奖项类别

科技进步奖（技术开发类）

主要完成单位

四川大学，中国南方电网有限责任公司超高压输电公司，南方电网科学研究院有限责任公司，南京南瑞继保电气有限公司，国网四川省电力公司电力科学研究院

主要完成人

王顺亮，马俊鹏，焦宁，刘天琪，邵震霞，李小鹏，李保宏，彭茂兰，辛清明，赵晓斌

项目亮点

项目系统性开展了高压直流输电变流器-电网耦合系统宽频振荡“机理建模-精准预防-实时抑制”的自主创新，支撑了国家重大工程-高压直流输电系统的建设与运行。

项目介绍

高压直流输电具有容量大、线损小、控制灵活等优势，已成为我国西电东送、清洁能源大容量远距离送出等国家重大战略的主动脉，其技术水平和工程规模均已居世界首位。但电网换相型变流器、模块化多电平变流器等关键变流设备存在宽频非线性，可能诱发系统谐波超标、宽频振荡等问题，单次振荡事故或将造成巨量电力中断，经济损失巨大。宽频振荡受直流输电系统送受端变流器和控制系统等多环节影响，存在“机理不明，事前难防，在线难控”三大难题。项目在国家自然科学基金等支持下，系统性开展了高压直流输电变流器-电网耦合系统宽频振荡“机理建模-精准预防-实时抑制”的自主创新，支撑了国家重大工程-高压直流输电系统的建设与运行。主要创新如下：

(1)提出高压直流输电变流器-电网耦合系统激励建模-回路构建-稳定分析的理论方法，解决了宽频振荡“机理难明”问题。创建高压直流输电变流器与电网“频率-幅值-相位-相序”动态交迭的谐波激励传变理论，攻克了振荡激励的量化表征难题；提出高压直流输电变流器-电网耦合系统精细化宽频建模方法，解析多频率耦合机制，实现直流输电系统振荡频段全覆盖；提出高压直流输电送-输-受全系统多端口统一阻抗判稳方法，揭示了激励源-设备端-系统级交互振荡失稳机理。

(2)创建高压直流输电变流器-电网耦合系统宽频振荡风险评估-诱因定位-高效防范预防体系，解决了“事前难防”问题。突破多源激励下多设备耦合振荡失稳边界难以量化的瓶颈，避免误判和漏判；提出了直流输电送-输-受全系统振荡失稳主导因素分析方法，实现失稳诱因精准定位；创建换流变压器磁路设计、阻尼滤波器组参数配置及运行方式优化的振荡风险高效防范体系，实现宽频振荡多维度精准预防。

(3)突破高压直流输电变流器-电网耦合系统宽频振荡激励抑制-有源阻尼-协同控制的实时抑制技术，解决了“在线难控”问题。提出宽频振荡激励源的谐波控制技术，实现了振荡激励强度的最小化；提出规避控制延时的有源阻尼技术，消除其对振荡回路的影响，结合无源滤波技术实现了全频段有源-无源阻尼协同振荡抑制；提出送-输-受全系统分散解耦控制方法，克服远距离送受端系统在线协同振荡抑制的难题。

项目获授权发明专利46项，制定国家标准1项、团体标准1项，出版专著1部，发表论文85篇，其中SCI/EI期刊论文56篇。成果应用于多项重大直流工程，应用至今未发生宽频振荡事故，近三年累计新增销售额58.2亿元，取得显著的社会和经济效益。

项目图片

科技创新整体架构

具有宽频振荡抑制的换流站控制设备

换流器阻抗建模及判稳

完成单位介绍及对项目的贡献

四川大学作为项目负责单位，全面部署协调项目整体战略规划和研究路线的制定与实施。负责直流输电变流器-电网耦合系统振荡激励建模-回路构建-失稳分析的宽频建模及分析、宽频振荡风险评估-诱因定位-高效防范的精准预防技术、宽频振荡激励抑制-主动阻尼-协同控制的实时抑制技术等研究。重点解决了高压直流输电变流器-电网耦合系统多非线性设备交互的宽频振荡“机理难明，事前难防，在线难控”三大难题，攻克了宽频振荡谐波激励的传变规律难以量化表征及宽频振荡精细化建模的难题;突破多源激励下多设备耦合振荡失稳边界难以量化的瓶颈，攻克超远距离送受端在线协同振荡抑制等技术;研发了LCC-HVDC系统稳定性分析软件，对兴安、牛从、白鹤滩等高压直流输电系统进行分析和评估，并提出相应的解决方案及措施项目成果的应用取得了巨大经济和社会效益，同时培养了一批高水平专业人才。

中国南方电网有限责任公司超高压输电公司作为项目第二完成单位，也是南方电网11回直流输电工程运维单位，针对近年来出现的兴安、牛从直流谐波振荡问题，组织高校、厂家、研究机构等单位组成“产学研用”技术攻关团队，系统分析了振荡原因，提出了优化控制参数、限定运行方式等直流输电系统振荡治理措施，有效抑制了兴安、牛从直流等工程现场出现的振荡风险，为维护直流输电工程安全稳定运行，保障西南水电的可靠消纳和粤港澳大湾区的电力供应提供了有力支撑。

南方电网科学研究院有限责任公司作为项目第三完成单位，基于项目研究成果提出的优化控制参数、限定运行方式等直流输电系统振荡治理措施，有效抑制了兴安、牛从、永富直流等工程现场出现的振荡风险，利用项目所提出的谐振抑制技术对南方电网年度运行方式谐波谐振风险扫描，先后发现了昆北换流站、金官换流站的互补谐振风险，提出相应的运行方式边界要求，为南方电网运行方式计算和电网稳定运行提供了有力的技术支撑，有效保障了西南水电的可靠消纳和粤港澳大湾区的电力供应。

南京南瑞继保电气有限公司作为项目第四完成单位，主要负责项目成果在直流控制保护系统中的应用，负贵对直流控制保护系统的设计、数于模型构建及装备研发，并推动该装备在牛从直流、如东海上柔直、白鹤滩-江苏直流等多个直流输电系统的应用及现场调试，保障直流工程的稳定运行，显著提升我国直流输电装备技术水平。

国网四川省电力公司电力科学研究院作为项目第五完成单位，参与高压直流输电系统宽频振荡失稳防御控制技术研究，以及直流输电系统谐波阻抗建模与交直流谐波交互影响机理分析，参与宽频振荡风险评估预判与治理方法研究。开展四川电网直流近区谐波不稳定风险分析，推动项目成果在雅江-鄱阳湖直流、白鹤滩-江苏直流(建昌-苏州特高压直流)的应用，为四川水电外送和电网稳定运行提供了有力的技术支撑，保障了四川清洁能源的可靠外送。

第一完成人简介

王顺亮 副教授

四川大学

王顺亮，四川大学副教授、博导、双百人才、电气工程系副主任，丹麦奥尔堡大学访问学者，本硕博毕业于西南交通大学，师从于丁荣军院士和冯晓云教授。长期从事直流输电与电力电子领域的教学科研，主持2项国家自然科学基金项目（2项均结题优秀），承担2项国家重点研发计划子任务，主持2项教育部产学研协同育人项目；以第一/通讯作者身份发表SCI/EI期刊论文63篇，其中SCI论文40篇、IEEE Trans.论文25篇。以第一发明人授权发明专利30件，其中美国专利1件；以通信作者身份2次在国际会议上获得Best Paper Award。担任中国电源学会青工委常务委员兼副秘书长、IEC 标准“柔性直流输电暂态特性”国内工作组成员、IEEE PELS China会议分委会副主任委员、IEEE PES直流电力常务理事等学术兼职。努力促进学术、科研和国家重大工程的结合，科研服务于多个国家重大工程，推进先进直流输电技术在工程项目中的应用。曾获直流电力优秀青年人物奖、四川省科技进步二等奖、四川省教学成果二等奖等奖励。