孙树敏

　　钻研微电网前沿技术

　　文_刘奕元 张劲

　　3月2日深夜，在山东电力新能源及电力电子团队创新工作室，山东电力科学研究院首席专家孙树敏带领新能源及分布式电源并网技术科创柔性攻关团队成员，讨论广域分布式光伏协同主动支撑与优化运行方面的技术难题。

　　1992年，孙树敏入职山东电力试验研究所（山东电科院前身）。刚上班的时候，孙树敏整日与电容、电路为伴，和电阻、电器元件打交道，常常在实验室里一待就是几天。“搞科研就像挖井，你刨了99锨还挖不到水，也许就在刨第100锨时水喷涌而出，我必须坚持。”孙树敏说。30年来，他坚守科研和生产第一线，从事新能源技术支撑、技术服务和应用研究等工作。

　　2014年6月，山东电网首次在威海荣成成山国华二三期风电场110千伏送出线路上开展人工单相短路试验。为了避免试验对电网及风电场的安全生产带来影响，在试验开始前，孙树敏从试验方案、作业指导书设计到安全措施制订，从试验测试点选择到测试设备接线，全部严格把关。他常常思考试验方案直至深夜，白天则在各试验场地奔波安排现场准备工作。凭借着这股干劲，孙树敏带领团队攻克了一个又一个技术难题，最终圆满完成了试验。

　　孙树敏作为山东电科院新能源专业的学术带头人，不断学习研究新知识新技术。随着海岛微电网技术的发展，他敏锐地觉察到海岛微电网工程具有巨大的经济效益和技术示范效应。他带领新能源专业团队迅速展开了长岛微电网示范工程的规划建设，研究35千伏电压等级下微电网的前沿技术，并在示范工程中融合应用了物联网等先进技术。该工程是国内首个面向实际客户供电并参与电网调控运行的微电网工程，大幅提升了海岛的供电可靠率，通过国家发展和改革委员会验收并获“国家物联网重大应用示范工程”授牌。

　　高比例分布式光伏接入电网，给电网调峰带来困难。针对山东分布式光伏发电快速发展的情况，2022年3月，孙树敏牵头组建了新能源及分布式电源并网技术科创柔性攻关团队，申报国家重点研发计划项目“极高渗透率分布式光伏发电自适应并网与主动同步关键技术”。经过答辩，柔性攻关团队最终在与多个项目团队的竞争中胜出，获得立项支持。

　　孙树敏共获得国家科技进步奖三等奖、国家电网有限公司科技进步奖一等奖、中国电力科技进步奖二等奖、山东省科技进步奖二等奖等国家级、省部级科技奖励20余项。这些年，他带领的团队涌现出一批优秀专业人才，多人获得山东省泰山学者青年专家、济南市专业技术拔尖人才等称号。

　　查鲲鹏

　　致力直流装备自主化

　　文_刘志高 张欣

　　“被称为特高压直流工程心脏的换流阀在2012年之后实现了自主化，是属于我们中国人的‘争气阀’。”谈起自己的专业领域，南瑞集团中电普瑞电力工程有限公司、中电普瑞科技有限公司执行董事、党委书记，北京市直流输配电工程技术研究中心主任查鲲鹏满怀自豪感。

　　从1999年进入中国电力科学研究院研究生部开始，查鲲鹏亲历了我国特高压输电技术从跟跑、并跑到领跑的飞跃过程。

　　从2006年起，查鲲鹏主持大功率电力电子试验技术及装备的研究与研制。2009年，他带领团队研制出我国首套特高压换流阀型式试验装置，建成我国首个大功率电力电子实验室，实现了换流阀国内组装试验，推动一批具有世界领先水平的高端装备自主研发。2010年，他作为“可关断器件阀试验能力建设”项目负责人，带领团队突破了柔性直流技术发展的重大瓶颈，成功研制出我国首套柔性直流换流阀成套试验装备，相关成果被多项国际标准引用。截至目前，特高压（柔性）直流换流阀型式试验装置为20余项国家重大输变电示范工程建设提供了技术支撑。

　　2010年，为研制我国首个自主知识产权的特高压直流换流阀，查鲲鹏和团队封闭在昌平特高压直流试验基地，满负荷开展换流阀样机试制及试验工作。小到拧螺丝、捋光纤，大到产品设计、特性分析，他都参与其中。最终，世界首台±800千伏特高压直流换流阀研制成功。该换流阀的主要技术参数优于国外同类产品，打破了跨国公司40余年的技术垄断，相继通过了国家能源局和荷兰电力认证检测机构的鉴定认证。

　　2012～2014年，查鲲鹏主持开展了±1100千伏特高压直流换流阀研制和示范应用、800千伏/6250安特高压直流换流阀关键技术研究等工作，为我国特高压直流技术向更高电压等级、更大输送容量方向发展提供了核心技术和设备保障。

　　在完成换流阀研制后，2016年，查鲲鹏带领团队完成世界首个混合式技术路线200千伏直流断路器研制，并成功应用于±200千伏舟山五端柔性直流工程，实现“从0到1”的原创性突破。该断路器填补了高压直流断路器工程应用的国际空白，被鉴定为“设计思想先进，性能指标优越，运行稳定可靠，整体技术达到国际领先水平”。依托该研究成果，2019年，他主持研制出世界上参数最高的500千伏/25千安/2.5毫秒直流断路器，并成功应用于±500千伏张北柔性直流电网试验示范工程。

　　多年来，查鲲鹏带领团队参与建设巴西美丽山二期水电输出工程，中标德国海上风电柔性直流输电工程，推动我国高端柔性直流输电装备打入欧洲市场，在世界直流输电领域树立了“中国品牌”。

　　秦世耀

　　突破风电并网难题

　　文_张丽 李少林 杨亚

　　“建设世界一流海上风电研究与试验基地是服务‘双碳’目标、建设新型能源体系的重要战场。”3月16日，中国电力科学研究院新能源研究中心党委书记秦世耀在海上风电研究与试验基地建设专项工作组定期召开的联络会上说。

　　2006年4月，中国电科院新能源研究所（现为新能源研究中心）正式成立。2006年9月，秦世耀加入研究所从事风电机组试验研究与检测工作。十几年来，他们以解决风电行业发展问题为导向，超前研判风电发展形势，提前布局开展研究，助力我国新能源高质量发展。

　　与常规电源不同，风电过载能力不足、抗扰性差，易脱网。2009年，已经成长为技术骨干的秦世耀和团队获得“863计划”支持，研制出电网故障/扰动模拟发生装置。他们的超前一步为后来解决我国风电发展初期的脱网难题打下了基础。以团队的研究成果为基础，新能源研究所获批建设国家风电技术与检测研究中心，通过试验仿真持续改进和发展风电并网技术。

　　“特高压工程建成后，风电机组如果不具备高压穿越、频率/电压主动支撑功能，将给接入高比例风电后的电力系统安全稳定运行带来极大挑战。”秦世耀解释。

　　从2014年起，秦世耀带领团队开展技术研究，突破了风电机组故障穿越与暂态支撑、主动调频调压、谐波谐振主动抑制等网源友好关键技术难题，推动研发出网源友好型风电机组，实现风电由“被动适应”到“主动支撑”的跨越式升级，破解了高比例风电接入电力系统带来的网源安全稳定难题。由秦世耀作为第一完成人的“网源友好型风电机组关键技术及规模化应用”项目获得了2020年度国家科学技术进步奖二等奖。

　　如今，团队研究视角已经拓展到海上风电并网与试验技术研究领域。从2019年开始，秦世耀带领团队多方奔走，积极协调推动国家海上风电研究与试验基地建设。2022年12月，国家海上风电研究与试验基地在福建福清正式启动建设。目前，秦世耀和团队正全力推进25兆瓦海上风电机组全尺寸地面试验平台建设，破解海上风电发展“卡脖子”难题。

　　多年来，秦世耀与团队成员牵头、参与制订风电并网国家标准和行业标准30余项，推动建立完善的风电并网标准体系，使中国电科院成为国际风电检测机构组织在亚洲的首个成员单位，检测能力跻身国际一流行列。

　　赵东艳

　　攻克电力芯片技术难题

　　文_蔚泉清 黄姗 赵荥

　　3月2日21时许，北京智芯微电子科技有限公司工业芯片可靠性实验室依旧灯火通明。作为国家重点研发计划“国家质量基础的共性技术研究与应用专项项目”负责人，该公司总经理赵东艳已经带领团队在实验室忙碌了近3周。

　　赵东艳于2009年开始从事芯片技术研究工作。14年来，她聚焦芯片架构设计、可靠性机理与建模、器件工艺等国内电力芯片技术的难点，带领团队攻克了一系列关键技术难题，为电力芯片技术发展贡献力量。

　　电力设备大多安装在户外，电力芯片需要在高温、低温、强电磁、高湿等恶劣环境条件下连续稳定运行15年以上，现场应用失效率小于百万分之一。为保障电力系统安全稳定运行，智芯公司必须尽快研发可在恶劣工况下实现高可靠、长寿命运行的国产电力芯片。赵东艳提出，对芯片退化机理、可靠性架构设计、制造工艺进行全链路技术再造。

　　为了从根本上揭示芯片退化机理，赵东艳带领团队用了8年时间，深入应用现场采集数据，从最低气温零下50摄氏度的黑龙江漠河，到日均最高气温43摄氏度的新疆吐鲁番，走了31个省（自治区、直辖市）。最终，他们搜集整理出涵盖极寒、极热、高湿、高盐雾、强电磁干扰等10余种30多类环境因素下电力系统各类设备运行的关键数据，为后续电力芯片高可靠设计奠定了基础。

　　自2016年起，赵东艳带领团队研究国产工业芯片可靠性设计、制造协同技术。从毫米级封装、微米级电路到纳米级器件，她和团队开创性地建立了涵盖多物理场、工艺节点、器件结构、材料和工艺偏差的全要素高精度可靠性模型，解决了在设计阶段难以精准预测工业芯片寿命的技术难题。

　　经过两年的攻坚，2018年，赵东艳带领团队开发出满足电力复杂环境要求的特色器件结构与材料，研制出宽温区、抗强电磁干扰、耐高压、长寿命的芯片，将电力芯片产品工作温度范围从零下25摄氏度至85摄氏度拓展到零下50摄氏度至125摄氏度，动态抗电磁能力提升20倍。

　　近年来，新型电力系统建设对电力设备提出了一系列新要求。赵东艳再次迎难而上，带领团队提出了簇内对称、簇间非对称的多核异构芯片架构，设计了集状态感知、复杂计算、实时控制功能于一体的电路结构及协同调度机制。该机制实现了芯片的高集成、强实时、大算力，保障电力装备具备实时在线监测、故障快速响应、系统自动恢复等功能，目前已经在继电保护高端主控芯片领域规模化应用，实现该领域芯片的自主可控。

　　如今，智芯公司自主研发的芯片已成功应用到海外80余个国家和地区。

　　袁宇波

　　攻坚新型配用电技术

　　文_叶迪卓然 张蔷 张宸宇

　　3月20日，江苏电力科学研究院总工程师袁宇波组织交直流组网及运行控制科技攻关团队成员，在高压碳化硅器件研制、应用方面开展高性能功率器件驱动技术研究。

　　工作20年来，袁宇波潜心钻研前沿技术，投身于重大技术创新和重要课题研究，攻克了多项关键技术难题，持续推动我国新型交直流配用电技术“走出去”。

　　2003年博士研究生毕业后，袁宇波入职江苏电力科学研究院。工作的前十年，他主要从事智能变电站的调试、故障分析等技术工作。在主网领域开展科研和生产支撑之余，袁宇波关注到了配网的重要性：“配电网直接连接电网与客户，配用电技术影响每一个人。”

　　从2013年起，袁宇波和团队成员研发了配网故障统计分析、可靠性计算等一系列诊断分析工具。这些工具可通过分析每日数据自动研判全省配电网可靠性，并针对薄弱线路给出运维建议，助力提升江苏配电网管理水平。

　　为了构建完善的交直流用电生态，2017年以来，袁宇波先后主导了交直流配用电领域的两项国家重点研发计划项目，牵头研发了当时全球效率最高的电力电子变压器、直流变压器及15种高效率直流家电，并首次将交直流电网的互联控制技术应用于苏州同里综合能源服务中心等工程。

　　2018年，袁宇波与团队成员在苏州同里综合能源服务中心，经过100多次参数调优和组合测试，攻克了交直流高效转化、功率子模块研制、控制保护系统调试等难题，研发出了电力电子变压器。与传统变压器相比，这种电力电子变压器仅一台全年即可节约50多万千瓦时电量。该研究成果在2018年国际能源变革论坛亮相，成为各国专家关注的焦点，并获得了中国电力科学技术奖、国家电网有限公司科学技术进步一等奖等奖项。

　　从2019年起，法国电力集团中国区代表多次赴江苏调研，与袁宇波团队交流。双方在直流配网的电能质量、能效分析等方面加强合作，共同申报了电气与电子工程师协会（IEEE）国际标准等。2019～2020年，由袁宇波主导、多国专家参与的2项交直流配用电领域的IEEE国际标准发布，他本人也获得了IEEE标准协会标准贡献奖。2021年，他再次获得IEEE PES个人突出贡献奖。

　　江苏电网区外来电多、网架结构复杂。袁宇波研究电网与负荷友好互动技术，2016～2018年间先后参与研发了三期江苏电网源网荷友好互动系统。目前，该系统精准切负荷的控制容量达260万千瓦，响应速度从最开始的分钟级提升至毫秒级。