近日，科技部中国科学技术信息研究所（简称中信所）公布了2019年度“领跑者5000——中国精品科技期刊顶尖论文（F5000）”，SGO林卫星博士、文劲宇教授、程时杰院士合作完成的论文《直流-直流自耦变压器》入选。该论文发表于《中国电机工程学报》2014年第34期。

为了克服常规DC-AC-DC技术高成本、高损耗的缺陷，SGO实验室发明了一种直流-直流自耦变压器技术（如图1所示），其所使用的换流器容量仅约为常规DC-AC-DC技术的25.8%。该直流自耦变压器发明已经获得了美国和欧盟发明专利授权（US 9755523、US 9484826、EP 3125392），实验室已完成原理样机的制作和测试（如图2所示），各项指标均达到预期目标。实验室正在计划将其推广应用于工程实际。

论文背景：随着可再生能源的装机容量和渗透率不断提升，传统的交流电网在接纳大规模可再生能源方面越来越力不从心，多端柔性直流输电、直流电网以及直流微网是解决新能源接入问题的有效技术手段。为了互联多条电压等级不相同的直流电网，一种有效的途径是通过直流变压器将不同直流电网两两互联。常规多端口直流–直流变换器的缺陷在于，所有互联的功率都需要经过DC-AC-DC两级AC/DC变换，所使用的换流器总容量为互联功率总容量的2倍。换流器成本高，损耗大，在一定程度上制约了直流电网的互联。

图1 直流自耦变压器拓扑

图2 直流自耦变压器样机

论文摘要：该文提出了一种直流-直流自耦变压器的拓扑，用于互联两个电压等级不同的高压直流系统。常规的隔离型直流–直流变换器一般需要经过直流-交流-直流两级交/直变换，两个互联的直流系统之间没有直接的电气连接，而直流自耦变压器所互联的两个直流系统之间有直接的电气连接，只有部分互联功率需要经过两级交流/直流变换。为此，直流自耦变压器所使用的换流器总容量低于常规直流-交流-直流变换技术。该文详细介绍了直流自耦变压器的拓扑，推导了直流自耦变压器中每个换流器的额定直流电压和额定功率的设计方法，设计了直流自耦变压器的控制策略，在PSCAD/EMTDC 下仿真验证了直流自耦变压器的可行性。研究结果表明，所提出的直流自耦变技术能显著降低所使用的换流器容量，并降低运行损耗。

图3 F5000获奖证书

F5000是中信所为了促进中文科技期刊进入国际重要检索系统，将中国优秀论文推向国际学术界而设立的奖项。在《中国科技论文与引文数据库（CSTPCD）》的基础上，从经过严格定量和定性指标评价而产生的“中国精品科技期刊”中遴选优秀学术论文。利用科学计量学的理论和定量分析方法，开展单篇论文定量评估，对单篇论文的学术质量和影响进行科学和客观的评价，从而建设出“领跑者5000-中国精品科技期刊顶尖学术论文平台（F5000）”。

该平台将与国际和国内重要检索系统链接，通过该平台可以与国外大型信息服务商链接，拟利用WOK检索平台，面向公众开放，将来与SCI数据库在同一平台内实现链接和国际引文检索，在更大的范围内向世界和科技界同行展示和推广我国最重要的科研成果，扩大中国学术期刊和出版机构的国际影响。

附：SGO实验室发表的部分相关论文

[1] 周猛, 左文平, 向往, 林卫星, 文劲宇. 直流自耦变压器样机设计与实验验证[J]. 电网技术, 2018, 42(3): 819-826.

[2] 李梦柏, 向往, 左文平, 姚良忠, 林卫星, 文劲宇. 具备无闭锁穿越直流故障能力的直流自耦变压器[J]. 电力系统自动化, 2018, 42(4): 82-88.

[3] 鲁双杨, 林卫星, 姚良忠, 文劲宇, 李琰. 直流-直流自耦变压器互联LCC-HVDC的研究[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(9): 2507-2515.

[4] Weixing Lin. DC-DC Autotransformer with bidirectional DC fault isolating capability[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 31, no. 8, pp. 5400-5410.

[5] 林卫星, 文劲宇, 程时杰. 直流-直流自耦变压器及其扩展技术[J]. 南方电网技术, 2016, 10(1): 11-17.

[6] 左文平, 林卫星, 姚良忠, 文劲宇. 直流-直流自耦变压器控制与直流故障隔离[J]. 中国电机工程学报, 2016, 36(9): 2398-2407.

[7] 左文平, 林卫星, 姚良忠, 文劲宇. 单向直流-直流自耦变压器[J]. 中国电机工程学报, 2016, 36(7): 1999-2007.

[8] 林卫星, 文劲宇, 程时杰, 具备阻断直流故障电流能力的直流–直流自耦变压器[J], 中国电机工程学报, 2015, 35(4): 985-994.

[9] 林卫星, 文劲宇, 程时杰, 多端口直流-直流自耦变压器[J], 中国电机工程学报, 2015, 35(3): 724-734.

[10] Weixing Lin, Jinyu Wen, Shijie Cheng. Multiport DC–DC Autotransformer for Interconnecting Multiple High-Voltage DC Systems at Low Cost[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2015, 30(12): 6648-6660.