以大容量電力電子開關器件為核心，圍繞電力系統的動态無功補償、電壓跌落補償、諧波抑制等需求，正在逐步形成一類全新的“電力電子電器”。“十五”期間，本學科圍繞大功率電力電子技術在輸配電系統中的應用，重點對超導儲能裝置（SMES）、靜止同步補償器（STATCOM）、配電側新型靜止無功發生器（DSTATCOM）、動态電壓調節器（DVR）等典型新型電力電子電器的關鍵技術及其工程應用開展研究，同時也對大功率電力電子變流器的共性技術——多電平變流器通用PWM控制算法和典型多電平變流器的性能控制策略進行了研究，取得了一系列理論和工程應用成果。

1）超導儲能與磁共振成像裝置研究

“十五”期間，承擔了“863”計劃超導專項重點項目、大型國企的重要項目以及同劍橋大學的中英合作項目。成功研制出國内第一台150kVA/0.5MJ的基于SMES和三端口式電流源型變流器的動态電壓補償裝置。“863”課題“用于改善電能質量的可控超導儲能系統”已通過科技部組織的專家驗收以及教育部組織的專家鑒定，被評為國内領先、國際先進。

成功研制出0.3T永磁MRI磁體系統，獲得了高質量的人體成像結果，并即将實現臨床應用。全面開發MRI技術，已研制出高質量的RF接受線圈以及預放大器，并在梯度放大器、系統軟件和成像脈沖序列以及圖像處理方面取得了良好的研究進展。以研制7T超導MRI動物系統為出發點，正在努力開創高場超導功能MRI（fMRI）研究領域，已申請到“十一五”“863”重點項目－高場動物MRI系統研發。

培養的博士生有1名（褚旭），碩士生有8名（田金鋒、賴永傳、劉偉、沈光輝、劉遜、江紅勝、賴日新、朱曉敏）。

發表的代表性論文如下：

[1]   Xiaohua JIANG, Xu CHU, etc., "SMES System for Study on Utility and Customer Power Applications", 1765-1768, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 11, No. 1, Part 2, March 2001.

[2]   Xu CHU, Xiaohua JIANG, etc., "SMES Control algorithms for Improving Customer Power Quality", 1769-1772, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 11, No. 1, Part 2, March 2001.

[3]   Yongchuan LAI, Xiaohua JIANG and Guanghui Shen, "A Method to Reduce Eddy Currents within Iron Pole Plates of a 0.3T NdFeB MRI Magnet", 737-739, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 12, No. 1, March 2002.

[4]   Liu Wei, Chu Xu and Jiang Xiaohua, “Design and Analysis of CSAF Based on SMES”, 2505-2510, Proceedings of the 2002 International Conference on Power System Technology (PowerCon2002), Kunming, China, 2002.

[5]   Xiaohua JIANG, Xu Chu, etc., “Development of a Solenoidal HTS Coil Cooled by Liquid or Gas Helium”, 1871-1874, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 13, No. 2, June 2003.

[6]   蔣曉華，“賦予能量管理角色的可控超導儲能技術”，電力系統自動化，第27卷第17期，1-3，2003年。

[7]   褚旭，蔣曉華等，“基于可控超導儲能的波動負載補償”，電力系統自動化，第28卷第2期，50-53，2004年。

[8]   劉遜，朱曉光，褚旭，蔣曉華，“基于超導儲能的瞬時電壓跌落補償”，電力系統自動化，第28卷第3期，40-44，2004年。

[9]   蔣曉華，褚旭等，“20kJ/15kW可控超導儲能實驗裝置”，電力系統自動化，第28卷第4期，88-91，2004年。

[10] Xiaohua Jiang, Xun Liu, etc., “A 0.3 MJ SMES Magnet of a Voltage Sag Compensation System”, 717-720, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 14, No. 2, June 2004.

[11] Xiaohua Jiang, Guanghui Shen, etc., “Development of an Open 0.3T NdFeB MRI Magnet”, 1621-1623, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 14, No. 2, June 2004.

[12] Xiaoguang Zhu, Xiaohua Jiang, “Weighted Least Square Estimation Algorithm with Software Phase-Locked Loop for Voltage Sag Compensation by SMES”, 2034-2038, Proceedings of the 35th IEEE Power Electronics Specialists Conference, Aachen, Germany, 2004.

[13] Xun Liu, Xiaoguang Zhu, Xiaohua Jiang, “A Phasor Control Scheme for Voltage Sag Compensation by SMES”, 882-885, Proceedings of the 4th International Power Electrics and Motion Control Conference, Xian, China, 2004.

[14] 劉遜，褚旭，蔣曉華，“超導儲能裝置中的電流源型逆變器”，電力電子技術，第38卷第4期，20-22，2004年。

[15] 褚旭，蔣曉華，“永磁磁共振成像中射頻表面線圈的優化設計”, bevictor伟德官网學報，第45卷第3期，351-354，2005年。

[16] 褚旭，朱曉敏，蔣曉華，“開放式永磁磁共振成像系統中的平闆式正交發射線圈的設計”, 電工電能新技術，第24卷第2期，32-36，2005年。

[17] 褚旭，蔣曉華, 姜建國，“磁共振成像系統中射頻線圈的優化設計”, 中國電機工程學報，第25卷第13期，139-143，2005年。

[18] 蔣曉華，賴日新，“核磁共振成像系統中的梯度放大器”，電力電子技術，第39卷第3期，111-112，2005年。

[19] Xiaohua Jiang, Xiaoguang Zhu, etc., “A 150kVA/0.3MJ SMES Voltage Sag Compensation System”, 1903-1906, IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 15, No. 2, June 2005.

[20] 朱曉敏，蔣曉華，“等效電路法在雙調諧射頻線圈設計中的應用”, bevictor伟德官网學報，第46卷第7期，1200-1204，2006年。

2）靜止同步補償器（STATCOM）關鍵技術與裝置研究

“十五”期間，結合我國電力系統重大工程實際需求－大負荷區暫态電壓穩定控制問題，本學科對FACTS中用于改善暫态電壓穩定的裝置－靜止同步補償器（STATCOM）進行了多年的基礎理論研究及工程應用研究。承擔了國家電網公司重大科技攻關項目－±50MVar STATCOM的關鍵技術研究及±50MVar STATCOM裝置的研制。±50MVar STATCOM裝置2006年1月28日投入工業運行，2006年4月10日通過國家電網公司組織的專家驗收，是世界上首台10MVA容量級的基于IGCT鍊式逆變器的STATCOM裝置。驗收意見認為，項目組創新性的解決了多項關鍵技術問題，該示範工程通過産、學、研相結合研發了具有自主知識産權的新型FACTS裝置，其核心技術達到了國際領先水平。承擔了國家973計劃（課題編号：2004CB217907）《提高大型互聯電網運行可靠性的基礎研究》的子課題7“提高電網可靠性的大功率電力電子技術和多饋入直流輸電系統的基礎理論研究”。建立了相關的研究團隊及實驗研究平台，培養了3名博士生（沈斐、耿俊成、魏文輝），1名碩士生（劉炳）。

“十五”期間部分具有代表性的理論成果有：

[1] 魏文輝，劉文華，倪鐳，等。鍊式STATCOM直流側電容穩态分析及參數設計。電力系統自動化，2004，28（4）：28－31（EI：04258220375）

[2] 劉文華，宋強，滕樂天，等。基于鍊式逆變器的50MVA STATCOM的直流電壓平衡控制，電機工程學報，2004，24（4）：145－150   （EI：04278252294）

[3] 魏文輝，劉文華，滕樂天，等。大容量鍊式STATCOM的基頻優化PWM控制，bevictor伟德官网學報，2004, 44(10):1306-1309   （EI：05018772450）

[4]袁志昌，宋強，騰樂天，劉文華，魏文輝. 大容量鍊式STATCOM150Hz優化PWM控制策略的研究. 電工技術學報，2004，19（8）：83~87.（EI：05098867186）

[5] 朱永強，劉文華，宋強。D-STATCOM不平衡負荷補償電流的優化設計，電力系統自動化，2005，29（8）:65-69   （EI：05229136527）

[6] 魏文輝　劉文華　宋強。基于逆系統方法有功-無功解耦PWM控制的鍊式STATCOM動态控制策略研究，中國電機工程學報，2005. 25(3):23-28   （EI：05149025539）

[7] 劉文華，宋強，張東江，陳天錦。50MVA STATCOM的鍊節及其背靠背額定工況運行試驗，電工技術學報，2005,20(2):17-22（EI：05149026453）

3）多電平變流器的控制策略研究

在多電平變流器通用PWM控制算法研究及典型多電平變流器性能控制策略研究方面取得重要成果，奠定了在國内該研究領域的領先地位。首次提出了基于參考電壓分解和零序電壓等效的對于電平數目具有通用性的多電平SVM算法，使冗餘開關狀态選擇與逆變器性能優化控制得到了有機的結合，解決了多電平逆變器開關狀态複雜性與算法統一性之間的矛盾；證明了多電平載波調制和SVM方法之間的等效關系，在此基礎上發展出了适用于任意多電平變流器的直接PWM控制方法，并提出了懸浮電容箝位式逆變器的懸浮電容電壓控制方法及混合7電平/9電平逆變器的電容電壓平衡控制方法。在國内首次完成了具有自主知識産權的基于IGCT串聯的6Kv/1600kW高壓變頻調速裝置的研制，相關成果在APEC、PESC、IECON、IPEMC等國際重要電力電子技術會議發表論文8篇。“十五”期間在該方向上培養的博士生有3名（宋強、嚴幹貴、陳遠華），碩士生有4名（盧軍鋒、呂建升、張新成、郭立）。

“十五”期間代表性成果有：

[1]   Wenhua Liu, Qiang Song, Xiaorong Xie, et. al. 6kV/1800kVA Medium Voltage Drive with Three-Level NPC Inverter Using IGCTs. Proceedings of APEC’2003, pp: 223-227  （EI：03147424798）

[2] Wenhua Liu, Qiang Song, Qingguang Yu. Analysis of High di/dt Current Pulses in Three-level NPC inverters Using Series Connected IGCTs and RC Snubbers. Proceeding of IECON’2003：2771－2776  （EI：04128063181）

[3] 宋強，劉文華，姜齊榮。基于參考電壓分解的新型多電平逆變器空間矢量調制方法。電力系統自動化，2002,26 (20):35-38（EI：03057346737）

[4] 宋強，劉文華，嚴幹貴，王仲鴻。基于零序電壓注入的三電平NPC逆變器中點電位平衡控制方法。中國電機工程學報，2004，24（5）：57－62   （EI：04308283231）

[5] 陳遠華，劉文華，嚴幹貴，宋強。一種新型的多電平逆變器直接PWM算法。電力系統自動化，2004，28（6）：60－64。(EI：04268238344)

[6] 劉文華　陳遠華　張新成。混合七電平逆變器的變頻調速PWM控制策略，中國電機工程學報，2004. 24(11):58-63  (EI<, SPAN> :05028785716)

[7] 嚴幹貴，劉文華，陳遠華，韓英铎。懸浮電容逆變器的通用PWM控制方法。電機工程學報，2003，23（6）: 35－40 (EI:03397651780)

[8] Chen Yuanhua, Liu Wenhua, Yan Gangui, Song Qiang. Research of Capacitor Voltage Balance Control of H-bridge Inverter of Hybrid 9-Level Inverter.  Proceeding of APEC’2004：1714－1719  (EI：04228179421)

[9]宋強，劉文華，陳遠華。多電平逆變器載波調制與空間矢量調制的等效關系。電力系統自動化，2004，28（19）：36－41 （EI：04538754199）

4）電能質量分析與控制

在電能質量分析與控制技術研究中，本學科成功地研制了第三代配電網快速動态無功補償裝置、有源濾波器、動态電壓調節器及統一電能質量控制器系列樣機，在國内該學科領域處于領先地位。研制成功的用于鋼鐵、冶金系統非線性負荷快速補償的配電新型靜止無功發生器（DSTATCOM）工業裝置已經在鞍鋼成功運行。新産品通過北京市鑒定，認為産品“屬于産學研合作的創新成果，填補了國内空白，整體性能達到國際先進水平，其中三電平載波移相直接瞬時電流分相控制方法以及高壓大電流功率模塊及整機對充測試技術處于國際領先水平”。提出的動态電壓調節器的能量優化控制策略及算法處于國際先進水平，以該算法為基礎的論文已在IEE學報上發表。研制成功的低壓動态電壓調節器工業裝置已經在現場運行，并多次成功補償電壓跌落。期間還完成了國家863“用于改善電能質量的可控超導儲能系統”項目中基于可控超導儲能系統的串聯型動态電壓調節器子題的研制，并完成兩項境外合作項目“串并聯電能質量控制平台的研制與開發”（與澳門大學合作）、“三相四線制電能質量補償器的研制與開發”（與澳門大學合作）。

“十五”期間在該方向上培養博士生3名（楊潮、張秀娟、朱永強），碩士生9名（唐志、趙地、蔣霞、謝旭、王峰、黃玮、王志泳、胡雨辰、李建國）

十五期間的代表性論著：

[1] Zhang Xiujuan, Jiang Qirong, Han Yingduo, Yangchao. Injected voltage calculation in three-phase series power quality controllers，IEE Proceedings Circuits, Devices & Systems，152 (6): 735-743 DEC 2005  (SCI：998KS)

[2] 張秀娟，姜齊榮，韓英铎. 一種新型的單相統一電能質量調節器，電力系統自動化2004.12，Vol.28, No.23，p76-80 （EI：05058822005）

[3] 姜齊榮,謝小榮，陳建業. 電力系統并聯補償－結構、原理、控制與應用，機械工業出版社，2004年8月

[4] 張秀娟，楊潮，唐志等. 串聯型電能質量控制器注入電壓的研究. 中國電機工程學報，2003.2， Vol.23, No.2. p15-20（EI：03247507017）

[5] 楊潮，張秀娟，唐志等. 三相串聯電能質量控制器及其補償電壓算法. bevictor伟德官网學報，2003.3, Vol.43, No.3, p289－292 （EI：03347606077）

[6] 唐志，楊潮，馬維新等. 串聯型電能質量補償器主電路設計方案. 電力系統自動化，2002.10, Vol.26, No.19, p22-25（EI：03017306562）

[7] 楊潮，韓英铎，馬維新. 單相串聯電壓質量補償器控制器的研究. 電力系統自動化, 2002. 10, Vol.26, No.19, p45-48 （EI：02427145211）

[8] 李曉萌，張秀娟, 周金明, 姜齊榮. 動态電壓調節器的電磁兼容設計及測試，電力系統自動化，2004.5, Vol.28, No.9, pp70-73（EI：04308283413）

[9] 朱永強，劉文華，宋強。D-STATCOM不平衡負荷補償電流的優化設計，電力系統自動化，2005，29（8）:65-69   （EI：05229136527）