变压器铁芯谐波磁通抑制技术与装备

大功率工业供电系统的节能降耗与新能源并网系统的规模化应用， 对能源产业可持续化发展及能源经济转型具有重要的推动作用。 由于电力电子装置的广泛使用， 电解、化工、新能源等领域存在谐波污染严重、电压波动大等电能质量问题， 使得这类能源与电力行业的安全、高效发展面临巨大挑战。

该项目在国家自然科学基金等项目资助下， 攻克了大功率工业供电领域和新能源并网领域的谐波抑制、功率因数提升、节能降耗的技术瓶颈， 实现了电力滤波装备的安全高效低成本化。

项目主要创新工作如下：

1. 提出了原创性变压器铁芯谐波磁通抑制理论， 形成了感应滤波成套技术装备。 在变压器中增设一套零等值阻抗绕组， 构成谐波短路环，消除铁芯中的谐波磁通。 攻克了零等值阻抗绕组设计、制造技术难题， 以无源滤波的低成本实现有源滤波效果， 节能降噪效果显著。

2. 提出了原创性非正交解耦理论， 发明了集成滤波电感变压器方法与技术。 将空心电抗器内置于变压器中并实现功率解耦， 节省空间50％以上， 实现舰船、小区配变等场合的高效低成本滤波。

3. 提出了原创性变压器集成调控滤波方法与技术。 将有源滤波器通过感应滤波变压器接入系统， 降低投资成本60％以上， 采用了虚拟阻抗综合控制策略， 实现新能源并网系统与公用电网交互存在的复杂电能质量问题双向综合治理， 完成了国内外首次工程应用及产业化推广。

项目所研制的成套装备通过中国计量科学研究院等权威机构测试， 并纳入国家电网公司基本建设新技术推广目录， 实现规模化生产。

自2013年， 已在冶金、化工、新能源等行业获得50余套工程应用。 新增销售额22.25亿元， 新增税收3.69亿元， 经济、社会效益显著。

已获授权发明专利20项， 发表SCI/EI论文200余篇， 制定标准1项， 培养博士32名、硕士55名。

以韩英铎、顾国彪、周孝信院士等专家组成的鉴定委员会一致认为， 成果整体达到国际领先水平。

项目的成功实施， 标志着电能高效利用技术取得了重大突破， 为高耗能行业节能减排和新能源安全高效并网提供坚实的理论与技术保障。

大功率工业供电系统的节能降耗与新能源并网系统的规模化应用对能源产业可持续化发展及能源经济转型具有重要的推动作用。由于电力电子装置的广泛使用，电解、化工、新能源等领域存在谐波污染严重、电压波动大等电能质量问题，使得这类能源与电力行业的安全、高效发展面临巨大挑战。该项目在国家自然科学基金等项目资助下，攻克了大功率工业供电领域和新能源并网领域的谐波抑制、功率因数提升、节能降耗的技术瓶颈，实现了电力滤波装备的安全高效低成本化。 项目主要创新工作如下： 1、提出了原创性变压器铁芯谐波磁通抑制理论，形成了感应滤波成套技术装备。在变压器中增设一套零等值阻抗绕组，构成谐波短路环，消除铁芯中的谐波磁通。攻克了零等值阻抗绕组设计、制造技术难题，以无源滤波的低成本实现有源滤波效果，节能降噪效果显著。 2、提出了原创性非正交解耦理论，发明了集成滤波电感变压器方法与技术。将空心电抗器内置于变压器中并实现功率解耦，节省空间50％以上，实现舰船、小区配变等场合的高效低成本滤波。 3、提出了原创性变压器集成调控滤波方法与技术。将有源滤波器通过感应滤波变压器接入系统，降低投资成本60％以上，采用了虚拟阻抗综合控制策略，实现新能源并网系统与公用电网交互存在的复杂电能质量问题双向综合治理，完成了国内外首次工程应用及产业化推广。 项目所研制的成套装备通过中国计量科学研究院等权威机构测试，并纳入国家电网公司基本建设新技术推广目录，实现规模化生产。自2013年，已在冶金、化工、新能源等行业获得50余套工程应用。新增销售额22.25亿元，新增税收3.69亿元，经济、社会效益显著。已获授权发明专利20项，发表SCI/EI论文200余篇，制定标准1项，培养博士32名、硕士55名。以韩英铎、顾国彪、周孝信院士等专家组成的鉴定委员会一致认为成果整体达到国际领先水平。项目的成功实施，标志着电能高效利用技术取得了重大突破，为高耗能行业节能减排和新能源安全高效并网提供坚实的理论与技术保障。