电能变换

电能变换设备在智能配电网中广泛存在，但两者在“源-网-荷”各层级中交互不够友好的现象仍普遍存在。本报告首先指出电能变换设备与智能配电网实现友好交互亟待解决的关键技术问题，然后分析两者在“源-网-荷”三个层级交互作用的特征，围绕“安全、优质、智能”三个目标，建立了两者友好交互的技术体系，提出了“灵活互动的新能源友好接入技术、配电网高可靠供电的友好支撑技术、面向高电能质量的友好用电技术”等三大关键技术，研制了具备友好交互能力的五类电能变换设备，并对后续研究提出了展望。

介绍了源网荷储中储能多应用场景，光储系统对电能变换接口的要求（国际国内标准），单方向储能变流器拓扑及其控制，光伏逆变器拓扑及控制技术，在正常电网和弱电网下储能变流器(PCS)的电路方案及控制技术研究等内容。

配电系统是保障分布式新能源消纳和电力供应的“最后一公里”，随着大规模分布式新能源接入配电网，面临电能变换经济性差，运行控制效率低，应急供电保障难等问题。本报告介绍适应新型配电系统的调容、调压、调平衡变压器技术、三相平衡功率调节和不平衡功率调节高效运行技术、基于柔性变压器的跟 / 构网保供技术及成套装备工程运行情况。为新型配电系统柔性化、智能化发展提供新的思路。

在新能源、制氢及诸如数据中心等高能耗负荷的加速部署催生了对高效、灵活的中压电网接口的需求。中压碳化硅（SiC）器件被视为未来电力电子的基石之一。本次报告将概述中压 SiC 的器件物理、可靠性、驱动以及应用。首先阐述中压 SiC 器件的发展路线，分析其预期应用场景与优势。随后，将介绍高鲁棒性的智能栅极驱动技术，探讨如何实现低损耗开关、电磁干扰以及超高速开关条件下的可靠保护。为充分释放中压 SiC 器件的潜力，还将分析中频磁件、连接件及绝缘配合系统等关键无源元件的作用，并阐述其设计准则。最后，通过固态变压器（SST）、直流变压器及并网变换器等典型案例，展示如何合理利用中压 SiC，在提升效率与功率密度的基础上，进一步增强电网的韧性与经济性。

这里的“柔”，特指英文Flexible——“柔性”，意为灵活的电能变换与控制技术。虽然被叫作“柔”，可在技术层面它却是相当“硬”。它以大功率、高性能的电力电子器件为基础，实现了对电网电压、电流、功率等各类参数的实时调节，具有可控性好、适应性强、响应速度快、智能化程度高等特点。