簡介
電力系統及發電設備控制和仿真國家重點實驗室是1989年經國家計畫委員會批准建設,依託於清華大學。1995年通過國家教委組織的檢查驗收,正式開放運行。1998年參加國家教委組織的評估,獲得A級。
實驗室主要從事電能源領域的基礎和套用基礎研究,培養相關的高級研究人才。
主要研究方向
(1)電力系統控制,電力系統參數辨識,變電站綜合自動化等;
(2)電力系統分析和仿真,電力系統調度自動化,電力市場等;
(3)柔性交流輸電(FACTS)技術,FACTS裝置(ASVG、TCSC等)、控制規律及對電力系統的影響;
(4)電力電子技術與電機控制,基於電力電子技術的節能技術、電能質量改善等;
(5)電力設備運行狀態的線上檢測和故障診斷,電力設備狀態維修,智慧型化電力設備;
(6)熱力系統建模與分析,熱力系統控制,熱力系統辨識、線上監測和故障診斷;
(7)火電機組建模與仿真。
現任實驗室主任,中國科學院院士盧強教授。現任實驗室學術委員會主任,中國工程院院士韓英鐸教授。實驗室有固定人員38人,擁有1位中國科學院院士,2位中國工程院院士,2位國家傑出青年基金獲得者,長江學者1人。實驗室的重要特點之一是擁有年輕的學術研究隊伍,固定人員中博士學位獲得者28人,約占73%;40歲以下者占42%。
實驗室擁有電力系統動態模擬、計算機及網路、電力電子綜合試驗研究平台、強電流試驗、高電壓試驗、熱力系統試驗等研究設施,擁有先進齊全的測量分析設備。實驗室以多種形式對國內外開放,和國內外的教育、科研和生產製造部門有著廣泛的學術交流和科研合作。實驗室設有開放基金,提供來實驗室進行科學研究和學術訪問的條件,支持與本實驗室研究方向相關的研究課題和學術交流。
成就
實驗室成立以來,承擔國家(973)1項;攀登B項目26項;國家攻關項目29項;國家自然科學基金重點項目5項;國家自然科學基金面上項目63項;以及大量的與國內外科研機構和生產企業合作的橫向研究課題。
實驗室成立以來,獲得國家級獎勵12項;其中國家科技進步二等獎6項;三等獎3項;國家自然科學發明獎四等獎一項;國家教學成果特等獎一項;國家科技攻關計畫優秀成果獎一項。獲省部級獎46項,其中一等獎15項;二等獎19項,三等獎12項。
實驗室自成立以來培養碩士研究生353人;博士研究生139人;博士後35人。
未來發展
實驗室的未來發展將面向國民經濟發展的迫切需要,研究、探索和解決對國家未來電能源發展具有重大影響的理論和技術問題:
(1)隨著我國電網容量的增大、區域電網的互聯、西電東送等,電網運行的安全性和經濟性將面臨新的重大挑戰,系統安全的隱患可能造成非常嚴重的後果。研究電力系統控制方法和理論,藉助現代信息技術和現代控制技術提高電力系統安全控制水平,具有重要意義。
(2)我國雖然已是電力大國,但人均電能消耗依然很低。中國的繼續發展必將繼續增大電能需求,但嚴峻的環保問題必將產生嚴重製約。因此電能源結構的調整、新型能源、節能技術的研究已是當務之急。
(3)隨著新型高科技產業的迅速增加,諧波、電壓跌落等電源質量問題將日益突出,成為影響生產和投資的重要因素。研究保證電源質量的技術和設備具有重要的現實意義。
(4)石油供應已經是威脅中國經濟發展和國家安全的重大問題。除了尋找可靠的石油供應外,減少對石油的依賴遲早是要面對和解決的重大問題。路徑之一是研究新型電池和儲能技術。
(5)科學技術的進步為新型電力技術和設備的發展提供了新的空間,包括電力電子技術、柔性交流輸電技術、超導電力技術、光電感測技術、智慧型化電力設備等。
學科研究範圍
大電網安全與經濟運行的研究;交直流輸電技術與電磁環境的研究;柔性輸配電技術研究;大電機與電氣設備智慧型化研究;電力電子與電能變換的研究;新能源發電與分散式電力系統的研究;電工新技術研究;熱力系統仿真、控制;中國整體能源戰略軟科學研究。
科研設備
無局放工頻試驗系統
電磁抗擾度測試系統
電力電子與電機控制虛擬仿真平台
諧波發生器
網路阻抗頻譜分析儀
TCSC動模實驗裝置
6KvarTCSC動模試驗裝置
微機勵磁調節器
進展中課題
油氣長輸管道裂紋檢測關鍵技術研究
伺服系統的極低速技術研究與開發
基於智慧型無線感測網路的典型危害農作物動物聲防數位化產品的開發及其關鍵技術研究
高效大容量電機驅動系統能量轉換與關鍵控制技術
±800kV直流支柱和懸式絕緣子試驗標準以及交接驗收標準的研究
中低熱值富氫燃料燃燒不穩定性機理及控制
600MW超臨界循環流化床仿真機研製
多聯產過程耦合集成最佳化理論和模型
深度限制特高壓交流系統過電壓關鍵技術基礎研究
x-pinch點源及其x射線背光照相的研究
風力機氣固耦合振動問題研究
高效戶用風電發電關鍵技術的研究與系統開發
快Z箍縮電漿物理特性研究
大容量特種高性能電力電子系統理論與關鍵技術研究
高性能壓氣機模型級研究
科研成果
供電系統諧波檢測與治理
大型火電機組性能與振動遠程線上監測及診斷系統
大型汽輪機及調速系統線上參數辨識技術
大中型變頻調速高效異步電動機
低壓三電平變頻調速系統
電力變壓器故障樹的建立與分析
電力市場交易與電網調度管理技術支持系統
電力系統發變電站接地網腐蝕及斷點的診斷方法
線路絕緣子飽和污穢度下污耐受電壓特性及複合絕緣子老化性能研究
新型靜止無功發生器(ASVG)的研究及±300Kvar樣機的研製
電力系統繼電保護整定綜合程式
電力系統四大參數建模和參數資料庫建立
微機非線性勵磁調節器的研製及在電網中的套用
東北電網實時靜態安全分析和最優控制
同步電機模型和非線性參數線上適應辨識研究
故障電流對城市通信設施的影響和工頻磁場測量的研究
廣東電網安全防禦系統研究
廣東省地區電網外網等值自動生成系統
序列運算理論研究及其在電力系統中的套用
玉林電網能量管理系統EMS開發和套用
整體煤氣化聯合循環發電(IGCC)關鍵技術
直流合成絕緣子運行特性及檢測的研究
中長期電力需求分析與預測系統
矽橡膠外絕緣耐污特性研究及其套用
軌跡分析法理論研究
國產化大容量變速恆頻雙饋異步風力發電機系統
基於EMS/DTS的電網線上安全穩定分析和預警系統
基於軟分區的網省級電網無功電壓最佳化控制系統
電網能量管理和培訓仿真一體化系統
66KV公園變電所微機綜合自動化系統
我國第一條750kV輸變電示範工程及其關鍵技術研究
降低高土壤電阻率地區電力系統發變電站接地電阻的爆破接地技術
±500kV直流輸電外絕緣特性研究
±800kV特高壓直流合成絕緣子研製
±800kV直流外絕緣技術開發及設備研製
±500KV直流合成絕緣子
220KV變電站仿真系統研究
三維協調的新一代電網能量管理系統、關鍵技術及套用
350MW火電機組全工況實時仿真與多功能線上綜合研究系統
三峽機組主保護配置方案的綜合最佳化
三峽輸變電前期科研--三峽500kV雙回同塔新技術研究
深圳地區電網經濟運行和災難性事故防治對策的模型建立及HAVC系統實現
大型風力發電場接入電力系統問題的研究
600MW火電機組模擬培訓裝置
配電網10kV架空絕緣導線雷擊斷線機理及防護措施研究
BPT4000-12/29404000KW交交變頻調速同步電動機
FXBW4-750/210∽300高壓線路用棒形懸式複合絕緣子
FXBZ-500/300,FXBZ-500/210直流複合絕緣子
GEC-1型微機非線性勵磁控制器
HVDC系統地中電流對交流系統的影響及防範措施研究
變電所電磁環境評估技術及防護的研究
超高壓變壓器油流靜電帶電的計算模型及實驗研究
超高壓合成絕緣子
體外特高頻(UHF)感測的GIS局部放電線上檢測、定位和診斷
鐵路地理圖形信息系統
同步電機定子繞組內部故障分析和三峽發電機內部故障主保護配置方案的研究
大型地網狀態評估研究
大型發電機穩定安全監視與無刷勵磁檢測系統
500KV緊湊型輸電線路關鍵技術及試驗工程
基於行波原理的電力線路線上故障測距技術
同步電機阻尼磁練定向控制理論及其在大功率交交變頻協調中的套用
基於小波變換的輸電線路暫態行波分析和故障測距理論研究
太陽能揚水與照明綜合套用系統
基於高壓IGCT的新型大容量變頻調速系統(ASD6000T)
超高壓輸電系統中靈活交流輸電(可控串補)技術的研究
運行合成絕緣子檢測技術和耐雷電衝擊特性的試驗研究
10KV配電網架空絕緣導線斷線機理及防護技術的研究
HVDC系統地中回流對交流系統影響的機理分析及防範措施研究
基於CC-2000支撐平台的EMS高級套用軟體
國家電網750kV輸變電示範工程及其關鍵技術研究
輕型廂式客貨電動汽車電機及控制系統研製
±800kV直流輸電工程電磁環境研究
500kV/220kV同塔四迴路輸電線路設計及套用
中國第一條750kV輸變電示範工程及其關鍵技術研究
江蘇電網無功電壓最佳化控制系統
大型發電機與變壓器放電性等故障的線上監測與診斷技術
上海電網黃渡分區±50MvarSTATCOM裝置的研製
黑龍江省東部電網區域穩定控制裝置研製
電動汽車電池、電機、電控及整車性能綜合測試系統研製
電力系統負荷綜合測辨建模法
基於RISC工作站的功能分散式能量管理系統高級套用軟體及支撐系統
基於IGCT的高壓大容量三電平變頻調速系統
大型發電機定子繞組內部故障分析及其主保護的定量化設計
電力系統非線性魯棒控制理論及工程套用
電力系統新型靜止無功發生器(ASVG)的研製