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基于新能源机组变流器的分布式谐波与谐振一体化抑制装置 及系统性解决方案

成果类型:: 发明专利,软件著作权

发布时间: 2026-07-17 16:19:13

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 何永君 | 2026-07-17 16:19:13

本产品是一种用于海上风电、陆上风电、光伏以及储能等新能源并网系统二次类谐波谐振抑制装备,包括施加于新能源场站并网点谐波谐振监测分析装置施加于各台机组变流器的谐波谐振抑制装置。装置谐波抑制功能的主要特点是能够根据新能源场站并网点的谐波情况动态的生成谐波抑制量,并将其在us级时间尺度馈入到新能源机组变流器中,控制变流器抑制数十公里外并网点谐波量。

基于风电机组变流器的分布式谐波谐振抑制一体化抑制产品及装置的系统性解决方案,相继完成了分布式系统级闭环谐波抑制等核心算法研发初版软件编程实验样机研发工程样机研发以及中国电科院南京分院的第三方功能性测试等,相关关键技术已基本解决具备技术转让条件。目前,正在开展装置与商业化变流器厂家的合作测试,以及装置商品的批量化生产与落地工作。

实现指标:装置能够根据新能源场站并网点的谐波电流分量,动态的产生谐波抑制量并控制变流器向并网点进行谐波电流注入。无抑制时,谐波电流超过国标,抑制装置启动后,将谐波电流抑制到国标内或者原有谐波电流幅值的20%左右。

当下,用于海上风电场谐波的抑制设备,为在新能源场站并网点(陆上站集控中心附近的电能质量考核点处)处施加的一次有源滤波装置,该设备为一次设备,配套避雷器、隔离开关、断路器、变压器等一次设备,占地约1200m2,各设备高2m以上,设备总重量为数吨,工程总造价在2000万左右。

本装置技术的主要目的是:1)监测抑制装置主要包括施加于各台机组变流器的谐波谐振抑制装置(HD-HarRes-M),施加于海上升压站/汇集站与场站并网点的谐波谐振监测分析装置(HD-HarRes-A)2)监测分析装置根据场站并网点谐波情况,动态生成谐波抑制量并在us级时间尺度内传递至抑制装置,最终控制变流器对并网点谐波进行闭环抑制;3)装置是一种体积小(30cm*16.3cm*6.2 cm)、重量轻(2kg)、占地小的二次类电力装置;4)装置未来将完成振荡抑制功能开发,实现谐波与振荡的一体化抑制;5)系统性解决方案方面,能够根据风光储以及实际系统的谐波与谐振分析与治理要求,开展定制化计算分析与治理工作,支撑装置的参数整定以及新能源场站顺利并网运行。

前景分析:十四五期间,新能源仍保持高速的发展建设,十五五期间,装机规模等将进一步明显增加。截止2024年,风电装机约540GW,其中海上43.5GW陆上约496.5GW;光伏装机约800GW储能装机容量约137.9GW。预计十五五期间,陆上风电新增量304GW,海上风电新新增量156GW;光伏新增量1200GW;储能新增量112.1GW新能源以及新型电力系统的高速发展建设背景下,谐波谐振问题必然会持续出现。谐波谐振抑制装置未来仍然会有广阔市场。按照最大市场容量,即每各新增的新能源均安装谐波谐振抑制装置(304GW+156GW+1200GW+112GW)*3.5/MW=620亿,年均市场容量124亿。

有源滤波在新能源行业市场份额预估:13.4亿、15.4亿、18.2亿、21亿以及25.3亿,年增长率大约为18%(参阅2025 2030 中国 APF 行业竞争格局分析及投资规划研究报告)

本产品的市场份额一定程度上可以参照有源滤波,但是作为一种变流器增强功能装置,又可以与变流器组合销售。所以市场容量预估应该在有源滤波市场容量与最大市场容量之间,暂安有源滤波的2倍进行估计。十五五期间,市场容量分别为26.8亿、30.8亿、36.4亿、42亿以及50.6亿。

团队成员概况如下所示:

创业团队-谐波谐振产品化
团队负责人李景一(核心成员)项目指导与督导姜贞强,杨文斌,施朝晖;濮唯唯
指导组:周胡,王滨;
团队成员汪怡欣(分管软件),陈晨昕,程雨秋

创新创业中心:

双创中心濮唯唯,黄力,潘笑文

主要成员介绍

姓名职称研发业绩团队分工
李景一高级工程师谐波抑制全部核心算法开发、振荡算法开发、实验样机研发、工程样机接口设计软件编程及软硬件调试与优化、第三方功能性测试、落地示范、定型产品接口需求设计等。与相关厂家开展技术交流。项目管理。项目采购。商务模式制定。项目负责人/项目核心全面负责算法、软件、硬件、调试、第三方测试、落地等。
施朝晖正高技术规划评审,外部厂家协调指导专家
姜贞强正高技术规划评审,团队人员协调指导专家
杨文斌正高技术规划评审,外部厂家协调指导专家
濮唯唯/商务模式指导项目督导
汪怡欣高级工程师谐波谐振功能性软件开发分管软件开发
陈晨昕工程师离线软件编程,软硬件联调。软件编程
程雨秋工程师软硬件联调,离线软件编程。软硬件调试
周胡高级工程师技术方案交流,人员协调。指导组
王滨正高进度交流。指导组

一、研发成果投入经费及取得收益

目前,在装置本体方面,依托华东院创新创业项目“SC-2023-005 基于风电机组变流器的分布式谐波与谐振一体化抑制产品,项目负责人:李景一,以及基于风电机组变流器的分布式谐波与谐振一体化监测分析与抑制系统研发与产品化,项目负责人:李景一。其中第一个项目已结题,支出134.810058万。第二个项目目前拟支出(已签订两个项目合作合同,未完成支出)33.18万。

在装置本体直接技术方面,目前尚未取得收益。

在系统性解决方面,取得收益如下:1)解决端州储能并网事宜;2)解决柯拉项目并网问题;3)协助处理泰富并网项目。

二、预期再投入的经费及时间

2.1当下成果

目前产品已通过中国电科院南京分院的第三方功能性测试,已与商业化变流器厂家完成了硬件在环测试,正在开展全实物的闭环谐波抑制,后续将开展示范应用落地。当下工程样机成果,已经可以向各厂家进行推广试用,双方合作进行接口改造、联合测试以及落地示范。我方现阶段可以开始向各变流器厂家宣传成果。

2.2批量成果落地

按照定型产品(商品)在实际系统中批量化示范应用作为重要节点,目前已有两台监测分析装置在生产,8台抑制装置生产。落地时,需要采购厂家变流器并进行接口改造,按照采购多台总计2MW~5MW变流器的价格计算,预估变流器采购及接口改造需要20~50万。

2.3产品资质

装置后续需要需要到中国电科院等第三方,开展产品CCCCQC获取工作。预估100以内,根据实际测试的内容并根据电科院公开报价

三、成果在推动科学技术进步,保护自然资源或生态环境;保障国家和社会安全;改善人民物质、文化、生活及健康水平等方面所起的作用

3.1成果在推动科学技术进步

项目研发了首款基于风电机组变流器的分布式谐波谐振抑制产品,项目为创新性的科技成果,丰富了相关领域装置与技术。项目相继完成的关键算法研发、核心软件编程、实验样机开发、工程样机研发、第三方测试、与商业化变流器的联合测试以及定型产品生产调试等关键技术,对其他装置的研发具有借鉴意义。

3.2对国家和社会安全

该装置能够以体积小、重量轻、造价低的装置,有效解决海上风电、陆上风电等新能源新能源并网系统的谐波超标问题,有效新能源的消纳。

1、技术转让

该技术成果以专利、软著,技术转让的方式,直接销售给主控生产厂家或变流器生产厂家,协助厂家完成设备的生产与调试。

“固定技术转让+单台固定销售收益”的方式进行获利。固定技术转让为厂家一次性支付团队,如1000万。固定收益为,厂家每生产销售一台抑制装置或者包含抑制技术的变流器,按照变流器2/MW向团队支付固定销售收益。

工作方式:对厂家需要新增配置的硬件方案进行指导,在新增硬件的基础上我方开展功能性程序的载入,不涉及功能性代码的公开;我方与厂家配合完成功能性调试与落地。

2、技术合作与合资公司(装置本体销售)

我方在现有技术基础上,独立完成监测分析装置与抑制装置产品的生产。向变流器厂家或者新能源场站业主直接销售设备,或者与变流器厂家形成合资公司。在技术合作上,主要是与变流器厂家可以开展装置的接口连接、功能性协同测试与布置等,不涉及装置内部功能性代码的对外公开。

销售价格为监测分析装置数十万级以上,抑制装置拟按照3.5/MW左右。