奖项类别

科技进步奖（技术开发类）

主要完成单位

国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，天津大学，国网天津市电力公司电力科学研究院，国电南瑞南京控制系统有限公司，青岛海尔智能技术研发有限公司

主要完成人

张宸宇，刘瑞煌，陈博，王议锋，俞国新，李谦，周琦，汪家铭，喻建瑜，朱睿

项目亮点

项目首创了源荷直流构网及电压带标准，研制了高效宽增益电能变换装备，发明了高功率密度电磁集成技术，提出了多换流器系统可靠柔性运行技术，形成了直流微电网高效紧凑能量路由器及灵活可靠运行技术体系。

项目介绍

项目组在国家重点研发计划、自然科学基金、国家住建部等项目支持下，产学研用协同攻关，突破能量路由器高效运行、紧凑设计、故障穿越和友好互动等关键技术，构建了直流微电网组网及运行技术体系，并实现规模化应用。主要创新如下：

1.首创源荷直流构网及电压带标准。构建基于能量路由器的光储空充直流汇聚，多品位能源直流互联的构网模式；首次提出基于安全运行域的直流电压带，牵头发布IEC国际标准，为直流微网在建筑等多场景规模化推广奠定基础。

2.创新高效宽增益电能变换技术。构建含谐振零点的频变励磁谐振腔，发明频变励磁谐振拓扑族，实现增益特性定制，拓宽输出电压范围；发明受端能量回馈的谐振软开关技术，加速死区载流子复合，抑制高频开关损耗，直流变换最高效率98.14%，为国内外最高水平，显著提升系统运行能效。

3.发明高功率密度电磁集成技术。攻克高频正交解耦多磁件集成方法，提出磁路最优解耦理论，打破传统工艺增加多串联磁件的技术壁垒，大幅提升磁体功率密度；提出多目标优化的交错耦合电感集成方法，揭示电感体积、耦合系数、电能质量及效率等多变量内在约束关系，研制的能量路由器功率密度126W/in³，为国内外最高水平。

4.提出区域直流微电网可靠互动运行技术。提出能量路由器故障主动限流与断路器脱扣特性级差配合的选择性保护策略，故障恢复时间小于100ms；构建设备-微网-电网三层控制架构，提出长短期记忆结合的多阶段全局调控方法，高效协同可控资源参与电网响应，大幅增强分布式资源柔性互动能力。

项目授权发明专利33件（国际专利2件），发表论文92篇（SCI31篇）。牵头成立IEC低压直流工作组，牵头制定IEC国际标准3项（已发布1项）。牵头构建能量路由器行业标准体系，奠定标准化发展基础。成果经李立浧、程时杰院士鉴定，“整体达到国际领先水平”。

在苏州建成国内外首个区域直流微网建筑群，被一带一路能源部长会议评为国际能源变革典范样板，写进国际标准。成果被国网公司列为双碳行动典型经验，广泛应用于江苏、天津、河北雄安等13省市300余项直流微网工程。相关技术获国际太阳能竞赛第一名，被推广至美日澳等国家，引领世界范围直流微电网技术热潮。

项目经济社会效益显著，近三年累计新增产值7.65亿元，新增利税1.41亿元，成果广泛应用于建筑、医疗、能源等领域，大幅提升我国在高端电器制造领域的国际竞争力和话语权，有力推动社会用能绿色低碳转型，对实现双碳战略具有重要意义。

项目图片

完成单位介绍及对项目的贡献

第一完成单位：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

国网江苏电力于2020年6月建成直流配用电技术实验室，打造直流配用电前沿技术研发中心、关键设备测试基地、标准体系实证平台，三位一体共同支撑新型配电系统建设。在国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家住建部项目等支持下，研发了国内外效率和功率密度均最高的多端口交直流能量路由器，提出多换流器系统可靠柔性运行技术，牵头制定了多场景低压直流系统IEC国际标准和能量路由器能源行业标准，紧密围绕微电网系统直流构网体系、高效紧凑装备、灵活可靠运行三方面开展攻关研究及工程应用推广，有效提升新能源消纳和互动能力，打造智能高效、绿色低碳的直流微电网系统。成果被国网公司列为双碳行动典型经验，广泛应用于江苏、天津、河北雄安等13省市300余项直流微网工程。相关技术获国际太阳能竞赛第一名，被推广至美日澳等国家，引领世界范围直流微电网技术热潮。

第二完成单位：天津大学

首创源荷直流构网及电压带标准。构建基于能量路由器的光储空充直流汇聚，多品位能源直流互联的构网模式；首次提出基于安全运行域的直流电压带，牵头发布IEC国际标准，为直流微网在建筑等多场景规模化推广奠定基础。

第三完成单位：国网天津市电力公司电力科学研究院

创新高效宽增益电能变换技术。构建含谐振零点的频变励磁谐振腔，发明频变励磁谐振拓扑族，实现增益特性定制，拓宽输出电压范围；发明受端能量回馈的谐振软开关技术，加速死区载流子复合，抑制高频开关损耗，直流变换最高效率98.14%，为国内外最高水平，显著提升系统运行能效。

第四完成单位：国电南瑞南京控制系统有限公司

发明高功率密度电磁集成技术。攻克高频正交解耦多磁件集成方法，提出磁路最优解耦理论，打破传统工艺增加多串联磁件的技术壁垒，大幅提升磁体功率密度；提出多目标优化的交错耦合电感集成方法，揭示电感体积、耦合系数、电能质量及效率等多变量内在约束关系，研制的能量路由器功率密度126W/in³，为国内外最高水平。

第五完成单位：青岛海尔智能技术研发有限公司

提出区域直流微电网可靠互动运行技术。提出能量路由器故障主动限流与断路器脱扣特性级差配合的选择性保护策略，故障恢复时间小于100ms；构建设备-微网-电网三层控制架构，提出长短期记忆结合的多阶段全局调控方法，高效协同可控资源参与电网响应，大幅增强分布式资源柔性互动能力。

第一完成人简介

张宸宇，博士

国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

张宸宇，博士，高级工程师。长期从事交直流混合配电网、微电网电能质量治理、电能质量大数据等方面工作和研究。深度参与江苏公司交直流配电网理论研究、建设示范和运行维护等前沿课题研究工作，作为主要骨干承担两项国家重点研发计划项目，作为项目负责人承担国网公司及省公司科技项目4项。获得中国电机工程学会“青年人才托举工程”第六届项目资助，获得公司及以上科技奖励16项（其中，中国电力科学技术进步奖一等奖1项、中国机械工业科学技术奖一等奖1项）。累计发表SCI/EI论文50余篇，获授权发明专利10余项，作为第一起草人牵头制定行业标准《直流故障电流控制器技术要求》、《电能路由器试验方法》2项，作为核心编写组成员，完成《低压直流配网分析及应用》、《电能质量高级分析及应用》两部专著编写出版。