首页>《国家电网》>2022年第2期

【特别策划】 追风捕光领军者

发布时间:2022-02-17

   文_本刊记者孟冉冉

  1968年,王伟胜出生在山西省平顺县。父亲时常教育他:“人必须勤奋,要吃得了苦。”这句话也陪伴他走过了人生中许多艰辛的岁月。一路求学,从大学到博士,王伟胜相信知识改变命运,越发专注和热爱所学。“我和全国劳模、共和国勋章获得者申纪兰是老乡。”王伟胜对此颇为自豪,“劳模不劳动,还叫什么劳模?科研人不勤奋,还怎么搞科研?”在他看来,艰苦奋斗、脚踏实地的“纪兰精神”,让从事科研工作的他受益匪浅。 

  “不能只想着得到,把眼前的事情做好就够了。”

  1997年博士毕业后,王伟胜来到中国电力科学研究院有限公司从事博士后研究,导师是周孝信院士,主要研究方向是电力系统分析与控制。1998年,周孝信把王伟胜引荐到中国电科院研究生部,当时的研究生部主任是中国最早研究风电的戴慧珠教授。“这个小伙子是个好苗子!”戴慧珠一眼看中了王伟胜,让他和自己一起搞科研。

  “进入新能源研究领域我才知道,中国第一座风电场是1986年建成的,当时国外援助我们3台55千瓦的风电机组,安装在山东省荣成市。1998年中国的风电装机总容量大概20万千瓦,还不如现在中国一个中等规模的风电场的装机容量大。”王伟胜感叹。

  规模这么小,在当时的中国连“朝阳产业”都算不上,研究它,到底为了什么?

  1999年5月,丹麦政府在中国选拔一批学者到丹麦去培训,王伟胜就是其中之一。望着试验基地的风机,王伟胜的内心很受触动。“尽管现在中国新能源规模小,但它一定代表未来!”王伟胜坚信,随着化石能源消耗的日益加剧和对气候变化的影响不断加大,新能源利用一定会成为世界能源发展的潮流。

  怀着这种信念,王伟胜坚持开展研究。2001年,他终于争取到一笔中德政府间合作项目的资金。2005年,项目最终进入实施阶段。进入21世纪,国家对新能源发展日益重视。2006年,《中华人民共和国可再生能源法》颁布实施。同年4月,中国电科院新能源研究所(新能源研究中心)成立,由王伟胜带领的中国新能源研究“领军团队”诞生了。

  “建一座风电试验基地是我的梦想,现在它真的实现了。”

  2006~2010年,国内涌现出数十家风电设备制造商。然而,这些企业生产的风电机组没有经过试验和检测就进入了市场。风电机组质量无法保证,影响风电行业健康发展。

  王伟胜说:“早期风电机组的设计理念是一旦电网有事了,风电机组就脱网。但是在风电大规模并网的情况下,这种设计理念就需要改变了。此时,对风电机组进行标准化检测就尤为重要。”

  当时,国内的风电检测技术还是一片空白。2009年4月,王伟胜带领团队开始筹备张北风电试验基地建设。

  2010年4月,张北风电试验基地开工建设。半个月后,中国电科院风电试验基地在张北草原打下了第一根钢梁。不到一年,王伟胜和团队成员在各方支持下,建成了当时世界上规模最大、唯一一个可以开展风电机组全部性能试验检测的风电试验基地,为新能源装备企业提供技术研发和试验验证服务,推动新能源技术进步和产业升级。

  张北风电试验基地建成后的两年时间里,王伟胜主持完成了我国所有型号风电机组的并网性能试验,解决了长期困扰我国电力行业低压穿越导致风电机组脱网的难题。

  新能源具有随机性、波动性和低抗干扰性等特性,运行不确定性大,新能源大规模并网消纳一直是难题。针对这一难题,王伟胜带领团队在国内率先开展新能源并网仿真研究,在2011年建立了适应多时间尺度的新能源消纳评估与并网稳定分析一体化仿真平台,完成了全国所有千万千瓦级新能源基地的新能源接纳能力分析。2013年,他带领团队开发了新能源生产模拟仿真平台,用于新能源接纳能力计算、含新能源的电源开发布局优化等,为新能源电源可靠接入电网提供了重要技术支撑。

  “科研不是‘盆景式’作秀,成果要经得起实践检验。”

  新能源研究中心成立初期,王伟胜便意识到,风力发电、光伏发电的间歇性、波动性和随机性给电网稳定运行提出了新挑战。新能源功率预测是解决这一难题的重要手段。“我们做的第一件事就是要把不可测变成可测。”王伟胜决定研发一个新能源功率预测系统。

  2008年前后,国内并没有能满足新能源功率预测的数值天气预报业务系统,王伟胜暂时只能选择与国外机构合作。在与国外技术人员的合作过程中,王伟胜逐渐意识到依靠国外不是长久之策:“要掌握精确的‘风光’状况,中国必须自己建一套电力气象预报系统。”

  说干就干!王伟胜带领团队从直接影响风电、光伏发电功率的源头—新能源场站的天气气候科学问题入手,最终建立了专门面向电力气象服务的气象台,有针对性地建立适合我国的天气预报模型,从根本上提高了数值天气预报精度。

  2021年1月份,一场寒潮侵袭我国,数值天气预报中心预报了寒潮演变情况,准确率达到95%以上。在这次高影响天气演变中,王伟胜带领科研团队应用新能源功率预测系统精准预测和评估新能源功率变化趋势,为新能源出力预判、电力供需分析与调控提供支撑。

  “科研不是‘盆景式’作秀,成果要经得起实践检验。”王伟胜说,有的科研工作可能要数年才出成果,科研工作者必须甘于坐冷板凳,埋头钻研,切切实实地解决实际问题。 

  “尊重人才,坦诚相待,努力创造更多原创成果!”

  为了解决新能源研究中遇到的各种难题,王伟胜招揽了许多人才。

  经过10年的技术攻关,王伟胜带领团队解决了可再生能源独立供电系统宽频带控制、故障隔离与穿越、自主协同运行等关键技术问题,研发出光伏储能变流器、控制保护装置、能量管理系统、远程运维平台,并形成了具有自主知识产权的可再生能源独立供电核心技术。

  在新能源研究中心,年轻人拥有许多提升自我的机会。16年来,新能源研究中心从最初几个人发展成近300人的科研团队,入选国家创新人才推进计划“新能源发电调度运行技术”重点领域创新团队,获批建立新能源与储能运行控制国家重点实验室。团队中有11人次入选“国家高层次人才特殊支持计划”、国家百千万人才工程、创新人才推进计划、享受国务院政府特殊津贴专家名单。

  20多年“追风捕光”,王伟胜深知科研之路任重道远:“目前我们做的科研工作是在现有理论、方法与技术的基础上进行的研究。未来我将带领团队进一步加大新能源基础研究力度,努力创造更多原创成果。”