趙波，中共黨員，長(cháng)江學(xué)者，國家電網(wǎng)有限公司分布式電源和微電網(wǎng)技術(shù)實(shí)驗室主任，曾獲評浙江省“勞動(dòng)模范”、科技先進(jìn)工作者，浙江省國資國企系統優(yōu)秀共產(chǎn)黨員，國家電網(wǎng)公司特等勞動(dòng)模范、首席專(zhuān)家等。
趙波(右)和同事在測試小型光伏逆變器。劉廣擴 攝
國家電網(wǎng)有限公司分布式電源和微電網(wǎng)控制技術(shù)實(shí)驗室依托國網(wǎng)浙江省電力有限公司建立，是國內分布式電源及微電網(wǎng)領(lǐng)域實(shí)驗手段最齊全、設備最先進(jìn)的實(shí)驗室之一。6月6日，在國網(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)驗室主任趙波和同事仔細檢查制氫、儲氫等設備的聯(lián)調情況，為國網(wǎng)浙江電力電氫協(xié)同低碳供能實(shí)驗室的投運作準備。該實(shí)驗室計劃于6月底投運，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)、儲能技術(shù)和電氫耦合技術(shù)的相關(guān)理論及應用研究。
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首個(gè)兆瓦級獨立海島智能微電網(wǎng)、首個(gè)用戶(hù)側商用的交直流混合微電網(wǎng)，帶領(lǐng)團隊在浙江的海島、鄉村、產(chǎn)業(yè)基地和工業(yè)園區等多場(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年政府工作報告提出“推動(dòng)充電、加氫等設施建設”，氫能首次被寫(xiě)進(jìn)政府工作報告。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 )新平臺和能量管理系統，推動(dòng)氫能在電力領(lǐng)域的應用。電氫耦合技術(shù)能夠實(shí)現氫能與電能雙向互動(dòng)和轉化。加快電氫耦合技術(shù)自主研發(fā)，有利于充分調動(dòng)風(fēng)光資源，為可再生能源規?；{提供解決方案，助力新型電力系統建設。
“我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展雖然具備一定基礎，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，且國外已壟斷了大量核心技術(shù)專(zhuān)利，電氫耦合技術(shù)發(fā)展面臨諸多瓶頸。”趙波回憶說(shuō)，當時(shí)開(kāi)展電氫耦合技術(shù)攻關(guān)時(shí)受到了部分專(zhuān)家的質(zhì)疑，認為電氫能量轉化效率不高，在電力系統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)驗室成員查閱文獻、實(shí)地調研、請教專(zhuān)家，不斷優(yōu)化技術(shù)路線(xiàn)、論證技術(shù)可行性。最終，他們提出了多元復雜系統功率及能量混合優(yōu)化調度方法。這一方法在浙江臺州海島氫能綜合利用示范工程中應用后，電-氫-熱綜合利用效率達75.69%，經(jīng)專(zhuān)家鑒定達到了國際領(lǐng)先水平。
2020年，趙波成功牽頭申報國家電網(wǎng)公司在氫能領(lǐng)域的首個(gè)國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“可再生能源與氫能技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項。2022年，他再次成功牽頭申報國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“緊湊型可再生能源電熱氫聯(lián)產(chǎn)系統模塊關(guān)鍵技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項。在這兩個(gè)重點(diǎn)專(zhuān)項的基礎上，趙波牽頭構建了“重大科技項目研究-產(chǎn)品研發(fā)-工程實(shí)踐-推廣應用”的電氫耦合技術(shù)攻關(guān)路徑。
提升電氫耦合能效推進(jìn)成果轉化
2021年，趙波帶領(lǐng)實(shí)驗室成員開(kāi)展電氫耦合能量管理系統的自主研發(fā)工作。“該系統集成了運行控制、能源監測、功率預測及安全風(fēng)險分析等功能，可實(shí)現多種能源全方位的安全監測與優(yōu)化調控。”趙波說(shuō)。
由于氫能綜合利用的過(guò)程存在多種能源協(xié)調控制復雜等問(wèn)題，為了制訂科學(xué)合理的電-氫-熱多元復雜系統混合優(yōu)化控制策略，趙波決定自主設計系統的技術(shù)架構和核心算法。他帶領(lǐng)實(shí)驗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的“控制神經(jīng)”，使得系統具備實(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)驗室提供的技術(shù)支持下，浙江寧波一個(gè)工業(yè)園區建成了電氫耦合中壓直流微網(wǎng)工程。實(shí)驗室成員完成能量管理分系統調試，開(kāi)始全系統聯(lián)調時(shí)，趙波發(fā)現接入設備的數據量超過(guò)預期，系統數據接收功能出現異常。
夜晚的工程現場(chǎng)燈火通明，趙波和實(shí)驗室成員逐幀排查來(lái)自傳感器、底層可編程邏輯控制器、監視控制與數據采集系統等關(guān)鍵環(huán)節和設備“四遙”鏈路上的40多個(gè)通道上千條報文，發(fā)現是數據發(fā)送端和接收端的配置參數不一致導致了系統異常。趙波帶著(zhù)團隊成員立即修正。天蒙蒙亮時(shí)，看到數據一切正常，趙波才松了口氣。
當前，電氫耦合能量管理系統已先后在位于臺州大陳島、麗水縉云、杭州錢(qián)塘、寧波慈溪的4個(gè)國網(wǎng)浙江電力氫能示范工程中應用，為海島氫能綜合利用、鄉村氫能生態(tài)示范建設、柔性直流-電氫耦合應用、“電、氫、熱、車(chē)”耦合直流微網(wǎng)系統提供了協(xié)調控制能源的“智慧大腦”，通過(guò)精細化調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(xiàn)
趙波堅持在工程現場(chǎng)鍛煉培養人才。他擔任了浙江大學(xué)、天津大學(xué)、重慶大學(xué)等高校的兼職導師。5月7日，趙波帶著(zhù)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場(chǎng)，帶領(lǐng)學(xué)生們了解制氫裝置、儲能設備、燃料電池等，為他們講解電氫耦合實(shí)際運行的機理和應用成效。
“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”計劃：實(shí)驗室與國內高校、知名廠(chǎng)家聯(lián)合，把研究生課堂延伸至工程一線(xiàn)，提高學(xué)生解決復雜工程問(wèn)題能力、團隊協(xié)作能力和研究創(chuàng )造能力，培養一批創(chuàng )新能力強的復合型科技人才，一體推進(jìn)科技創(chuàng )新和人才培養。
“趙老師對工作和科研有極高的要求，他現場(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)，參與了國家工程碩博士培養改革專(zhuān)項，于2022年9月參加“微網(wǎng)星途”計劃，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”計劃。(馬瑜涵 江航 汪冬輝)
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