系統(tǒng)創(chuàng)新：基于IGCT

的百兆乏級(jí)靜止同步調(diào)相機(jī)北京能欣科技有限公司2025年10月0目

錄1、構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用背景及典型工程介紹2、項(xiàng)目背景及系統(tǒng)創(chuàng)新3、構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景4、總結(jié)1隨著新能源占比的逐漸提高，電力系統(tǒng)從機(jī)械-電磁-電網(wǎng)耦合、以同步機(jī)主導(dǎo)的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?電能變換-電網(wǎng)耦合、以電力電子變流

器主導(dǎo)的新能源電力系統(tǒng)。電氣強(qiáng)度與慣量降低，電網(wǎng)的穩(wěn)定形態(tài)發(fā)生變

化

，出現(xiàn)寬頻振蕩等新型穩(wěn)定問(wèn)題。常規(guī)電源占比會(huì)不斷降低，新能源出力

波動(dòng)性和間歇性，無(wú)法滿足負(fù)荷用電實(shí)

時(shí)性需求，電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)電源存在較大

缺口新能源發(fā)電設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)的電壓頻率

主動(dòng)支撐能力不足，缺少慣量、

一次調(diào)頻能力不足、電力系統(tǒng)在擾動(dòng)下電壓、頻率、功角穩(wěn)定性惡化電網(wǎng)調(diào)節(jié)電源缺口大較長(zhǎng)時(shí)間尺度--電網(wǎng)電量平衡電網(wǎng)主動(dòng)支撐能力不足較短時(shí)間尺度--電網(wǎng)安全穩(wěn)定5049.8黑48.4常49.2480

5

10

15

2025

30

3540Tre(sec.)1.1

構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用背景功角穩(wěn)定性問(wèn)題電壓穩(wěn)定性問(wèn)題寬頻帶振蕩問(wèn)題頻率穩(wěn)定性問(wèn)題0dd時(shí)間(秒)口構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)是提高新能源高占比電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的有效手段口構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)通過(guò)電力電子變流器構(gòu)網(wǎng)控制算法，繼承了常規(guī)同步機(jī)核心功能，同時(shí)避開(kāi)了常規(guī)機(jī)組物理特性的缺陷，部分性能超過(guò)常規(guī)同步機(jī)

。核心技術(shù)功能包括：同步電壓源一、同步電壓構(gòu)建二、瞬時(shí)功率響應(yīng)三、動(dòng)態(tài)無(wú)功響應(yīng)四、可調(diào)慣量支撐五、快速一二次調(diào)頻六、抑制寬頻振蕩七、自動(dòng)故障電流控制八、快

速

黑

啟

動(dòng)1.1構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用背景二電壓源自然響應(yīng)系統(tǒng)變化理想同步電源型構(gòu)網(wǎng)技術(shù)功能交流同步電壓源Pcontrolθvmeler

VmVpCC

V?電力電子裝備+儲(chǔ)能技術(shù)革新Q

controlPCC十Z依托不同能量載體及構(gòu)網(wǎng)型先進(jìn)控制算法所研制的構(gòu)網(wǎng)型SVG

、靜止

同步調(diào)相機(jī)等裝備在提升電網(wǎng)電壓、頻率主動(dòng)支撐能力方面發(fā)揮重要

作用；國(guó)網(wǎng)內(nèi)已完成多個(gè)世界首臺(tái)套工程研制并實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用，帶來(lái)

了極大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)價(jià)值。世界首個(gè)電網(wǎng)側(cè)四川成都電網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)SVG

工程解決成都電網(wǎng)“電源空心化”導(dǎo)致的暫

態(tài)電壓支撐能力不足問(wèn)題，提升德寶豐期輸電容量100萬(wàn)千瓦。4世界首個(gè)電網(wǎng)側(cè)西藏當(dāng)雄靜止同步調(diào)相機(jī)工程解決西藏那曲地區(qū)電壓支撐能力薄弱，

新能源發(fā)電及供電能力受限問(wèn)題，提升

了西藏電網(wǎng)的供電可靠性。1.2國(guó)網(wǎng)內(nèi)構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備運(yùn)行情況■

成都電網(wǎng)受電源“空心化”和網(wǎng)架“同塔線路占比高”問(wèn)題影響，成都

電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓支撐不足，發(fā)生廣蜀、山彭、康蜀N-2故障后，存在電壓失穩(wěn)

風(fēng)

險(xiǎn)

?！?/p>

為保障水電通道消納能力，2023年德寶直流送四川最大功率僅為120萬(wàn)

千瓦(設(shè)計(jì)容量300萬(wàn)千瓦),2024年川西電網(wǎng)電力缺口達(dá)264萬(wàn)千瓦。毛爾羹

魚(yú)爾古

路平

平武

昭白梓州富

樂(lè)9德

陽(yáng)丹巴猴子巖

長(zhǎng)河壩黃金坪乙康定◎九龍

石棉瀘

定

甘谷地木絨

新都橋大崗山2.4森1.3四川構(gòu)網(wǎng)SVG應(yīng)用背景蜀州近區(qū)線路N-2故障后成都電網(wǎng)

110kV

站點(diǎn)電壓曲線◎興

夢(mèng)

.太林

彭祖東坡◎什邡

譚家考◎身紫

鋪

丹川西水電機(jī)群蜀州川西斷面茂縣馬爾康川安O:詩(shī)

城至家雞，;高都尖山理塘20

網(wǎng)龍王資陽(yáng)桃

鄉(xiāng)城堤雅姜◎3.0■

基于2024年系統(tǒng)豐期架構(gòu)，配置構(gòu)網(wǎng)型SVG

前，德寶受入最高僅120萬(wàn)

千瓦，廣都-蜀州雙線N-2故障下，成都局部電網(wǎng)110kV母線處于臨界恢復(fù)狀

態(tài)■

配置構(gòu)網(wǎng)型SVG

后(7.5倍/10s),德寶直流受電可達(dá)230萬(wàn)千瓦，電壓

在故障清除2s內(nèi)恢復(fù)到0.85以上，10s內(nèi)有關(guān)110kV母線電壓恢復(fù)到0.9p.u

以上

。1.1000.90+川塘塊省110(mu.)a7J

駕青橋110(pu.)+川脅場(chǎng)110(p.L)一JE110p,L)J

嘲家埋110(mu.)0.59JI料留110(p,L)

←|川

出110p.L)II家考110(mu.)0.30-+|

I按順格110-2(n,tL)+I1*10-1mm)0.108L0.002.004.00時(shí)間(彩毛爾蓋魯爾古馬爾康茂富樂(lè)只川西水電機(jī)群德陽(yáng)丹巴川西斷面猴子巖

長(zhǎng)河壩黃

金

坪康定九龍

石棉

雅O瀘建一其參地木

絨

新都橋大

崗

山C18聯(lián)1.3四川構(gòu)網(wǎng)SVG應(yīng)用效果故障設(shè)置

配置構(gòu)網(wǎng)型SVG

前，電壓處于臨界恢復(fù)狀態(tài)配置構(gòu)網(wǎng)型SVG后，

電壓恢復(fù)明顯改善◎相

詩(shī)城

梓州一

J塔東110p,L)

川隨供110(n.L)+J槽家專110

(mu.)悵面10p,L)

+

度

隔

格

1

0

-

1(m.L)6.DD

B.00

10.00紫坪鋪丹景

乙武悔110(n,L)

+j石羊110-2(ni)平6武

昭化什

旅譚家平

縣夢(mèng)租

東城◎作安

。太

林◎←J隔流110p.uL)廣都

尖玉

堤

6姜

城至寶雞

；桃鄉(xiāng)龍王資

陽(yáng)◎◎山n96口

西藏那曲電網(wǎng)主要問(wèn)題：系統(tǒng)電壓?jiǎn)栴}突出，制約了那曲電網(wǎng)關(guān)鍵端面送受電能量；新能源多場(chǎng)站短路比不足，制約那曲新能源出力水平、極易引發(fā)寬頻振蕩、威脅系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行?？?/p>

項(xiàng)目投運(yùn)后，解決西藏那曲地區(qū)電壓支撐能力薄弱，新能源發(fā)電及供電

能力受限問(wèn)題，可提升那曲供電能力約30%,大幅緩解冬季保供壓力，提

升了西藏電網(wǎng)的供電可靠性。.0060.50

—

藏比如110(p.u.)(那曲一母線電壓)—

藏達(dá)塘110(p.u.)(那曲-母線電壓)—

幢曲卡110(p,u.)(那曲一母線電壓)0.600

——激那曲110-1(p.u.)(那曲-母線電壓)—

藏哈熱110-

1(p.u.)(那曲一母線電壓)—

罩當(dāng)雄110(p.u.)(那曲-母線電壓)0.4000.2000.000L0.002.004.006.008.0010.00

時(shí)間(秒)1.200=1.830.58829

0.5823

0.57741

0.55373

0.532010.2698610藏當(dāng)雄110(p.u.)(那曲-母線電壓)4.006.008.0010.00時(shí)間(秒)1.4西藏超容型構(gòu)網(wǎng)SVG

應(yīng)用背景及效果N-1故障時(shí)當(dāng)雄母線電壓

崩

潰

(未配置靜調(diào))N-1故障時(shí)當(dāng)雄母線電壓(配置靜調(diào))1.000.500.6000.4000.2000.0000.00藏曲卡110(p.u.)(那曲-母線電壓)藏達(dá)塘110(p.u.)

(那曲一母線電壓)藏比如110(p.u.)(那曲-母線電壓)藏那自110-1(pu.)

(那曲一母線電壓)藏哈熱110-1(p,u.)(那曲-母線電壓)蒸當(dāng)10L)

(那由一母線電壓達(dá)

曲

。

那

最

最10

一每線電面

撒哈熱110-p.u.)(那由-母線電壓)2.000

010目

錄1、構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用背景及典型工程介紹2、項(xiàng)目背景及系統(tǒng)創(chuàng)新3、構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景4、總結(jié)8●裝備名稱：基于IGCT

的百兆乏級(jí)靜止同步調(diào)相機(jī)●

依托工程名稱：酒泉京鋒瓜州北大橋第一風(fēng)電場(chǎng)200兆瓦風(fēng)電項(xiàng)目

福建閩東海域風(fēng)電匯集送出工程●用戶單位名稱：酒泉京鋒風(fēng)力發(fā)電有限公司國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院●研制單位名稱：裝備類別：□成套設(shè)備?整機(jī)設(shè)備及核心部件□控制系統(tǒng)差礎(chǔ)材料□軟件系統(tǒng)裝備名稱：基于IGCT

的百兆送級(jí)靜止同步調(diào)相機(jī)依托工程項(xiàng)目名黎土酒泉京鋒瓜州北大橋第七風(fēng)電場(chǎng)C

區(qū)2nn兆瓦風(fēng)電項(xiàng)目、福建南東海域風(fēng)電匯集送出工程用戶單位名稱：酒泉京體風(fēng)力發(fā)電有限4公角·1益章)、國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院董章)研制單位名稱，噴華大學(xué)(蓋章)國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司(蓋章)南宮南瑞繼保電氣有限公司(蓋章少T中車(chē)株洲電躬桃車(chē)研究所有限公司(蓋章):·水玄能欣科技容限公司(益章)聯(lián)

系人

：楊海嘯清幕大學(xué)Tsinghua

University國(guó)家電網(wǎng)STATEGRID國(guó)

網(wǎng)

經(jīng)

濟(jì)

技

術(shù)

研

究

院

有

限

公

司TATE

ORLD

EC0WMDC

AND

TICENLOGICAL

RARCH

ESTITVTE00.Lrn2.1項(xiàng)目背景聯(lián)系電話機(jī)子郵箱：haixiao502@163.com申報(bào)日期：2025年3月31日中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司

CRRCZHUZHOU

INSTITUTE

CO.,LTD.能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備

申請(qǐng)報(bào)告能欣

SFR

科技南瑞繼保NR

ELECTRIC車(chē)9355300米級(jí)超高海拔風(fēng)

電機(jī)組大唐西藏能源開(kāi)發(fā)

有限公司、中車(chē)株

洲電力機(jī)車(chē)研究所

有限公司、西藏大

唐國(guó)際怒江上游水

電開(kāi)發(fā)有限公司、

中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)

技術(shù)研究總院有限

公司八宿大唐西藏新能

源有限責(zé)任公司大唐八宿10萬(wàn)千

瓦保障性并網(wǎng)風(fēng)

電項(xiàng)目36基于IGCT的百兆乏級(jí)

靜止同步調(diào)相機(jī)清華大學(xué)、國(guó)網(wǎng)經(jīng)

濟(jì)技術(shù)研究院有限

公司、南京南瑞繼

保電氣有限公司、

中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)

研究所有限公司、

北京能欣科技有限

公司酒泉京鋒風(fēng)力發(fā)電有限公司、國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院酒泉京鋒瓜州北大橋第七風(fēng)電場(chǎng)C

區(qū)200兆瓦風(fēng)電項(xiàng)

目、福建閩東海域

風(fēng)電匯集送出工程37平米級(jí)鈣鈦礦/TOPCon晶硅四端疊

層組件及其百兆瓦級(jí)

生產(chǎn)工藝中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)

有限公司、中國(guó)三

峽新能源(集團(tuán))股份有限公司、杭

州纖納光電科技股

份有限公司、

一道新能源科技股份有

限公司、北京化工大學(xué)中國(guó)三峽新能源

(集團(tuán))股份有限公司、中國(guó)三峽新

能源(集團(tuán))股份有限公司山東分公

司三峽能源嶧城底

閣50MW光伏項(xiàng)

目國(guó)家能源局公示中國(guó)電力報(bào)2025年08月20日15:58北京國(guó)

家

能

源

局NationalEnergyAdministration您當(dāng)翰位置：蓋頁(yè)>正文請(qǐng)輸入關(guān)鍵字

Q首

頁(yè)信

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公

開(kāi)

領(lǐng)

導(dǎo)

活

動(dòng)

新

聞

中

心

能

源

要

聞

在

線

辦

事目錄項(xiàng)的基本信息公開(kāi)事項(xiàng)名稱：國(guó)家能原舞綜合司關(guān)于公示第五批能源或首臺(tái)(套)重大枝術(shù)轉(zhuǎn)備的通知索引號(hào)：0009705/205-000250主辦單位：國(guó)東臨原局制發(fā)日期：205-00-19國(guó)家能源局綜合司關(guān)于公示第五批能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備的通知根據(jù)《國(guó)家能源局關(guān)于促進(jìn)能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備示范應(yīng)用的通知》(國(guó)

能發(fā)科技〔2018〕49號(hào))、《能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備評(píng)定和評(píng)價(jià)辦法》□2025年8月19日，國(guó)家能源局發(fā)布了《國(guó)家能源局關(guān)于促進(jìn)能源領(lǐng)域首

臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備示范應(yīng)用的通知》,本項(xiàng)目《基于IGCT

的百兆乏

級(jí)靜止同步調(diào)相機(jī)》列入第五批能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備名單。2.1項(xiàng)目背景10慣量時(shí)間常數(shù)3~5s最大15s慣量常數(shù)越大，慣量支撐水平越高阻尼系數(shù)低阻尼高阻尼阻尼越大，抑制振蕩的能力越強(qiáng)等效阻抗15.6%10%阻抗越小，支撐能力越強(qiáng)參數(shù)靈活性低高靜調(diào)的各項(xiàng)參數(shù)均可靈活設(shè)置，傳統(tǒng)調(diào)相機(jī)的慣量

阻尼無(wú)法設(shè)置，勵(lì)磁調(diào)壓參數(shù)設(shè)置靈活性較低。運(yùn)維成本500萬(wàn)/年50萬(wàn)/年靜調(diào)為靜止型設(shè)備，零功率運(yùn)行損耗約0.1%,傳統(tǒng)

調(diào)相機(jī)零功率損耗約為1.3%。設(shè)備占地偏大偏小/靈活兩者占地類似，均可采用集裝箱式。其中，靜調(diào)可

通過(guò)多層閥廳的方式減小占地，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)要求低。頻率適應(yīng)性47Hz~52Hz45Hz~55Hz靜止同步調(diào)相機(jī)頻率適應(yīng)范圍更廣運(yùn)維復(fù)雜度運(yùn)維復(fù)雜基本免維護(hù)常規(guī)分布式調(diào)相機(jī)屬于旋轉(zhuǎn)設(shè)備，由此會(huì)帶來(lái)振動(dòng)、磨損、

發(fā)熱、損耗高等問(wèn)題，需要配置潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，運(yùn)維

工作量大，一般需要安排專人對(duì)調(diào)相機(jī)進(jìn)行運(yùn)維監(jiān)管設(shè)備造價(jià)偏高較低按照50Mvar成套設(shè)備對(duì)比，含主機(jī)、輔機(jī)、二次

控保等所有設(shè)備2.2成套參數(shù)對(duì)比傳

統(tǒng)

調(diào)

相

機(jī)步

調(diào)

相

機(jī)靜

止項(xiàng)目備注同□

“功率器件-功率變換-系統(tǒng)集成”三級(jí)突破技術(shù)路線具體圍繞國(guó)產(chǎn)定制

化大容量IGCT-Plus

功率器件、多電平換向功率變換器、百兆乏級(jí)靜止

同步調(diào)相機(jī)系統(tǒng)三個(gè)方面開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研究、核心裝備研制及工程示范應(yīng)

用，縱向貫通，同步解決三大難題，實(shí)現(xiàn)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)1

2

3系統(tǒng)集成集成方案及高可靠分

層、綜合控制策略2.3系統(tǒng)創(chuàng)新：從器件到系統(tǒng)的三級(jí)突破功率變換提出多電平換向功

率變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功率器件攻克4500V/5000A

IGCT-PLUS12口關(guān)鍵參數(shù)：4500

V阻斷電壓，5000A關(guān)斷電流，3000A

直流連續(xù)電流口核心技術(shù)：GCT

芯片模型優(yōu)化、硼/磷擴(kuò)散工藝改進(jìn)、0.04nH

門(mén)極驅(qū)動(dòng)口成果指標(biāo)：關(guān)斷能力提升30%,迭代周期縮短5天，成本降低20%2.4創(chuàng)新點(diǎn)一：國(guó)產(chǎn)大容量IGCT-Plus器件50004000300200o1000tomo140

150時(shí)間/us供電電源電壓(SOV/4格_直流電容電壓(kV格)模塊輸出電壓(1LRV格)橋哲電流(25A/格)時(shí)間(21格)500040003000陽(yáng)極電壓/V極

電流

A2000170160180□拓?fù)鋭?chuàng)新：結(jié)合IGCT-Plus

功率器件和新型多電平功率變換技術(shù)，創(chuàng)新

提出基于IGCT

的百兆乏級(jí)多電平換向功率變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)自換相

的電力電子橋式電路實(shí)現(xiàn)功率變換。口接口簡(jiǎn)化：

結(jié)合IGCT

器件特點(diǎn)和儲(chǔ)能電容的控制需求，提出采用支撐電容Cdc

濾除高頻電流并維持直流電壓；電感Ls用于平抑電容電流的波

動(dòng)；Cdc

與Ls組成低通濾波器，能夠?yàn)V除橋臂電流中的高頻分量，使超

級(jí)電容的電流波動(dòng)減小。簡(jiǎn)化接口電路，降低模塊的成本與體積?？?/p>

性能指標(biāo)：效率>99%,功率密度提升50%,全國(guó)產(chǎn)化2.5創(chuàng)新點(diǎn)二：多電平換向功率變換器換流器控制流i鏈b電i流c鎖相環(huán)uvefa

模

衡子

模

塊sOC.

Q直流電soc有選功擇整Laesocs.儲(chǔ)能模塊1s.秀選致?lián)癃?jiǎng)S?載波移相調(diào)制refuiria換口集成方案：結(jié)合本方案拓?fù)?，超?jí)電容艙與功率變換艙分艙布置，兩艙之間通過(guò)電纜進(jìn)行連接，占地減30%?？诳刂菩阅埽?ms

響應(yīng)調(diào)度，50ms

完成0-100%功率調(diào)節(jié)性能指標(biāo)口

構(gòu)網(wǎng)能力：500μ

s模式切換，3倍過(guò)流支撐，模擬同步機(jī)慣量2.6創(chuàng)新點(diǎn)三：系統(tǒng)集成與控制·相內(nèi)SOC

ia均衡電壓輸入tv.g

子電模流塊

壓入U(xiǎn)

。sOCsoc?！黶oc.↑壓控制拿交流電內(nèi)環(huán)控制

(瞬時(shí)電流控制

)urefa

i

reb_i

Urefe_iPWMAPWMBPWMC壓控制無(wú)功功率控制高低觸發(fā)脈沖生成(載波移相調(diào)制)a%

iae,

iu外環(huán)控制(PI控制)模塊控制L-[L.