输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学）
简要概述中文名称：输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学）
英文名称：State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and
New Technology（Chongqing University）
学科领域：电气工程
依托建设承担单位：重庆大学
建设地点：重庆大学电气工程学院
研究领域（1） 输配电装备及系统运行安全方向
输配电装备及系统运行安全涉及面广而复杂，不仅要建设强大的电网和采用先进的控制系统，而且要使输配电设备具备在高海拔、覆冰雪、污秽、雷电等复杂环境中安全运行的能力，同时还要建立输配电设备及系统运行安全的保障支持系统。本方向主要是从引发电网大面积停电事故的主要源头之一，即复杂环境导致输配电设备及系统故障和运行可靠性层面开展基础理论及关键技术研究，是国际关注、特别是我国电力工业所面临的基础性、关键性和迫切性问题。本方向主要研究在高海拔、污秽、雷击、覆冰（雪）、酸雨（雾）等特殊环境中输变电工程的安全科学及技术；研究高海拔及山区的雷电机理、雷电屏蔽模型、大型接地网结构及计算方法、特殊环境条件接地技术的理论和方法、输变电设备及各种电子设备的防雷技术；研究输电线路覆冰及导线舞动机理、数学模型、防护科学和技术，研究输电线路重大灾害的预测、评估理论和方法。在复杂环境中输变电设备绝缘技术与安全评估方面取得突破性进展。
（2）输配电装备状态监测与安全评估方向
发、输、变电设备的故障诊断系统、状态监测、状态维修与信息管理是国内外研究现代电力系统安全可靠运行的关键技术之一；大电网和配电网实时可靠性评估方法和控制技术等仍将是国内外研究的热点；异步化发电（柔性发电）、风力、氢能等分布式发电的新型发电理论及接入技术，对解决传统同步发电系统所存在的电网结构安全问题具有重要前景。本方向主要研究新一代多信息量输变电设备状态在线监测技术；研究输变电设备寿命预测、故障诊断、状态维修理论和输变电设备故障及老化机理；在已有的电力系统可靠性研究优势基础上继续深化大电网运行可靠性基础理论和风险评估研究；研究电力系统经济运行与电力系统安全分析、控制措施等；研究柔性发电技术理论及异步化发电机设计与励磁控制的关键技术。在复杂环境中输配电装备状态监测、风险预警方面和异步化(柔性)发电技术及电网可靠性方面取得突破性进展。
（3）电工新技术及其在电力安全中的应用方向
超特高压交直流输变电系统的电磁环境及电磁干扰问题备受关注。它所产生的强电磁场的生态效应，特别是对人体健康的影响是国际上关注的重要问题。应用现代电力电子变换技术，实现高效率、高品质安全用电为目的的电能质量监测和控制已成为保障现代电网安全运行亟待解决的重点研究问题。本方向主要研究现代电磁场理论、电路理论及其应用、电磁兼容与电磁环境保护等；研究电能质量监测与控制、有源滤波器与静止无功补偿器的混合补偿拓扑结构模型、新能源并网控制技术、高效率电力电子变换器理论与系统集成、高校特种开关电源、高性能电气传动与智能控制技术等。在生物阻抗成像及高效率电力电子变换器理论及控制方面取得突破性进展。
学术组织实验室学术委员会由15位专家组成，孙才新院士为主任，50岁以下中青年学术委员占了40%，依托单位学术委员人数为5人。学术委员会负责把握实验室的总体研究方向，制订开放研究课题指南，规划、引导实验室的学术发展；组织对外学术交流与联合科技攻关，联系、推荐拟引进的高水平人才；培养创新研究团队或群体。
学术委员会名单
序号
姓名
性别
职称
学委会职务
专业特长
工作单位
1
孙才新
男
院士
主任
高电压与绝缘技术
重庆大学
2
郑健超
男
院士
副主任
高电压与绝缘技术
广东核电集团公司
3
程时杰
男
院士
副主任
电力系统及自动化
华中科技大学
4
周孝信
男
院士
委员
电力系统及自动化
中国电力科学研究
5
雷清泉
男
院士
委员
电压与绝缘技术
哈尔滨理工大学
6
李兴源
男
教授
委员
电力系统及自动化
四川大学
7
肖立业
男
研究员
委员
电工理论与新技术
中国科学院电工研究所
8
梁曦东
男
教授
委员
高电压与绝缘技术
清华大学
9
廖瑞金
男
教授
委员
高电压与绝缘技术
重庆大学
10
周雒维
男
教授
委员
电力电子与传动
重庆大学
11
荣命哲
男
教授
委员
电机与电器
西安交通大学
12
杨迎建
男
教授
委员
高电压与绝缘技术
武汉高压研究所
13
何为
男
教授
委员
电工理论与新技术
重庆大学
14
廖勇
男
教授
委员
电机与电器
重庆大学
15
文习山
男
研究员
委员
电压与绝缘技术
武汉大学
科研团队实验室现有固定人员55名，其中研究人员47人，研究队伍的总体情况见下表。实验室形成了以中国工程院院士为带头人，长江学者、杰出青年基金获得者、教育部新世纪优秀人才的中青年为中坚（占19%），年龄45岁以下（占70%）中青年为骨干的学术队伍；实验室高度重视队伍培养，约三分之二的研究人员已具有出国留学或进修经历，高学历（博士以上占89%）、高职称（副高以上87%）是实验室固定研究人员的特点。同时在长期科研中自然形成的“高压输变电装备安全运行科学与新技术”教育部创新团队的长期团结、稳定和具有的研究能力得到国内同行一致认可。 实验室已形成了学科结构合理、老中青结合，并以中青年为骨干的学术队伍，并形成了使中青年骨干脱颖而出的学术氛围和工作条件。 在今后的建设中，实验室固定人员将增加到60～70人，其中研究人员在50人以上。同时，着力培养、引进和稳定高层次人才，进一步优化研究队伍的学历、职称、年龄和学缘等结构，力争具有博士学位人员比例达到90%以上，45岁以下中青年学术骨干比例保持在70%左右，具有出国留学或进修经历人员比例达到80%。强化人员的进出机制，始终保证研究队伍具有高的学术水平和创新能力。
实验室科研队伍总体情况
人才类别
数量（人）
比例
中国工程院院士
2
4％
长江学者
2
2％
杰出青年基金获得者
2
4％
教育部新世纪优秀人才
6
13％
国外获得博士学位者（引进国外人才）
4
9％
出国留学进修一年以上人员
31
66％
具有博士学位人员
42
89％
教授/研究员
27
57％
副教授/副研究员
14
30％
年龄45岁以下人员
33
70％
“高压输变电装备安全运行科学与新技术”教育部创新研究团队
1
项目成果在研科研项目统计，目前，实验室在研项目88项，总经费达4088万元，具体情况如下表所示。
实验室目前在研的科研项目统计表
项目类别
项数
经费合计（万元）
国家自然科学基金重点项目
4
790
国家杰出青年科学基金
2
170
国家973前期预研项目
1
68
国家973项目子课题
1
30
国家自然科学基金面上项目
23
599
教育部创新团队发展计划项目
1
300
教育部新世纪优秀人才支持计划项目
6
300
部省级重点项目
14
1207
其它项目（含国际合作）
37
692
总计
4088
2008年实验室获准国家自然科学基金项目情况
项目名称
项目类别
项目编号
资助经费
项目负责人
瞬变电磁法“前沿”问题
与 拖曳式系统关键技术研究
面上基金项目
40874094
49万元
付志红
开放式磁感应成像关键技术基础研究
面上基金项目
50877082
38万元
何为
植物绝缘油纸水解动力学特性
及酸性生成物对放电特性的影响
面上基金项目
50877080
38万元
李剑
汽车电磁兼容预测与电磁干
扰抑制关键技术研究
面上基金项目
50877081
38万元
汪泉弟
基于凋亡靶向诱导的高强度皮秒脉
冲无创治疗技术基础研究
面上基金项目
50877083
38万元
姚陈果
交联聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料中
蒙脱土取向分散对树枝特性的影响
青年基金项目
50807054
20万元
杨丽君
基于直测功角和暂态能量函数法的
同步发电机失磁保护与控制研究
青年基金项目
50807055
20万元
林 莉
输电线路绝缘子覆冰预测模型及结构
优化研究
青年基金项目
50807056
20万元
张志劲
周期平衡态开关功率变换器的混沌控
制研究
青年基金项目
50807058
20万元
卢伟国
近5年来承担的重要科研项目（部分）
序号
项目名称（下达编号）
项目来源
项目起讫时间
合同经费（万元）
负责人
1
西部高海拔地区超特高压输电外绝缘放电基础理论研究（90210026）
国家自然科学基金重点项目
2003.1－2007.12
200
孙才新院士
2
高压输变电设备安全运行科学与新技术
教育部创新团队发展计划项目
2005.1－2008.12
300
廖瑞金教授
3
自诊断型高压电器设备关键技术
重庆市科委科技计划项目重大项目
2005.9－2007.9
250
李 剑副教授
4
高海拔、覆冰对绝缘的影响及采取的措施研究
中国南方电网公司
2006.3－2007.9
190
孙才新院士
5
高海拔地区覆冰绝缘子长串直流闪络特性研究
国家电力公司
2002.6－2003.12
175
蒋兴良教授
6
Aging Mechanism of Oil-Impregnated Paper in Power Transformers
ABB RESEARCH LTD（国际合作）
2005.11－2007.5
9+11万美元
廖瑞金教授
7
直流输电系统可靠性综合分析系统
中国南方电网公司
2006.6－2008.3
127
周家启教授
8
青藏铁路隧道净空间隙研究
（2001G001-E-08）
铁道部科技研究
开发计划
2001.9－2003.6
110
蒋兴良教授
9
云广800kV特高压直流覆冰地区线路绝缘子的选择及防冰措施研究
中国南方电网公司
2005.8－2007.6
105
蒋兴良教授
10
电气绝缘技术（50425722）
国家自然科学基金杰出青年科学基金
2005.1－2008.12
100
廖瑞金教授
11
电力技术经济（70525005）
国家自然科学基金杰出青年科学基金
2006.1－2009.12
70
张宗益教授
12
“联合开发电动汽车用一体化电机及其驱动系统”
（2003AA501350子课题）
国家863计划 子课题
2003.10－2004.12
150
刘和平教授
13
光生物制氢中光生化转化和传输机理（90510020）
国家自然科学基金重点项目
2006.1－2009.12
150
廖 强教授
14
陡脉冲不可逆性电击穿治疗肿瘤的作用机理及关键技术研究（50637020）
国家自然科学基金重点项目
2007.1－2010.12
200
孙才新院士
15
电场对输电线路导线和绝缘子覆冰及放电过程影响的研究（50577070）
国家自然科学基金
2006.1－2008.12
32
蒋兴良教授
16
抗老化变压器油及其对绝缘纸老化影响的研究（50677073）
国家自然科学基金
2007.1－2009.12
30
廖瑞金教授
17
沙尘环境对超特高压输电空气间隙和绝缘子放电特性的影响（90510014）
国家自然科学基金
2006.1－2008.12
28
司马文霞
教授
18
用复小波（包）提取GIS复杂电场中局部放电信号研究（50577069）
国家自然科学基金
2006.1－2008.12
27
唐 炬教授
19
高效率高性能双频变换器理论及其控制（50677071）
国家自然科学基金
2007.1－2009.12
30
周雒维教授
20
高海拔地区输电线路导线的电晕放电特性及机理研究（90510015）
国家自然科学基金
2006.1－2008.12
28
舒立春教授
以上仅为部分项目清单，完整清单请浏览“近五年重要科研项目”
科研进展*研究方向*
根据我国电力能源建设重大需求和电气工程学科领域主要涉及的科学问题，结合本实验室的研究特色和优势，实验室重点研究方向如下：
1）输配电装备及系统运行安全
输配电装备外绝缘运行安全理论及技术
输配电装备及系统的过电压理论及防御技术
输配电装备及系统的可靠性理论及技术
2）输配电装备状态监测与安全评估
输配电装备运行状态在线监测理论及技术
输配电装备绝缘老化与寿命预测理论及技术
输配电装备在线故障诊断与维修理论及技术
3）电工新技术及其在电力安全中的应用
输配电装备及系统安全监测的特种通信理论及技术
电能质量与电能变换的理论及技术
新型电源与电网结构安全理论及技术l
电磁场效应及其应用
*近期主要研究内容*
1）输配电装备及系统运行安全方向
在现有居于国内领先水平的复杂环境中输配电装备外绝缘放电基础理论研究平台基础上，加强先进检测设备建设，建设一个具有国际先进水平的输配电装备及系统运行安全应用基础研究平台。围绕我国1000kV级交流、±800kV级直流特高压输电系统建设的重大需求和学科发展需要，从引发电网大面积停电事故的主要源头上，重点研究复杂环境导致输配电设备外绝缘故障和系统运行可靠性的基础理论与关键技术，解决我国电力工业所急需的基础性、关键性问题，开展以下二方面的基础理论和系统性关键技术研究。① 输配电设备外绝缘故障机理与故障特征量研究
覆冰、污秽、高海拔综合环境导致输配电设备外绝缘故障的机理与在线监测的特征量研究，雷击导致输配电设备外绝缘故障的机理与在线监测的特征量研究，特高压交直流输电系统外绝缘选择及关键技术研究，特高压交直流输电系统过电压与接地的理论及技术研究，特高压直流输电线路电晕放电理论及分裂导线、金具优化方法的研究；输变(配)电设备外绝缘故障防御技术的理论及方法研究。
② 输配电装备及系统的运行可靠性理论及技术研究
基于可靠性的电气设备维修理论，研究电网在线可靠性评估理论及方法，研究大型交（直）流互联系统的可靠性和运行风险分析模型、影响输配电装备可靠性的机理和敏感度指标，电力系统可靠性并行计算理论，电力系统经济运行状态下的可靠性理论，新型数字化变电站等可靠性装备，为西电东送和全国联网提供理论依据和技术支持。
2）输配电装备状态监测与安全评估方向
加强在线监测新型传感技术、输配电装备内部故障机理、老化机理、人工智能技术的研究，建成国内一流、具有国际水平的输配电设备运行状态在线监测与故障诊断及寿命预测和安全评估研究基地。重点研究输配电装备内绝缘故障及老化机理、绝缘状态特征量提取及监测、故障智能化诊断与状态维修决策、绝缘状况评估及预测等相关的基础理论与关键技术问题。培养一批优秀人才，形成创新群体。开展以下三方面的基础理论和系统性的关键技术研究。
①电力设备内绝缘故障、老化机理与特征量
主要针对具有复合绝缘结构的大型电力设备绝缘老化机理及规律开展研究，从绝缘材料老化机理及老化过程中的多种信息入手，深入研究电力设备运行状况下的绝缘系统老化特征量的变化规律，获得诊断运行设备绝缘老化程度和寿命预测的新理论、新方法。
②大型输配电设备在线监测的理论及新技术
系统开展大型输配电设备内部故障新特征量及相应的监测理论及技术、针对不同绝缘结构和设备结构的新型监测传感器研究；系统研究在线监测特征量与设备故障的相关规律。
③ 输配电设备运行安全状态诊断、评估、预测及状态维修决策理论及关键技术
开展运行电压下电力设备内绝缘故障机理及特征量变化规律的研究，解决就地或远程在线诊断系统中的基础理论及关键技术；研究大型输变电设备运行安全状态的在线诊断、评估、预测及状态维修决策的理论及方法，建立系统的电力设备在线故障诊断理论和状态维修理论。
3）电工新技术及其在电力安全中的应用方向
建立异步化发电、风力及氢能分布式发电的先进研究平台，与现有电力系统交流、直流物理模拟平台相结合，获得含异步化发电的电网运行物理模拟领先研究平台；建立具有国际国内先进水平的混合能源电力系统实时数字仿真系统（RTDS），并与物理模型平台相结合，综合发挥各自优点，为电力装备及系统安全运行提供先进研究条件。重点研究改变电网结构行为的异步化同步（柔性）发电、风能与氢能分布式发电及其接入方式、电能质量与电能变换、信号测量中的电磁兼容和电磁场效应及其应用等相关的基础理论与关键技术问题。主要开展以下三方面的基础理论和关键技术研究。
① 分布式电源及接入电网安全运行研究
主要研究异步化与同步发电机并网运行的稳暂态特性与阻尼特性及控制策略，无刷双馈直驱式风电机组的运行及控制原理和故障防御及保护，双频变换理论的统一数学模型及其优化控制策略，风能与氢能分布式电源接入方式及对电网结构安全的影响，氢能/电能转化的动力学与反应机理研究，分布式电源对电网调压和可靠性等。
②电能质量与变换理论及技术
主要研究可再生能源接入电网用的大功率低谐波电能变换技术，电能质量监测与控制，有源滤波器与静态无功补偿器的混合补偿拓扑结构模型，电力谐波治理，电力电子系统的效率和性能等。
③ 电磁理论及其应用
研究电气设备与系统运行监控中的电磁兼容、微弱信号处理、超特高压输电系统产生的强电磁场生态效应及环境影响、电阻抗与电磁感应成像理论与方法，研究基于广域分布的超特高压输电线路绝缘及塔线特性监测原理与方法、大型水电库区灾害信息监测等。