了企业对电能质量治理的投资增速有所下滑。根据ICTresearch统计，2007年全球电能质量治理产品市场继续增长，销售收入为65.7亿美元，比2006年上升了5.9%，但是同比增长率下滑了2.4%。 目前中国电能质量治理产品的市场仍然落后于国际上发达国家的电能质量治理产品市场。据研究，2007年中国电能质量治理产品市场规模为25.5亿元，比2006年增长28.4%。2008年经济危机以来，电能质量产品需求增速加快，目前中国电能质量治 理产品市场仍属于起步阶段，ICTresearch认为未来几年中国电能质量治理产品市场仍将保持高速的增长，并有广阔的市场发展空间。一些标准(如IEEE—519) 的相继出台，也将使SVG的使用量大为增加。未来4-5年，中国电能质量治理市场的外部环境将进一步向有利的方向发展。预计到2012年，中国电能质量治理市场销售额达到56.3亿元。在电能质量治理技术上，预计也将取得重要进展，从而有力地推动中国电能质量治理产品市场的发展。 1.4.2.国内外主要生产厂商概述 在国外，至1990年，有源电力滤波在制造技术和控制技术上已走向成熟，并已完全实现了产业化服务。一些国家如日本和美国，投运的单台SVG容量已超过1000kVA。由于SVG技术含量较高，在国内真正掌握且可投入复杂的工业环境运行的SVG产品还处于起步状态。目前国内参与这一领域竞争的厂商很少，而国内掌握此技术者均在几所高校，如西安交通大学、清华大学、哈尔滨工业大学等。到目前为止，国外产品技术和制造工艺相当完善，不足之处在于价格非常高，务体系尚未完善，国内很少引进。国外SVG的主要生产厂商有:ABB、美国西屋公司、东芝、罗宾康等品牌;国内主要生产厂商有:思源清能、哈尔滨威瀚、鞍山荣信、许继电气等，且都处开发和应用阶段。 二.项目研究开发内容、方法、技术路线 SVG的拓扑结构 由于在中压领域使用的电力电子装置都对装置的耐压有较高的要求，而目前单体电力电子器件的耐压值最高仅为3300V，因此SVG要使用在中压领域就必须对其功率器件进行一定方式的串联来保证每个单体器件的承受电压在可以接受的范围之内，同时还要实现每只功率器件所承受电压的均衡性，通常我们有下面几种方式来实现功率器件的串联: 2.1.1 二极管箝位型(Diode-lamped) 这种方法对开关器件(IGBT)进行直接串联实现总体承受电压的提高，而每个开关器件(IGBT)的均压问题则通过安装钳位二极管来解决;不过这种方法的缺点也就是钳位二极管需求数量大，对于m电平变流器而言，则每相所需二极管数量为(m-1)×(m-2)。目前3电平变流器应用比较广泛，而对应的5电平及其以上则这种方案缺点比较明显，应用的比较少。下图为一个典型的二极管箝位型5电平变流器的拓扑结构: 2.1.2 飞跨电容型(Flying-capacitor) 下图为一个典型的飞跨电容型5电平变流器的拓扑结构，其和二极管箝位型相似，也是通过对开关器件(IGBT)进行直接串联实现总体承受电压的提高，而每个开关器件(IGBT)的均压问题则通过安装钳位电容来解决;不过这种方法的缺点也同样是钳位电容需求数量大，对于m电平的电容钳位型多电平变流器每相桥臂需要(m-1)×(m-2)/2个辅助电容，而其直流侧上还需要(m-1)个电容;电容电压的平衡是一个很大的问题。 2.1.3 H桥串联型(Cascaded H bridge) H桥串联型(Cascaded H bridge)，相比于其他的二极管钳位型(Diode-lamped)或者飞跨电容型(Flying-capacitor)，在获得同样电平数输出时，使用的元器件最少;每个H桥都是相对独立的，容易进行模块化设计和封装，各单元的工作负荷一致。下图为其基本的拓扑结构。 2.2 SVG的控制方法 SVG的控制大致上可以分为补偿电流的检测方法和补偿电流的控制方法两个方面。 ? 补偿电流的检测方法 由于谐波检测是保证SVG安全、稳定运行并达到预期滤波效果的首要环节，其采集的信号的正确性、实时性是保证SVG正确工作的重点之一。所以高性能、快速的谐波检测方法一直是重点研究的内容之一，检测补偿电流的方法主要有基波电流减去法、频率分析法、瞬时空间矢量法等方法;瞬时空间矢量法利用瞬时无功功率理论，检测出三相电压与负载电流并变换到α-β坐标系下，计算出瞬时有功功率和瞬时无功功率，滤去基波分量后得到高次谐波瞬时有功功率和瞬时无功功率，然后根据不同的补偿要求取补偿电流，最后将它们变换到abc坐标系下即可。此方法能快速跟踪补偿电流，进行实时补偿，系统频率特性不变，即使高次谐波增加，系统也不会过载，且不受电网参数和负载变化的影响。 ? 补偿电流的控制方法 补偿电流的控制方法有阶梯波脉宽调制、基于载波组的PWM技术、多电平电压空间矢量调制、载波相移正弦波脉宽调制(CPS-SPWM)、错时采样空间矢量调制等。 本项目采用的H桥串联型结构，最终选取CPS-SPWM作为调制方法。载波相移正弦脉宽调制是一种适用多电平变流器和组合变流器等大功率电力电子装置的调制策略。基本思想是:在变流器单元数为N的串联型逆变器中，各单元采用共同的调制波信号M(t)，其频率为ωm，逆变器单元的三角载波频率为kcωm，将各三角载波的相位互相错开一定的角度，那么串联逆变器的输出电压就能得到多电平的输出波形。实现在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果，有效减小输出谐波。 CPS-SPWM有两种调制方法:单极性调制和双极性调制。双极性调制时，每个桥臂上下开关管控制信号互补，且S1和S3的控制信号相同，S2和S4的控制信号相同，其它H桥单元类似。根据分析可知双极性调制时，H桥单元只能输出E和-E两个电平;单极性调制则是以桥臂为控制对象，每个桥臂对应一个载波，载波之间依次错开的角度，则H桥单元可以输出更多的电平，具有比双极性调制更好的波形效果和等效开关频率。 三.项目实施的方案 3.1 项目技术性能指标 因SVG结构复杂，控制系统数字化程度很高，所以希望尽快与西安交大展开合作开 发针对中压系统的6kV全数字控制SVG。通过合作开发试制出一台SVG样机(6kV/400KVA)，再次应用基础上产品化、系列化，其主要性能指标如下: 额定电压 6kV,35kV 额定频率 50Hz 额定容量 1.2MVA,100MVA 无功控制范围 -Q,+Q 抑制谐波次数 2,15次 保持谐波含量 ?5% 响应时间 ?20ms 过载保护 控制在额定范围以内 操作显示 中文液晶 通讯接口 RS485接口，多种通讯协议 整机功耗 ?4% 扩展功能 可多机并联使用 防护等级 IP20 3.2 项目前期工作情况及现有条件 该项目将依托自动化装置分院实施，分院现由研发部、工程技术部、自动化工程公司，现有高级工程师38人，工程师82人。公司在“十一五”期间投资6000万元建立的现代化数字工厂，具备先进的企业信息化资源管理系统，实现了先进的制造模式、装备智能型数控设备、制造过程自动化、完全具备承担着电气传动自动化产品的设计、制造、试验任务，生产建筑面积达11300?。该工厂已于2009年5月投入使用。 自动化装置分院近四十年来在电气传动及自动化领域取得800多项科技成果，部级以上成果近百项。其中“ZJ60DS沙漠钻机电传动系统”荣获97年国家科技进步一等奖、“八五”科技攻关成果奖，近十年来或国家科技进步二等奖1次，省科技进步一等奖4次，省科技进步二等奖3次。科研产品遍及世界各地，走出了一条科研产业化的成功之路，为我国电气自动化成套设备、自动化技术应用。开发和推广做出了贡献。多年来公司与世界各著名电气公司和国内著名高效加强合作和技术交流，在新技术的研究和应方面有着丰富的经验。 特别是近十年来在基于IGBT开关器件的应用有了丰富的工程经验，并成立了数字研发团队，已有多项产品应用于兰州近代物理研究所、北京高能所、合肥国家同步实 验室等高精度电源领域。近年来我们与各高校精密合作，实施了高压变频器、直流有源滤波器、太阳能光伏发电逆变器等研发项目，这些项目的实施不仅使我们与高校保持了一种紧密的合作关系，也调整人才知识结构和提高了人才知识水平。结合此项目我们已与西安交通大学电气学院进行了多次接触和探讨，大家对电能质量控制领域的合作非常感兴趣，也符合目前我国提倡的产学研结合政策。 3.3 项目可行性的技术方案及技术路线 技术方案方面:通过前面的论述，我们已经了解了关于中压SVG的几种主要的主回路拓扑结构和控制方法。拓扑结构方面，目前在电网中采用的中压电力有源滤波型大多数是基于H桥串联的并联型SVG，我们也采用这种拓扑结构形式;控制方法方面，载波相移正弦波脉宽调制(CPS-SPWM)是我们研究的主要方向，通常SVG的控制算法需要检测电流谐波，产生补偿电流的指令，并利用电流反馈跟踪控制，输出相应的谐波补偿电流。 在技术路线上，走校企联合攻关的产学研结合的路线，利用高校在技术、人才的方面优势，以及企业在产品化、系列化、市场化方面的优势，实现优势互补，互利共赢。该项目具有前沿性，将采取与西安交通大学合作的模式进行，双方共同合作，互有分工，双方协商确定主回路方案以及主回路与控制部分信号接口。分院负责主回路功率部分及控制部分的设计与生产;合作方负责控制部分软硬件设计，分院全程参与;通过以上合作方式研制电能质量控制装置(SVG/ APF);联合调试达到技术指标;产品化。 3.4 项目人员及工作时间安排 自动化分院研发部共有电气设计人员25名，专业以自动化和电力电子专业、计算机为主。自2001年涉足中科院加速器行业高精度特种电源，于2004年至今承担和参与所里科研项目低压大容量变频器项目和三相PWM整流器(AFE)项目。于2004年开始开发基于嵌入式FPGA的数字控制系统(用于高精度数字电源)，现已成功用于北京散列中子源样机及兰州近物所多台电源，在以上项目中积累了一定的经验，对于三相PWM开关的控制也有一定的了解和认识。但对于SVG这个新领域知识积累和经验不足，特别是中压相关产品的陌生，因此需要与高校或其他公司合作开发。自动化装置分院研发部数字组目前由9人，主要从事FPGA、DSP、单片机、上位机监控方面工作，具有一定的应经验;变频器组有7人从事电气原理、工程结构方面的设计;以及系统设计方面的人员5人。 计划从以上各组抽出5人成立课题组。 项目进度安排: 2010年1月至9月31了解SVG的基本工作原理、拓扑结构及控制方法等，为下一阶段工作做好准备，并通过与西安交通大学合作完成主回路拓扑方案选定和接口确认。 2010年12月31完成主控板生产加工及软件的开发工作和装置本体的设计工作; 2011年3月31完成6kV/400KVA样机的试制工作; 2011年6月30完成测试和改进， 2011年12月31完成产品化。 2012开产品系列化工作 3.5 对项目开展的几点建议 SVG作为消除电力公害，改善供电质量的有力工具，在美国、日本等发达工业国家已广泛用于国民经济的各个生产部门。随着我国国民经济的飞速发展，电力系统高次谐波问题日益严重，对SVG的研制和应用要提高到一个新的认识高度。下面就有关我公司对SVG的预研和发展提几点建议: 1) 通过引进、合作及自身的技术储备，吸纳先进的技术，建立有自主知识产权的 数字化的技术平台。 2)以研制开发低损耗、低价格及大容量的SVG为市场切入点。 3)此项目涉及高压产品，我公司相对应用经验较少，在高压技术标准方面加强与 长开公司的公司的交流与合作，同时长开公司在高压领域有着丰富的市场经 验。希望能借助长开公司的市场优势及目前市场的实际需求，开发具有针对性 的产品以便能尽快进入市场。 四.项目建设目标 4.1 达到的技术性能指标和参数及达到的技术水平; 本项目最终试制出的SVG样机(6kV/400KVA)，其主要性能指标如下: 额定电压 6kV 额定频率 50Hz 额定电流 400KVA 抑制谐波次数 2,15次 保持谐波含量 ?5% 响应时间 ?20ms 过载保护 控制在额定范围以内 操作显示 中文液晶 通讯接口 RS485接口，多种通讯协议 整机功耗 ?4% 扩展功能 可多机并联使用 防护等级 IP20 在国外，有源电力滤波器已开始在工业和民用设备上得到广泛使用，并且谐波补偿的次数逐步提高，有的可以高达25次谐波;单机装置的容量逐步提高。如在日本和美国，应用领域可以接受的APF的容量已增加到50MVA，其应用领域从补偿用户自身的谐波向改善整个电力系统供电质量的方向发展。 我国在有源电力滤波器的应用研究方面，继日本、美国、德国等之后，得到学术界和企业界的充分重视，并投入了大量的人力和物力，到目前为止，国内对有源电力滤波器的研究基本上都局限于仿真研究和小型试验装置，工程实践应用仅仅也只是小功率的应用，而正式投入电网运行的几乎为零，只有几台类似产品投入工业试运行，如华北电力试验研究所、冶金部自动化研究院和北京供电公司联合开发、研究的有源高次谐波抑制装置于1992年在北京木材厂中心变电站投入工业运行，该装置采用了三个单相全控桥逆变器(功率开关为GTR)，用于低压电网单个谐波源的谐波补偿，装置容量小,且只能补偿几个特定次数的谐波(5、7、11、13次),调制载波的频率(3.3kHz)不高;河南电力局与清华大学联合开发的200MVA静止无功发生器(包含有源谐波器)在郑州孟砦变电站进行300kVA中间工业样机试运行，该样机主电路由18脉冲电压逆变器、直流储能电容器、9台曲折绕组变压器及系统的连接变压器组成，18脉冲逆变器分为3个6单相脉冲电压逆变器(功率开关为GTO)，系统结构复杂，尺寸庞大，功耗大，价值昂贵，很难推广应用。 总的来说，国内有源电力滤波器的应用技术和电子工业发达的国家相比有一定的差距。最早的有源电力滤波器是单独使用的并联型有源电力滤波器，经过多年的发展，为了尽量发挥有源电力滤波器的特长，提高其性能并尽量降低其容量，而此类研究技术主要由国外一些著名电气公司掌握，如ABB、诺基亚、施耐德、罗宾康、东芝等，且价格比较昂贵。随着现代科学技术的发展，电能质量问题对电网和配电系统造成的直接危害和对人类生产生活造成的损失越来越大，世界各国已经十分重视电能质量管理， 谐波治理是电能质量的核心问题，也是现代电力生产发展的迫切要求。 从目前国内外生产厂商的产品来看，国外单机容量做到200MVA,国内也有应用，容量为20MVA,我们可以利用高压变频器的设计生产平台，结合西安交通大学最新的控制技术，开发具有国家领先水平的新一代基于串联结构的SVG+APF有源电力补偿装置。 4.2 采用的技术标准以及自主知识产权的情况; 国家在电网电能质量管理方面制定或正在修订了多部技术标准，目的规范设备制造商、用户以及用电设备须符合相关规定。 《供电系统设计规范》 GB50025-95 《电能质量供电电压允许偏差》 GB/T12325-2003 《电能质量电力系统频率允许偏差》 GB/T15945-1995 《电能质量电压波动和闪变》 GB12326-2000 《电能质量公共电网谐波》 GB/T14549-93 《电能质量暂时过电压和瞬态过电压》 GB/T18481-2001 《电能质量术语》 《柔性输电术语》 《链式静止同步补偿器》 《配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)技术规范》 核心技术:基于数字化的有源滤波器控制板、基于H桥多重化技术。 系列新产品、新装置:1.2MVA,100MVA有源电力滤波器或有源动态无功补偿装置，达到国际领先水平。 专利:2项发明专利或2项新型实用专利 发表论文:2篇 4.3 经济效益和社会效益 随着电力电子技术的迅速发展，各种电力电子设备在电力系统、工业部门、家庭民用事业部门得到了日益广泛的应用，同时它们也是电力系统“环境”最主要的“污染”来源。在输电系统和配电网中，大量非线性负荷的使用，使电网存在电压闪变、波动、频漂、三相不平衡、谐波、波形畸变等影响电能质量和效率的问题，尤其是以开关电源和交流调速设备为代表的各种电力电子装置的大量使用，对其电他用户产生扰动，威胁电网和其他用电设备的安全运行，对电力系统的 “污染”十分严重，而另 一方面越来越多的高精密用电设备对用环境的要求却越来越高。所以对电力系统中无功功率和谐波进行补偿、改善供电质量成为迫切要解决的问题。为了提高电能质量、保障设备安全运行、节能降耗、充分利用电气设备的容量等，就需要采取恰当的无功补偿及谐波抑制措施，在提高功率因数的同时还能对谐波进行有效抑制。 有源电力滤波器APF和动态无功补偿器SVG(Static Var Generator),都是基于基于电力电子技术开关器件IGBT、PWM控制技术及高度集成化的数字技术于一起的多学科综合产品，这种技术主要以国外品牌为主。发展民族自主品牌，不仅使用户得到物美价廉的产品，也使我们自己的制造厂商得到发展，我们的技术水平得到提升。这对国家、用户、厂商都是一个共赢事情。 APF/SVG装置可以广泛应用于工业、商业、和机关团体的配电网中，在国内个行业可以普遍应用，如:电气化铁道及城市轨道交通行业、电力行业、石化和天然气行业、钢铁行业、冶金行业、水处理行业、水泥行业、造纸行业、过程控制工业、造船业、精密制造业、风力发电及太阳光伏发电场。 根据ICTresearch统计，2未来4-5年，中国电能质量治理市场的外部环境将进一步向有利的方向发展。每年有50亿的市场容量，预计到2012年，中国电能质量治理市场销售额达到56.3亿元。在电能质量治理技术上，预计也将取得重要进展，从而有力地推动中国电能质量治理商品市场的发展。 特别是2009年6月我国提出创新发展建设中国特色坚强智能电网，智能电网是指以物理电网为基础，充分利用先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术、控制技术、新能源技术，把发、输、配、用各个环节互联成为一个高度智能化的新型网络;它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。 国家智能电网计划到2020年总投资规模近4万亿元人民币，其中柔性输变电技术是新能源、清洁能源的大规模接入电网系统的关键技术之一，将电力电子技术与现代控制技术相结合，通过对电力系统参数的连续调节控制，从而大幅降低输电损耗、提高输电线路输送能力和保证电力系统稳定水平，另外在电网潮流控制方面柔性输变电技术发挥着更加重要的作用，仅电能质量产业带来150亿元人民币/年的市场份额。这个计划给电能质量控制产品生产厂家带了机遇和挑战，谁家能先占领先机，谁将获得更多地市场份 额。 我国未来5年高压SVG的市场预测: 应用领域 年市场需求数量(套) 年市场价值(亿元) 冶炼供电 黑色金属 轧制供电 100 5.5 辅助供电 冶炼供电 有色金属 轧制供电 100 5.5 电解供电 辅助供电 新能源发风力发电输电网 200 8 电 太阳能发电输电网 电厂输电网次同步 谐振抑制 电网输配大型枢纽输电网 60 9 电 城市供电网 农业供电网 客运专线 货运专线 地铁专线 城际专线 轻轨专线 大型变电站 煤炭行业 大型提升机 75 5 变电所 石化 其它 重工 50 2.5 港口 矿山 合计 815 41.5 我公司投资此项目，预计年增加出售的收益4000万，企业增加利润680万，国家税收 增加323万。为公司培养硕士研究生2名，高级工程师2名，工程师5名。为国家、企 业增加创收，也为企业培养了一批人才。 五.项目投资 5.1 项目投资计划进度 2010年10月 230万 2011年6月 270万 2011年12月 100万 5.2 资金筹措方案 自筹资金 300万 贷款 300万 5.3 资金使用范围和资金使用明细表 购置设备费用 50万 试制设备费用 300万 设备改造与租赁费用 20万 材料费 15万 测试实验费用 60万 差旅费用 25万 会议费用 10万 合作交流费用 60万 出版/文献/知识产权事物费 10万 专家咨询费 35万 管理费 10万 其它 5万 六.申报单位及合作单位概况与条件 项目合作方西安交通大学为我国著名高校。我公司工业主要与自动化教研室合作，该教研室现有博士学位指导教师5人，硕士学位指导教师9人，其中有教授5人，副教授(高工)9人，另有讲师及以下人员7人，年青教师全部具有博士学位，具有博士学位教师占教研室教师比例的85%。每年招收博士研究生10余人，硕士研究生46-50人。是我国电力电子技术和控制理论与控制工程方面高级人才培养的重要基地，在电能质量控制理论与技术的深入研究方面硕果累累。近几年来共承担国家自然科学基金重点项目两项，面上项目6项，“863”课题一项，其它纵向课题6项，横向课题近百项，每年科研到款约300万元，出版

  、专著10余部，发表论文500余篇，上百篇被SCI或EI收录，申请并授权专利20余项，取得国家科技技术进步二等奖一项，省部级奖三项，其它厅局及校级奖多项。

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