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这位山大老师,为新能源系统控制拓荒引路

山东大学
2024-10-19

The following article is from 中华儿女 Author 华南





勤于耕耘,勇于开拓甘于坚守,敢于创新他是山东大学张承慧教授三十余年他在科研之路上耐得住寂寞、坐得住冷板凳服务国家重大发展战略为我国新能源系统控制拓荒引路科研与教学工作攻克一系列基础理论和关键技术难题在中国新能源系统控制体系理论与产业化发展的进程中做出卓越贡献下面,请跟着姗姗一起走进大国工匠张承慧的故事吧~





大国良师 | 张承慧:

为我国新能源系统控制拓荒引路



逾三十年深耕新能源控制领域

从基础理论研究到关键技术研发

再到重大工程应用

直至将人工智能与新能源融合

并提出“元能源”概念备受国内外关注
从大漠深处初建的光伏电场到此后迅猛发展的风、光等新能源场景张承慧作为我国新能源系统控制领域的带头人和开拓者“新能源发电系统优化控制”国家基金委创新研究群体负责人直面新能源高可靠并网、高质量供电、高效率利用的重大挑战攻克一系列新能源系统控制基础理论和关键技术难题亲历中国新能源系统控制体系理论与产业化发展的崭新历程


今年6月24日上午2023年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重召开山东大学讲席教授控制科学与工程学院院长新能源控制国家级工程研究中心主任张承慧主持完成的成果“大容量电池储能系统数智化测试与控制关键技术及产业化”荣获国家科学技术进步二等奖



2024年6月,参加国家科学技术奖励大会获国家科技进步二等奖


这是张承慧继2016年度、2020年度第一完成人荣获国家科学技术进步奖之后第三次获此荣誉


坚守者

“科研不是跟一时之风,

而是耐得住寂寞、坐得住冷板凳”

张承慧与新能源的缘分始于1988年那时,他刚从山东工业大学(后与山东大学合校)控制科学与工程专业获得硕士学位新能源领域在中国还属于新生事物新能源系统控制更是鲜为人知


“控制科学与工程是一个广义概念,作为工科,要有被控对象、应用场景,才能实现学科价值。我的动手能力强,擅长学工科,我希望能够学以致用,将所学专业知识用到生产实践中;我也希望能够学有所成、业有所获,为国家建设作出贡献,为改造世界作出贡献。


他关注到

能源是国家发展的核心物质基础

对一个国家的可持续发展

人民生活改善和社会长治久安

至关重要


因此1988年硕士研究生毕业留校任教后“弃热选冷”放弃了当时控制论领域诸多的热门方向选择当时不被看好以新能源控制研究为主的“电气自动化”教研组义无反顾地开拓了新能源系统控制研究领域并将此作为终生追求


起步阶段很艰难要想控制好新能源必须先摸透新能源的“脾气”从基础理论入手踏入这条鲜有人走的路如何控制和优化能量的波动、变换保障其稳定性是一项异常艰巨的挑战其中最难啃的骨头就是新能源在电网故障时(极端工况下)要支撑电网而不能“当逃兵”(脱网)张承慧选择的第一个突破点正是解决新能源高可靠并网的问题
我国风光新能源场站建设以集中式(大容量)为主风能、太阳能资源主要集中在远离负荷中心的地区只有将新能源并入电网这一公共资源的配置平台才能传得远、用得广实现大规模开发和高效经济利用
“但我国新能源发电的生产和使用是东西部地区错位的,西部所生产的电能难以在本地区消纳。因此风光新能源大多接入高压输电系统远程输送到东部高用电量地区。”


张承慧需要突破的第二个点

就是研发高效功率变换单元
“有时实验要做很多次才能成功有时还面临风险但是,不论怎样这都是我们的必经之路”。


张承慧执着、细致地推演新能源并网交互模型及控制算法带领团队自主研发适应我国国情的新能源并网装备突破光伏并网逆变器关键技术难题终于率先突破新能源并网非线性鲁棒控制理论及技术突破了光伏发电大容量化和降本增效核心技术实现了光伏系统“多发电”受到国际学术界高度认可和产业界广泛应用


2009年在投身新能源系统控制领域整整20年后张承慧入选教育部“长江学者”特聘教授山东省“泰山学者”特聘专家


又过8年张承慧作为第一完成人的项目成果

“高性能光伏发电系统

关键控制技术与产业化应用”

荣获2016年度国家科学技术进步二等奖


“保证自己作为一名学者的独立思考这很重要要保持战略定力学会坚守和坐冷板凳。”


开拓者

“做好前瞻性研究和技术储备

当国家和产业实践需要时

我们的成果就管用”

能源安全事关我国经济社会发展全局在需求压力加大、供给制约较多绿色低碳转型任务艰巨等一系列挑战下建设新型能源体系把促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置既是推动能源绿色低碳转型实现“碳达峰、碳中和”的重要支撑也是保障国家能源安全的必然选择


飞速发展的时代和国家的迫切需求

再一次将重担压在张承慧的肩上

他介绍到

随着大量新能源电源和新型负荷接入

电力系统面临

电网电压波动、波形畸变

等一系列电能质量控制新的挑战

而在这个领域

国外设备曾长期垄断中国市场

为了打破这一局面

张承慧带领团队又出发了


最终张承慧团队及其合作企业成功研发出基于低压器件的35kV高压直挂式电能质量控制装备一举破解难题并成功摆脱被国外高压器件“卡脖子”困境“如果说新能源是心脏的话电能质量控制装备就像人的肺一样负责消除‘污染’、净化电网。”



张承慧指导研究生科研工作


凭借“高比例新能源电力系统电能净化关键控制技术及应用”新成果张承慧团队及合作企业荣获2020年度国家科技进步二等奖张承慧为第一完成人
大容量电池储能系统测试与控制新技术开创了我国领跑全球储能控制技术与产业新格局实现中国创造和中国引领被誉为“应对全球碳中和战略的中国方案”这一成果获2023年度国家科学技术进步二等奖张承慧为第一完成人


亲历了我国新能源控制技术从“跟跑”到“并跑”再到如今“领跑”张承慧感慨生逢其时“得益于国家的重大支持为我学习和施展本领提供了广阔舞台取得了今天的成绩我即是见证者也是创造者、奉献者。”
张承慧因在新能源控制领域的杰出贡献2021年获何梁何利基金科学与技术进步奖2022年获(中国工程院)光华工程科技奖2023年获全国创新争先奖和山东省科学技术最高奖



耕耘者

“搞好本科教学

是一所大学一个学院的最大良心”

自1981年9月考入学校电机工程系张承慧从此再未离开从学生到教师控制科学与工程学院院长他已经在山东大学躬耕43年


桃李满天下他常称自己为“土生土长的山大土特产”玩笑的背后是对这里的满怀深情与赤诚

张承慧培养人才从不拘泥传统

讲求因材施教、因地制宜

在重视专业学习的同时

他重视学生综合素质的培养

倡导并实施了

“知识学习” “能力培养” “人格培育”

由低到高三层面的培养体系

提出了“实干”“表达”“表现”

的素质培养要求和成才之路


身为科研工作者他以身作则在潜移默化中培养学生严谨治学、精益求精的科研品格把“细节决定成败”理念贯穿于学生培养和做事做学问全过程他总是告诫学生要涵养“浩然正气”的科学家精神更要常怀“青春报国”的赤子之心


在多年的教育教学实践中张承慧创建了“四纵三横”多元化国际化人才培养模式形成了“厚基深融、中西贯通个性培养、全面发展”的教育格局其相关成果荣获第七届、第八届国家级教学成果奖二等奖被誉为我国自动化教育的“山大模式”

2016年,张承慧担任山东大学控制科学与工程学院院长他常说办好本科教育是一所大学一个学院最大的良心他大兴“严谨治学,大爱执教”教风重视本科教育和人才培养着力打造优质课程仅2023年,学院便有自动控制原理、数字电子技术基础机器视觉感知与智能识别虚拟仿真实验3门课程入选第二批国家级一流课程新增山东省课程思政示范课程2门



他深知教育是国之大计、党之大计教书育人、引才育才是自己的首要任务他精心塑造学院精神品格营造良好的学术风气广泛吸引优秀人才着力培养青年科研力量他亲力亲为,甘为人梯,奖掖后学“现在我们拥有国务院学位委员会第八届学科评议组成员1人教育部‘长江学者’特聘(岗)教授国家杰出青年基金获得者12人次百千万工程国家级人选3人国家特支计划领军人才1人比当年翻三番。”张承慧不无自豪


张承慧因在教书育人工作中的突出贡献2020年当选全国先进工作者、国家教学名师2022年带领的团队入选全国高校黄大年式教师团队







张承慧曾撰文如是表达自己的愿景——

在未来全球能源互联的时代

元宇宙和能源系统深度融合

将为解决能源危机

推进能源系统发展

提供崭新模式

也将深刻地影响未来能源的

开发和利用


大国良师张承慧

坚守科研初心使命

开拓领域关键技术

耕耘教育严谨治学

为国家重大发展战略提供有力支撑

在我国新能源开发与利用事业中

留下了不可磨灭的印记




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素材来源 | 中华儿女

文 | 华南 吴子昂

编辑 | 王嫣然 高泽鑫

责任编辑 | 苗立群 刘泊宁

审核 | 林竹 冯刚 孟丽 



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