清华四川能源互联网研究院

科技创新

新型电力系统关键装备研究中心

中心致力于微型传感器、功率半导体器件与大容量装备研发,系统成套方案示范及能源消费智能化相关研究,聚集了长江学者、杰青、清华大学教授等多位专家人才,重点聚焦新型电力系统关键装备领域,开展核心器件与装备前沿理论及技术研究,提出系统应用成套解决方案,推动高效、低碳、柔性的能源消费转型。

  • 曾 嵘

    曾 嵘

    中心首席科学家

    清华大学电机系教授、博导,国家杰出青年科学基金获得者、教育部新世纪优秀人才、教育部长江学者特聘教授、国家科技创新领军人才。
  • 余占清

    余占清

    中心主任

    清华大学电机系副教授、博导、国家优秀青年科学基金项目获得者;主要从事直流电网及断路器、电力系统新型传感技术等领域的研究和教学工作。

下属研究所

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输配电设备综合仿真及智能运维研究所

研究所致力于输配电设备创新技术及智能化的科研与产业化开发。主要研究领域包括:输配电线路全设备场景综合仿真,先进输配电设备及配套技术,输配电线路数字化及智能运维、保护等。


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02

能源消费智能化研究所

研究所聚焦双碳目标下的能源消费侧智能化转型趋势,研究高效、低碳、柔性的能源消费转型关键技术,开展热泵、充电桩等关键用能装备特性建模与仿真、用能行为分析及关键用能装备优化运行策略研究,研制关键用能装备管理控制终端与调控系统,策划城市/园区能源消费结构转型与双碳发展示范,以能源绿色转型助推经济社会绿色高质量发展。


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03

光储直柔应用技术研究所

研究所广泛汇聚系统应用创新人才,聚焦光储直柔关键装备集成应用、电动汽车与能源融合发展两个研究领域,致力于实现高耗能园区、城市场景的节能降碳和产业高质量发展,提供从战略研究到创新示范的系统工程技术服务和新型成套装备解决方案,推动创新技术快速工程化、产品化和商业化。


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04

能源传感及通讯研究所

研究所专注于能源互联网微型传感器件及装置的研发,致力为能源设备制造商及网络运营商提供可靠的数据资源,为系统泛在感知及故障定位、设备数字化诊断及智能运维提供整体解决方案,为能源互联网提供全面、有效、实时、创新的信息支撑,实现能源互联网能量流、信息流和业务流的深度融合、感知与调控。


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05

直流研究所

研究所依托清华大学电机系优势科研力量组建了兼具高水平学术研究能力、前瞻性技术创新能力、实用化产业发展能力的研究团队,围绕器件、装备和系统三个层面开展理论研究、技术攻关和工程建设,致力于成为直流电网的核心理念传播者、理论技术引领者、标准与应用实践者,解决以新能源为主体的新型电力系统难题,助力“双碳”目标实现。


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核心技术/产品

大容量功率半导体器件及直流电网关键装备技术


  • 研制出系列化的新一代直流电网用大功率半导体器件IGCT,具有更高功率等级、更低损耗、更大关断电流、更高可靠性,多个性能指标世界领先,大幅降低成本,实现核心器件国产化

  • 突破基于IGCT-Plus器件的MMC柔性直流换流阀、直流变压器、STATCOM集成储能、直流耗能装置、大容量变流器、抵御换相失败LCC、制氢电源技术等大容量功率变换技术

  • 首创耦合负压型混合式直流断路器和多端口直流断路器,率先开发出国内外涵盖范围广、高中低压系列化的直流断路器产品


研发产品:IGCT-Plus器件

具有黑启动功能、本征安全的抗爆和失效短路特性,支持定制化,具有大容量、高可靠、低成本的优势,实现核心器件国产化。

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研发产品:基于全IGCT的MMC换流阀

成功研发世界首台柔性直流输电用全IGCT-MMC换流阀,具有低成本、低损耗、本征安全特性等优势。

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研发产品:535KV直流断路器

世界电压电流等级最高、开断能力最强的高压直流断路器,已用于张北超高压柔直电网工程。

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*研发团队:直流研究所

微型传感芯片、智能传感器件及能源数字化技术


  • 攻克了环境微能量持续收集、非接触感知、边缘智能识别和装备共形共融等关键技术难题

  • 相关成果成功应用于电网监测和智能电力装备


研发产品:智能金具微传感线路状态感知平台

集成多种传感器,通过线路侧、通道侧多参量监测分析实现输配电线路状态的实时评估、预测、故障及风险预警。

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研发产品:数字开关柜泛在感知及管理系统

基于新型传感技术,通过多维信息的动态采集,实现开关柜运行监测、故障预警及诊断、安全供电及故障快速恢复等智能运维管理。

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研发产品:数字化代运维及能源托管服务

通过各型微型传感器完成电网在线测量,应用于电站、线路、配电房、设备等关键节点,实现电能质量、设备状态、线缆故障在线监测。

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研发产品:精细化智能负荷监测系统

综合运用信息采集、物联网通讯等相关技术,为能效管理、分项计量、负荷识别、节能管理等提供简捷、精细、可靠的解决方案。

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*研发团队:能源传感及通讯研究所

园区光储直柔解决方案


  • 新能源制氢的高灵活性电源系统设计与分层控制解决方案

  • 新能源与涉氢化工园区耦合的新型电力电子装备

  • 新能源汽车与区域电力系统,低碳园区融合的规划咨询与创新解决方案

  • 区域电力系统与光储直柔园区协同的系统级解决方案


*研发团队:光储直柔应用技术研究所

能源-环境参数化规划方法


  • 基于城区绿色低碳高质量发展评估体系(GLCHiO-Urban)研究成果

  • 结合城市能源消费侧转型规划经验与碳排放核算体系技术积累

  • 针对国内的社会产业用能结构特点提出解决方案


研发产品:碳见CarbonInsightm平台

预测区域中长期碳排放,规划制定针对性减排目标,通过调整“减排工具箱”提供的举措时序与强度,规划区域减排路径,进行技术经济性评价。


*研发团队:能源消费智能化研究所

应用案例

  • 直流技术研究成果已在张北直流电网、珠海三端直流配网、东莞交直流混合配网、苏州中低压直流配网等重大工程中得到应用

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    图:张北±500KV柔性直流输电示范工程  

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    图:珠海“互联网+”智慧能源示范工程

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    图:东莞交直流混合配网工程

  • 国际首套输电线路全景智能监测系统在云南香格里拉成功投运

    ·采用集成化、智能化、自供电的技术方案

    ·成功实现输电线路运行状态、绝缘特性以及外部灾害气候的实时评估

    ·实现缺陷与故障风险的及时预警及精确定位


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    图:央视直播系统投运过程