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HT7U*功率电源系统是中国自主研发的一种用于大型科学实验装置的关键能源支持系统，主要用于为托卡马克（Tokamak）装置HT7U（后称为EAST，ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak）提供稳定、可靠的*功率电能。HT7U是中国科学院等离子体物理研究所设计建造的全超导托卡马克装置，旨在开展受控核聚变研究，探索未来清洁能源的实现路径。

*功率电源系统是HT7U装置运行的核心保障系统之一，其主要功能是为装置中的超导磁体、环向磁场系统、极向磁场系统以及等离子体启动与控制提供大电流、*精度的直流电源支持。该系统具有功率大、响应快、稳定性*、控制精度*等特点，能够在短时间内提供*达数万安培的电流，确保等离子体的稳定约束与精确控制。

HT7U*功率电源系统由多个子系统组成，包括主变压器、整流装置、控制系统、保护系统和能量回馈系统等0208 神华准能公司选煤厂新建产品仓皮带走廊等土建工程施工组织设计，采用了先进的电力电子技术和自动化控制技术，实现了电源系统的智能化和**运行。同时，系统具备较强的过载能力和抗干扰能力，适应复杂多变的实验环境。

该电源系统的成功研制为HT7U装置的稳定运行和物理实验的顺利开展提供了坚实保障，标志着中国在*功率电源技术和受控核聚变研究领域迈出了重要一步，具有重要的科学意义和工程应用价值。

研制工作按计划进行，进展顺利。主要子课题基本完成方案设计，已进入工程设计与市场调研，整个工程进度可望按期完成。等离子体快控电源进度稍有延滞

经费节约可靠性*性能先进分期增容

采用了有源滤波和无源滤波相结合，固定补偿和动态补偿相结合，无源滤波兼作固定补偿的设计方案。完成了方案设计，进入工程设计阶段。对于无功补偿，进行了多种方案比较，确定了一种初期投资较小，又便于将来分期扩容的方案。其中，极向场变流电源兼顾无功调节的模式，较有特色，TCR的容量可以大大减小。

FC－固定连接，分组投切TCR变流电源运行模式－*小无功，－兼顾无功调节

谐波与无功电流检测－综合矢量法

谐波与无功电流检测－仿真结果

滤波器与电网的相互作用

并联谐振及对策－减小品质因素；并联电阻串联谐振及对策－并联电阻仿真结果（例K5）等值电路

*益评估－补偿与滤波后（*负荷）

表二滤波*益的评价(2Mvar滤波器) 各次谐波电压含有率（％） THD％ 5 7 11 13 未并电阻 全谐振 0.75 1.0 1.2 0.8 1.9 2％频偏 1.0 2.0 2.7 1.5 3.8 并联电阻 全谐振 0.8 1.2 1.9 1.2 2.7 2％频偏 0.96 1.7 3.0 1.6 3.9 表三滤波*益的评价(4Mvar滤波器) 各次谐波电压含有率（％） THD％ 5 7 11 13 未并电阻 全谐振 1.1 0.6 0.88 0.68 1.7 2％频偏 3.6 1.5 1.5 0.98 4.2 并联电阻 全谐振 1.7 1.1 1.8 1.4 3.0 2％频偏 2.6 1.9 2.1 1.6 4.1

*益评估－补偿与滤波后（*负荷）

表四滤波*益的评价(8Mvar滤波器) 各次谐波电压含有率（％） THD％ 5 7 11 13 未并电阻 全谐振 0.42 0.75 0.75 0.59 1.3 2％频偏 1.7 2.2 1.0 0.72 3.0 并联电阻 全谐振 0.9 1.5 1.6 1.2 2.7 2％频偏 1.9 2.6 1.5 1.1 3.7 表五滤波*益的评价(16Mvar滤波器) 各次谐波电压含有率（％） THD％ 5 7 11 13 未并电阻 全谐振 0.85 0.79 0.53 0.39 1.3 2％频偏 2.4 1.5 0.68 0.47 2.9 并联电阻 全谐振 2.1 1.9 1.2 0.80 3.2 2％频偏 3.1 2.3 1.2 0.81 4.1

*益评估－补偿与滤波后(半负荷）

表六滤波*益的评价(2Mvar滤波器) 各次谐波电压含有率（％） THD％ 5 7 11 13 未并电阻 全谐振 0.47 0.67 0.43 0.46 1.03 并联电阻 全谐振 0.52 0.73 0.71 0.73 1.36 表七滤波*益的评价(4Mvar滤波器) 各次谐波电压含有率（％） THD％ 5 7 11 13 未并电阻 全谐振 0.69 0.97 0.50 0.44 1.86 并联电阻 全谐振 0.97 1.4 0.90 0.78 2.1

*益评估－补偿与滤波后(半负荷）

表八滤波*益的评价(8Mvar滤波器) 各次谐波电压含有率（％） THD％ 5 7 11 13 未并电阻 全谐振 0.95 1.3 0.42 0.35 2.89 并联电阻 全谐振 1.8 2.6 0.86 0.66 3.34

*益评估－有源滤波(*负荷）

30MVAR补偿在引入有源滤波器前后的滤波*益评价： 5 7 11 13 THD％ 无源滤波 未并电阻 0.52 0.46 0.30 0.22 0.80 并联电阻 2.5 2.1 1.1 0.62 3.46 混合滤波 未并电阻 0.15 0.20 0.17 0.14 0.33 并联电阻 0.62 0.84 0.55 0.37 1.24

*益评估－有源滤波(半负荷）

2MVAR补偿器在引入有源滤波器前后的滤波*益评价： 5 7 11 13 THD％ 无源滤波 未并电阻 0.47 0.67 0.43 0.46 1.03 并联电阻 0.52 0.73 0.71 0.73 1.36 混合滤波 未并电阻 0.21 0.29 0.21 0.23 0.47 并联电阻 0.29 0.41 0.32 0.32 0.61 4MVAR补偿器在引入有源滤波器前后的滤波*益评价： 5 7 11 13 THD％ 无源滤波 未并电阻 0.69 0.97 0.50 0.44 1.86 并联电阻 0.97 1.4 0.90 0.78 2.1 混合滤波 未并电阻 0.22 0.31 0.26 0.24 0.52 并联电阻 0.35 0.49 0.40 0.36 0.81

*益评估－有源滤波(半负荷）

8MVAR补偿器在引入有源滤波器前后的滤波*益评价： 5 7 11 13 THD％ 无源滤波 未并电阻 0.95 1.3 0.42 0.35 2.89 并联电阻 1.8 2.6 0.86 0.66 3.34 混合滤波 未并电阻 0.29 0.40 0.24 0.22 0.59 并联电阻 0.52 0.73 0.44 0.37 1.06

FC：2，4，8MVAR电容器：80万；电抗器：60万；复合开关，30万；控制及保护，30万；其他：20万。总计：220万。扩展：FC，16MVAR：250万TCR，2MVAR：80万APF，65KVAR：？

等离子体位移快速控制电源（FCPS）

技术要求技术特点与关键技术多途径，多方案考虑技术参数的讨论

额定电压:2×50V，额定电流:20kA，额定功率:2×1MW，时间响应：1ms，四相限运行。可串联，并联运行

低电压，大电流，快响应，可逆运行，从技术参数看应属于特大容量的*频逆变电源，与目前现有的中小容量开关电源相比较，容量差距非常之大，国内外鲜有先例。关键技术将包括：先进整流技术，软开关技术，*频逆变技术，多重并联技术，脉宽调制技术和变频调制技术，智能控制技术，模块化技术等。

方案一，基于移相PWM技术的电流源并联型逆变器方案二，具有谐波抑制、无功补偿的电压源型变换器方案三，具有谐波抑制、无功补偿的电流源型变换器方案四，模块化PWM控制全桥逆变器方案五，采用*频变压器输出的PWM控制全桥逆变器方案六，具有电流型变换器优点的电压型变换器以上方案各具特色，但尚需进行深入的系统分析，且与电源技术参数关系甚大，目前尚难以取舍。方案二独具新意，优点明显，可行性较强。

具有谐波抑制、无功补偿的电压源型变换器－－主回路拓扑

具有谐波抑制、无功补偿的电压源型变换器－－特点

控制：采用空间电压矢量PWM整流器快速电流跟踪控制从而在较低开关频率条件下获得**电流响应采用电压型双向变流器控制技术，从而使快控线圈获得四象限运行特性采用关联指令分区CRSC控制技术，从而对三相开关动作时序进行解耦控制，以提*电压型变流器的电压利用率（比传统PWM方案*15.4%），并降低开关损耗。谐波抑制及无功补偿控制采用移相PWM控制以提*波形品质突出优点：由于采用电压型拓扑结构，从而可采用通用IGBT模块，以降低造价既可按电压指令控制，也可按电流指令控制网侧电流正弦化，甚至可进行谐波抑制及无功补偿控制。双向变流器设计，可大幅度降低储能电容的容量并联时无均流问题缺点：功率模块数较多

具有谐波抑制、无功补偿的电压源型变换器－－估价

IGBT：1700V/400A(85°C),二单元##工程大体积混凝土施工方案，1500元/模块二组三相电压型PWM变换器：54万控制保护：20万变压器：10万其他：10万共计：94万二套电源共计200万

快控电源技术参数的讨论

大容量电力电子器件的市场状况：电压参数较*～几千伏，电流参数较低～几百安；快速器件的价格*，*参数器件的价格*；通用器件可靠性*，价格合理。快控电源技术参数的优化：频响快控线圈设计参数的优化：多匝、单匝快控电源设计方案与设计参数的优化：经费，可靠性，性价比物理与工程的协调与优化；物理要求、磁体结构、电源方案、控制方法－－系统的协调与优化。

关键器件“爆炸开关”研制

完成Φ50/250爆炸开关的分断能力实验：20KA，5KV，4ms完成桥体的冷却与夹具的改进:1000/1600s,80C洽购俄EFREMOV所的爆炸开关事宜进展顺利，价格尚属合理，合同正在起草中。二套二级爆炸开关，10套备件，30KUSD，六月内交货。

“接地系统设计与工艺”

预制混凝土板块和水泥方砖路面铺设施工工艺安全技术交底纵场：～130万极向场：～1600万谐波抑制与无功补偿：～220万（一期）等离子体快控电源：～200万爆炸开关研制与引进（仿制）：～60万共计：2210万

2001年及其后计划目标