廣東省智能電網新技術企業重點實驗室依托于南方電網電力科技股份有限公司建設和發展。實驗室面向新型電力能源系統的安全運行和效率提升需求,重點圍繞配用電設備控制、用戶側靈活互動、電網設備狀態及環境可感可知可控、電網靈活性提升等技術方向,應用新一代信息技術和清潔能源技術,開展智能電網科研創新、試驗檢測和成果產業化等工作,促進電力能源系統的清潔化和智能化的發展,全面支撐廣東省新型電力系統的構建,全面服務廣東“雙碳”目標實現。根據《廣東省科學技術廳關于廣東省重點實驗室的管理辦法》(粵科規范字〔2021〕2號)的規定,本著“開放、流動、競爭、協同”的建設原則,實驗室設立開放基金,用于支持實驗室開展多種形式的科技合作與交流。根據實驗室的研究方向和目標,現發布2025年度開放課題申請指南,接受國內外相關學科的學者和研究人員申請,共同促進重點實驗室資源開放、科技合作交流以及人才培養。
資助研究方向
基于電能表阻抗矩陣的低壓臺區承載力動態評估與智能決策方法研究
研究目的
分布式光伏、儲能系統、電動汽車充電樁等新型用電主體廣泛接入低壓臺區,對低壓臺區承載力影響較大。傳統靜態承載力評估方法依賴固定阻抗參數和典型負荷曲線,難以準確反映低壓臺區實時承載力狀態。為建立準確的量化模型來評估低壓臺區承載力,依托現有低壓臺區透明化技術(拓撲自動識別、數據同步采集、阻抗在線監測等)以及海量采集數據,研究基于電能表阻抗矩陣的低壓臺區承載力評估方法,提高低壓臺區承載力評估準確性,并實現動態規劃新用戶(光、儲、充等)接入臺區功能。
研究內容及目標
(1)針對傳統靜態承載力評估方法難以準確反映低壓臺區實時承載力狀態問題,構建基于電能表阻抗矩陣的低壓臺區承載力動態評估模型。
(2)研究面向光儲充新型用電主體的低壓臺區承載力狀態預測方法,動態預測臺區在安全、電能質量等約束條件下,不同時段可消納光儲充的最大容量,要求在模擬臺區仿真準確性大于90%。
(3)研發低壓臺區承載力動態評估與智能決策可視化應用軟件,提供新用戶(光、儲、充等)能否接入臺區以及適合接入臺區的規劃建議,規劃建議后臺區或用戶過/欠壓問題發生率低于10%。
基于人工智能的寬禁帶功率半導體建模分析與參數提取方法
研究目的
寬禁帶功率半導體器件在未來智能電網應用中展現出巨大的應用潛能。然而,由于其開關速度相比于傳統開關器件大大提高,寄生參數對換流過程的影響也更加顯著,對傳統開關器件的建模方法難以適用于對寬禁帶器件的分析,導致實際工程應用中頻頻出現器件損壞、干擾嚴重、可靠性不足、設計余量過大等問題。近些年人工智能算法的快速發展為研究寬禁帶功率半導體器件的建模與參數提取方法提供了全新的思路,可以幫助人們更清晰地認知寬禁帶器件換流過程機理,為分析器件行為和進行優化設計提供理論支撐和分析工具。本項目擬針對寬禁帶功率半導體器件,基于人工智能技術開展器件本體建模與換流回路小時間尺度參數識別方法的研究,并構建器件特性分析的人工智能算法與平臺,形成高速高精度的寬禁帶功率半導體器件建模分析方法和工具。
研究內容及目標
(1)針對寬禁帶功率半導體器件本體,研究基于人工智能技術的器件特性表征與建模方法;
(2)針對開關瞬態換流回路,研究基于人工智能技術的換流回路小時間尺度參數識別與智能化提取方法;
(3)研發寬禁帶功率器件特性分析的人工智能算法,完成案例驗證,研究基于人工智能算法器件特性仿真效果的評估方法。功率半導體的靜態特性與開關瞬態特性仿真誤差不超過10%。
寬禁帶電力電子裝置高頻磁性無源元件建模分析與測試方法研究
研究目的
在電力電子裝置高頻化、小型化的趨勢下,電感、變壓器等磁性無源元件在裝置研發與設計中的地位愈發關鍵,其損耗、體積對裝置的效率、功率密度影響顯著,其迭代改進也制約著整個裝置的研發進度。本方向擬針對電力電子裝置中高頻(20kHz-100kHz)磁性無源元件的工況特征,圍繞其損耗與非理想參數特性建模、精細化參數測量與提取方法、功率級通用化測試評估方法等開展研究,提升無源元件的精細化設計水平。
研究內容及目標
(1)研究高頻磁性無源元件在實際工況中的損耗特性與參數非理想特性建模方法,構建測試評估基本思路;
(2)研究高頻磁性無源元件的精細化參數提取方法,實現多工況下的各項特性解耦評估,考慮工況數不少于8項;
(3)研究高頻磁性無源元件功率級通用化測試方法,測試功率等級不低于10kW,通過無源元件的早期綜合測試,提升裝置研發的迭代效率。
復雜電網下含同步機組及光伏的多儲能構網型變流器并聯穩定性研究
研究目的
以傳統發電廠為建設基地,聯合周邊新能源及儲能電站打捆送出、實現不同類型能源優勢互補,已成為新型的實際工程應用場景。然而在此場景下,新能源機組與傳統發電機組直接并聯運行,沒有電氣距離的隔離,可能引發更嚴重的穩定性問題。尤其在構網型儲能和同步發電機以及光伏并網發電系統并聯運行時,兩種不同的電壓源型特性有所差異,含同步發電機+光伏的大規模儲能構網變流器(GFM)并聯系統(以下簡稱系統)面臨穩定性挑戰,具體表現為:
1)極弱電網的短路比較低,導致系統慣性小,抗干擾能力差,各電壓源特性設備的協調控制復雜度顯著增加,易誘發穩定性問題;
2)不同短路比下,傳統系統穩定性分析判據由于需要求解系統特征值,導致計算量大且保守性低,亟待提出一種新的低復雜度和低保守型的穩定性判據,便于現場工程師掌握使用;
3)GFM+同步機+光伏并聯運行時的等效復雜電路網絡易產生環流、搶功率、以及諧振等現象,導致部分變流器過載或欠載,影響系統穩定性。本項目擬通過上述問題的研究,解決系統暫停穩定機理不明,穩定性分析工具使用復雜以及多機并聯環流等三方面問題,實現系統的穩定運行。
研究內容及目標
(1)并聯GFM+同步機+光伏的微網系統暫態穩定性機理分析計及復雜電網條件,構建光伏發電系統+同步發電機(SG)+并聯GFM(至少2臺)各自節點的端口等效阻抗模型并研究其端口特性。在此基礎上,基于哈密爾頓能量定理,構建同類型變流器的聚合等值模型,分析不同電網強度和GFM慣量對并網系統暫態穩定性的影響機理。
(2)并聯GFM+光伏的系統低復雜度及低保守性穩定性判據基于研究內容(1),揭示極弱網下(SCR<1),含SG+GFL+并聯GFM的系統公共接入點(PCC)處頻率波動的機理,提出一種計及低復雜度和低保守性的并聯系統穩定性判據,給出穩定性邊界條件,為微網中GFM、SG、GFL等設備的容量配置提供指導。
(3)并聯GFM并網系統自適應虛擬阻抗控制分析并聯系統復雜電路網絡環流及諧波諧振產生的機理,基于研究內容(1)和(2),考慮不同SCR及低電壓穿越條件,提出一種基于模型預測控制框架下的跟構網型變換器的自適應虛擬阻抗重塑構建方案,消除并聯環流,避免功率搶占,提升含光伏+SG+儲能構網變流器系統的穩定性。
開放課題管理
開放課題實施期滿后15個工作日內,課題負責人應提交驗收申請,同時提交開放課題驗收資料至實驗室。開放課題申請指南、開放課題申請書、開放課題研究基金管理要求詳見《廣東省智能電網新技術企業重點實驗室2025年度開放課題申請指南》(附件A-1)、《廣東省智能電網新技術企業重點實驗室2025年度開放課題申請書》(附件A-2)、《廣東省智能電網新技術企業重點實驗室開放課題研究基金管理要求》(附件B-1)。
申報受理時間與要求
申報材料(申請書)受理時間截至2025年6月6日,紙質材料一式三份(需課題申請人及所在單位在申請書封面以及項目簡表頁簽字蓋章,紙質材料受理以收件地郵戳日期為準,逾期不予受理),同時提交pdf電子版一份,接收郵箱為GDPKLONTFSG@163.com,郵件標題請注明“廣東省智能電網新技術企業重點實驗室開放課題申請書+申報人所在單位+申報人姓名”。
聯系方式
聯系地址:廣州市越秀區東風東路水均崗8號粵電大廈郵編:510080電話:13268249037韓工(收件及受理咨詢)18612836846張工(技術咨詢)18998385857陳工(技術咨詢)13580544912劉工(技術咨詢)E-mail:GDPKLONTFSG@163.com
廣東省智能電網新技術企業重點實驗室2025年5月8日
聯系方式
附件A-1:廣東省智能電網新技術企業重點實驗室2025年度開放課題申請指南
附件A-2:廣東省智能電網新技術企業重點實驗室2025年度開放課題申請書
附件B-1:廣東省智能電網新技術企業重點實驗室開放課題研究基金管理要求