趙波，中共黨員，長(zhǎng)江學(xué)者，國(guó)家電網(wǎng)有限公司分布式電源和微電網(wǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任，曾獲評(píng)浙江省“勞動(dòng)模范”、科技先進(jìn)工作者，浙江省國(guó)資國(guó)企系統(tǒng)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員，國(guó)家電網(wǎng)公司特等勞動(dòng)模范、首席專家等。
趙波(右)和同事在測(cè)試小型光伏逆變器。劉廣擴(kuò) 攝
國(guó)家電網(wǎng)有限公司分布式電源和微電網(wǎng)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)室依托國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司建立，是國(guó)內(nèi)分布式電源及微電網(wǎng)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)手段最齊全、設(shè)備最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室之一。6月6日，在國(guó)網(wǎng)浙江電力科學(xué)研究院，分布式電源和微電網(wǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任趙波和同事仔細(xì)檢查制氫、儲(chǔ)氫等設(shè)備的聯(lián)調(diào)情況，為國(guó)網(wǎng)浙江電力電氫協(xié)同低碳供能實(shí)驗(yàn)室的投運(yùn)作準(zhǔn)備。該實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃于6月底投運(yùn)，將用于開(kāi)展含高密度分布式電源的主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)、多能微網(wǎng)技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)和電氫耦合技術(shù)的相關(guān)理論及應(yīng)用研究。
今年是趙波工作的第19個(gè)年頭。多年來(lái)，他致力于分布式電源與微網(wǎng)領(lǐng)域技術(shù)研究工作，攻關(guān)電氫耦合技術(shù)，先后牽頭建成了全國(guó)首個(gè)兆瓦級(jí)獨(dú)立海島智能微電網(wǎng)、首個(gè)用戶側(cè)商用的交直流混合微電網(wǎng)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在浙江的海島、鄉(xiāng)村、產(chǎn)業(yè)基地和工業(yè)園區(qū)等多場(chǎng)景建成氫能示范工程。
牽頭攻關(guān)電氫耦合關(guān)鍵技術(shù)
2019年政府工作報(bào)告提出“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”，氫能首次被寫進(jìn)政府工作報(bào)告。在此背景下，深耕分布式零碳供能技術(shù)領(lǐng)域的趙波看到了氫能在電力領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，于是開(kāi)始帶頭研究電氫耦合技術(shù)，搭建電氫耦合科技創(chuàng)新平臺(tái)和能量管理系統(tǒng)，推動(dòng)氫能在電力領(lǐng)域的應(yīng)用。電氫耦合技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)氫能與電能雙向互動(dòng)和轉(zhuǎn)化。加快電氫耦合技術(shù)自主研發(fā)，有利于充分調(diào)動(dòng)風(fēng)光資源，為可再生能源規(guī)模化消納提供解決方案，助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)。
“我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展雖然具備一定基礎(chǔ)，但在可再生能源電解水制氫及相關(guān)燃料電池技術(shù)領(lǐng)域起步較晚，且國(guó)外已壟斷了大量核心技術(shù)專利，電氫耦合技術(shù)發(fā)展面臨諸多瓶頸。”趙波回憶說(shuō)，當(dāng)時(shí)開(kāi)展電氫耦合技術(shù)攻關(guān)時(shí)受到了部分專家的質(zhì)疑，認(rèn)為電氫能量轉(zhuǎn)化效率不高，在電力系統(tǒng)中引入氫能是多此一舉。
“新的道路總會(huì)遇到質(zhì)疑，但若無(wú)人勇敢前行，便無(wú)從知曉此路通向何方。”趙波說(shuō)。為了提高電、氫及多種能源綜合利用效率，他帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室成員查閱文獻(xiàn)、實(shí)地調(diào)研、請(qǐng)教專家，不斷優(yōu)化技術(shù)路線、論證技術(shù)可行性。最終，他們提出了多元復(fù)雜系統(tǒng)功率及能量混合優(yōu)化調(diào)度方法。這一方法在浙江臺(tái)州海島氫能綜合利用示范工程中應(yīng)用后，電-氫-熱綜合利用效率達(dá)75.69%，經(jīng)專家鑒定達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。
2020年，趙波成功牽頭申報(bào)國(guó)家電網(wǎng)公司在氫能領(lǐng)域的首個(gè)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“可再生能源與氫能技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)。2022年，他再次成功牽頭申報(bào)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“緊湊型可再生能源電熱氫聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)模塊關(guān)鍵技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)。在這兩個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)的基礎(chǔ)上，趙波牽頭構(gòu)建了“重大科技項(xiàng)目研究-產(chǎn)品研發(fā)-工程實(shí)踐-推廣應(yīng)用”的電氫耦合技術(shù)攻關(guān)路徑。
提升電氫耦合能效推進(jìn)成果轉(zhuǎn)化
2021年，趙波帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室成員開(kāi)展電氫耦合能量管理系統(tǒng)的自主研發(fā)工作。“該系統(tǒng)集成了運(yùn)行控制、能源監(jiān)測(cè)、功率預(yù)測(cè)及安全風(fēng)險(xiǎn)分析等功能，可實(shí)現(xiàn)多種能源全方位的安全監(jiān)測(cè)與優(yōu)化調(diào)控。”趙波說(shuō)。
由于氫能綜合利用的過(guò)程存在多種能源協(xié)調(diào)控制復(fù)雜等問(wèn)題，為了制訂科學(xué)合理的電-氫-熱多元復(fù)雜系統(tǒng)混合優(yōu)化控制策略，趙波決定自主設(shè)計(jì)系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)和核心算法。他帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室成員利用短短一個(gè)月時(shí)間掌握了氫-電-熱直流互聯(lián)系統(tǒng)多時(shí)間尺度的源-荷能量匹配特性，提出了自主可控的滾動(dòng)修正魯棒優(yōu)化控制策略。該策略成為電氫耦合能量管理系統(tǒng)的“控制神經(jīng)”，使得系統(tǒng)具備實(shí)用化條件。
2023年6月，在分布式電源和微電網(wǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室提供的技術(shù)支持下，浙江寧波一個(gè)工業(yè)園區(qū)建成了電氫耦合中壓直流微網(wǎng)工程。實(shí)驗(yàn)室成員完成能量管理分系統(tǒng)調(diào)試，開(kāi)始全系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時(shí)，趙波發(fā)現(xiàn)接入設(shè)備的數(shù)據(jù)量超過(guò)預(yù)期，系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收功能出現(xiàn)異常。
夜晚的工程現(xiàn)場(chǎng)燈火通明，趙波和實(shí)驗(yàn)室成員逐幀排查來(lái)自傳感器、底層可編程邏輯控制器、監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)和設(shè)備“四遙”鏈路上的40多個(gè)通道上千條報(bào)文，發(fā)現(xiàn)是數(shù)據(jù)發(fā)送端和接收端的配置參數(shù)不一致導(dǎo)致了系統(tǒng)異常。趙波帶著團(tuán)隊(duì)成員立即修正。天蒙蒙亮?xí)r，看到數(shù)據(jù)一切正常，趙波才松了口氣。
當(dāng)前，電氫耦合能量管理系統(tǒng)已先后在位于臺(tái)州大陳島、麗水縉云、杭州錢塘、寧波慈溪的4個(gè)國(guó)網(wǎng)浙江電力氫能示范工程中應(yīng)用，為海島氫能綜合利用、鄉(xiāng)村氫能生態(tài)示范建設(shè)、柔性直流-電氫耦合應(yīng)用、“電、氫、熱、車”耦合直流微網(wǎng)系統(tǒng)提供了協(xié)調(diào)控制能源的“智慧大腦”，通過(guò)精細(xì)化調(diào)度提升電氫耦合的綜合能效。
把研究生課堂延伸至工程一線
趙波堅(jiān)持在工程現(xiàn)場(chǎng)鍛煉培養(yǎng)人才。他擔(dān)任了浙江大學(xué)、天津大學(xué)、重慶大學(xué)等高校的兼職導(dǎo)師。5月7日，趙波帶著今年浙江電科院與華北電力大學(xué)、浙江大學(xué)等高校聯(lián)合培養(yǎng)的8位碩士、博士研究生新生，來(lái)到寧波慈溪電氫耦合示范工程現(xiàn)場(chǎng)，帶領(lǐng)學(xué)生們了解制氫裝置、儲(chǔ)能設(shè)備、燃料電池等，為他們講解電氫耦合實(shí)際運(yùn)行的機(jī)理和應(yīng)用成效。
“只有在工程實(shí)踐中多鍛煉，才能成為優(yōu)秀的科研人才，所做的科研才會(huì)更加貼近實(shí)際需求、更具實(shí)用價(jià)值。”趙波說(shuō)。
早在2008年，趙波就提出了“微網(wǎng)星途”計(jì)劃：實(shí)驗(yàn)室與國(guó)內(nèi)高校、知名廠家聯(lián)合，把研究生課堂延伸至工程一線，提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和研究創(chuàng)造能力，培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強(qiáng)的復(fù)合型科技人才，一體推進(jìn)科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)。
“趙老師對(duì)工作和科研有極高的要求，他現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方式幫助我們從實(shí)踐中獲取研究靈感，引導(dǎo)我們深入思考如何讓研究成果真正落地。”趙波的學(xué)生丁琦欣說(shuō)。丁琦欣來(lái)自浙江大學(xué)，參與了國(guó)家工程碩博士培養(yǎng)改革專項(xiàng)，于2022年9月參加“微網(wǎng)星途”計(jì)劃，成為趙波的學(xué)生。目前，已有36名優(yōu)秀學(xué)生參與“微網(wǎng)星途”計(jì)劃。(馬瑜涵 江航 汪冬輝)
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