1.       实验室介绍

电力电子化能源系统实验室，以“智慧能源与大功率能量变换”为核心，兼顾绿色能源系统的“发”、“输”、“配”、“用”各层面的能量变换过程，对新能源高效发电、新能源智能输配电、新能源高效利用的关键科学问题展开研究。实验室配备了可编程交-直流电源、高性能示波器、电机驱动对拖平台、焊接台等基础硬件设施，见图1。

在前期研究工作中，本实验室在大功率多电平变流器系统应用中开展了深入研究，形成了大量原创性成果，攻克了多项理论与工程难题。主要成果包括自行搭建的两电平背靠背四象限驱动硬件测试平台、三电平背靠背风电系统测试平台、交-直流混联微电网测试平台。变换器拓扑涉及模块化多电平、三电平等结构，所采用器件包括大功率硅基IGBT和碳化硅MOSFET等。

图5.1 电力电子化能源系统实验室全景

2.       实验室功能

实验室聚焦“智慧能源与大功率能量变换及其预测控制”研究领域，针对以下三个方向：

（1）大功率海上风电及其汇集并网；

（2）交-直流混联微（智能）电网系统与核心装备；

（3）大功率先进四象限驱动技术，拥有完备的实验条件。

3.       主要设备

实验室前期已经完成串并联变流器AC-DC混联微网功率单元设计与调试，并组建了完善测试平台（如图2所示）。实验室配有基于FPGA为核心控制单元的RT-Box交-直流混联微网硬件在环仿真系统及实时控制器（如图3所示）。实验室还配有Chroma回馈式可编程交-直流电源及非线性负载（如图4所示），可以模拟具有各次谐波平衡及不平衡电网，同时可模拟非线性负载。实验室建有微网源-荷交互模拟平台（如图5.5所示），可验证不同负载情况下多端口变流器的控制效果。

图5.2 串并联变流器交-直流混联微网实验平台  图5.3 交-直流混联微网硬件在环仿真系统

图5.4 Chroma回馈式可编程交流电源   图5.5 微网源（发电机）-荷（电动机）交互模拟平台