1.特高压交直流套管研发与应用研究成果
中心团队面向国家特高压工程建设的重大需求，开发了具有自主知识产权的特高压套管用高性能环氧复合材料体系，创建了具有自主知识产权的特高压套管优化设计平台，自主研发的套管主绝缘材料和优化设计方法已成功应用在陕北-武汉，青海-河南等特高压工程和南方电网“昆柳龙直流工程”（柔性直流穿墙套管）。主持承担了国家级和省部级特高压套管研发项目30余项，其中“十一五”国家科技支撑计划项目2项（2679万）、国家高技术研究发展计划“863”项目2项（289万）、陕西省重大科技创新项目2项（842万）、国家电网公司重大专项（3805万）等，累计研发经费上亿元。
中心先后研制成功了1100kV特高压交流套管和±800kV、±1100kV特高压直流套管，在材料、结构、工艺、设计、制造、试验等方面取得了关键技术的突破，形成了具有自主知识产权的核心技术体系，编制发布了特高压交流、直流套管国家标准。与中国西电联合创建了世界一流的套管关键技术研发与产品制造高新技术企业，成功的实现了系列化特高压套管的研发与应用，取得了显著的社会效益和经济效益。
图1 特高压套管关键技术研究成果及应用
2. 固态变压器、电抗器多物理场仿真分析与结构优化设计
团队建立了10kV、35 kV干式变压器包含外壳、风机、独立绕组模块的全域精细化仿真模型，提出了轴流式风机精确模型构建及流场计算方法，攻克了大容量干式变压器轴向/径向复合冷却风道和闭环风道散热系统协同优化设计技术及以及绝缘-散热一体化结构设计方法，通过温升试验，验证了结构优化设计和仿真技术的合理性和准确性；提取了电抗器非均匀绕组模型的饼间电容和绕组间电容，提出了电容分区、电感整体的有限元计算策略，建立了匝级电抗器过电压仿真计算模型，同步提升了计算效率与精度，为变压器、电抗器类设备的可靠设计和性能提升提供了支撑。
图2 干式变压器多场精确仿真计算图3 电抗器匝级过电压暂态计算
3. 自主可控高压电力装备多物理场计算软件与数字化
针对我国高端多物理场有限元计算软件国产化重大需求，中心团队自主开发了融合质量、动量、能量守恒方程数值离散，压力-速度修正以及高效迭代方法的电力设备三维热-流耦合场整场离散、整场求解算法，攻克了热辐射遮挡快速识别和多重网格加速计算技术，开发了三维非线性涡流磁场有限元数值计算方法，提出了电-磁-热-力-流体强弱耦合协同的网格载荷传递、映射插值和迭代控制方法，开发了覆盖二维、三维以及稳态、瞬态的电-磁-热-力-流体单场和多物理场求解器，建立了基于POD-Galerkin套管、变压器三维热-流耦合场能量、动量和质量方程低阶模型，攻克了基于大数据和物理信息驱动的多物理场实时仿真技术，自主开发了面向高压套管电力装备的多场计算分析-结构设计-数字孪生一体化国产CAE软件，实现了变压器装备数字化软件示范应用，支撑电网数字化转型与装备数字化。
图4 自研国产套管专用计算-设计-数字化一体化软件 图5 自研套管数字孪生应用平台
图6 基于有限体积的侵入式降阶套管热流场快速计算模型图7 三维涡流磁场快速计算