大功率特种电源技术实现创新升级（走近2015国家科学技术奖）

　　在电力、工业、军工、科学研究等领域，都需要一些电源设备来供电以保证其正常工作，这对供电要求极为苛刻，必须将电网中的电能通过特种电源转换后提供。

　　在2015年度国家科技进步奖中，由许继电源有限公司参与研发的“大功率特种电源的多时间尺度精确控制技术及其系列产品开发”荣获二等奖，该项目在大功率特种电源上的创新技术可对电力系统自动化设备、高能激光等重要负荷进行安全可靠供电。

　　该项目形成了哪些创新技术？工程应用情况如何？本报记者采访了项目主要完成人之一，国家电网许继集团下属公司——许继电源有限公司总经理于文斌。

　　产学研协同

　　“以电力系统变电站继电保护设备与通信设备的供电电源为例，对供电可靠性、电压精度、纹波等指标都有很高的要求，以保证精密设备、计算机继电保护设备等安全运行。”采访中，于文斌讲述了特种电源的特殊技术要求。

　　据介绍，早期这些电源设备都采用晶闸管整流技术，受当时电力电子技术水平的限制，我国电力、工业领域的大功率特种电源在波形精度、稳定度、低纹波、高效节能等方面远远落后于世界先进水平，产品长期受国外垄断，迫切需要开展核心技术研究和攻关。

　　早在1998年，许继电源有限公司开始与西安交通大学联合开展技术攻关， 双方签订了关于共同研制高频开关电源和大功率特种电源的合同，建立了长期、良好的合作关系。

　　在此基础上，双方在大功率特种电源的数字控制系统建模、多时间尺度控制等基础理论方面取得了长足进展，针对提高等效工作频率、提高响应速度、提高抗扰能力、提高效率等关键问题进行攻关，最终在高频软开关变换、PWM整流、高频逆变、脉冲功率电源等关键技术等方面取得了突破，研制出多个系列产品。

　　创新亮点突出

　　“通过项目的实施，许继集团发明了多种改进型的主电路拓扑，掌握了先进功率变换控制技术，实现了高效率、高功率密度，低谐波污染的绿色电能变换。”于文斌概括说。

　　首先，在高能激光系统的能源组件前级储能技术攻关任务中，采用了高倍率电池储能技术，解决了能源系统在高压、大功率脉冲工作时输入峰值功率高、对电网冲击严重、影响电网安全等问题；在高能激光束主机装置隔离组件的技术攻关项目中，完成了电光开关驱动电源的研制任务，填补了国内空白。

　　其次，在高频软开关电源技术领域，研究掌握了有源功率因数校正技术、全桥LLC谐振变换技术等核心关键技术，研制成功高效率、大容量、高功率密度的高频软开关电源系列化产品，达到国际先进水平。

　　“该产品的输入前级采用三相维也纳整流技术，具有功率因数高、无谐波污染、变换效率高、功率密度高等特点；该产品输出后级采用全数控全桥LLC谐振变换技术，电能变换效率高达98%以上，具有很宽的输出电压调节范围，能够给国内所有电动车车型充电。”于文斌在介绍功率变换技术创新亮点时说。

　　截至目前，该技术已累计获授权专利169项，承担完成20余项国家级、省部级科技项目，参与完成64项国家、行业及国网技术标准起草及制订。

　　工程应用广泛

　　于文斌告诉记者，该项目所开发的系列产品已在电力、轨道交通、通信、工业、军工等领域得到广泛应用。“高频软开关电能变换创新技术已广泛应用于许继自主知识产权的直流电源模块，目前已经批量供货的电源模块有7.5千瓦、12千瓦、15千瓦3个功率等级型号，供货数量超过10万台，累计实现订货20多亿。”

　　该项目研制的电力电源产品主要有PYD系列智能一体化电源、PZ61系列直流操作电源、PTD系列通信电源、PBD系列逆变电源、EVQC系列直流快速充电机等，已获得包括型式检验报告、鉴定证书、行业推荐证书、行业入围名录、各种国内认证等资质和CE认证。

　　“其中PZ61系列直流操作电源、PYD系列智能一体化电源产品现已为各类用户提供了数万套电力电源设备，市场占有率15%，累计实现订货35亿元，在高端市场占有率高达30%以上。”于文斌说。

　　同时，该项目研制的特种电源产品主要包括高压脉冲功率电源、车载电源、独立供电电源及特殊定制电源产品，已开发高能电池储能系统、电光开光驱动电源、激光电源、车载电源等十余种产品。

　　在创新驱动方面，许继集团作为国家电网直属产业单位，目前累计申请专利2536项，授权专利1153项；荣获省部级以上科技奖励226项，其中国家科技进步奖特等奖1项、一等奖1项、二等奖3项。