趙波，中共黨員，長江學(xué)者，國家電網(wǎng)有限公司分布式電源和微電網(wǎng)技術(shù)實驗室主任，曾獲評浙江省“勞動模范”、科技先進工作者，浙江省國資國企系統(tǒng)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員，國家電網(wǎng)公司特等勞動模范、首席專家等。
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)實驗室依托國網(wǎng)浙江省電力有限公司建立，是國內(nèi)分布式電源及微電網(wǎng)領(lǐng)域?qū)嶒炇侄巫铨R全、設(shè)備最先進的實驗室之一。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)實驗室主任趙波和同事仔細檢查制氫、儲氫等設(shè)備的聯(lián)調(diào)情況，為國網(wǎng)浙江電力電氫協(xié)同低碳供能實驗室的投運作準備。該實驗室計劃于6月底投運，將用于開展含高密度分布式電源的主動配電網(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(yīng)用研究。
今年是趙波工作的第19個年頭。多年來，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兆瓦級獨立海島智能微電網(wǎng)、首個用戶側(cè)商用的交直流混合微電網(wǎng)，帶領(lǐng)團隊在浙江的海島、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“推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”，氫能首次被寫進政府工作報告。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(yīng)用價值，于是開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(tǒng)，推動氫能在電力領(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)動風(fēng)光資源，為可再生能源規(guī)?；{提供解決方案，助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)。
“我國氫能產(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，當時開展電氫耦合技術(shù)攻關(guān)時受到了部分專家的質(zhì)疑，認為電氫能量轉(zhuǎn)化效率不高，在電力系統(tǒng)中引入氫能是多此一舉。
“新的道路總會遇到質(zhì)疑，但若無人勇敢前行，便無從知曉此路通向何方。”趙波說。為了提高電、氫及多種能源綜合利用效率，他帶領(lǐng)實驗室成員查閱文獻、實地調(diào)研、請教專家，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75.69%，經(jīng)專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)域的首個國家重點研發(fā)計劃“可再生能源與氫能技術(shù)”重點專項。2022年，他再次成功牽頭申報國家重點研發(fā)計劃“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)”重點專項。在這兩個重點專項的基礎(chǔ)上，趙波牽頭構(gòu)建了“重大科技項目研究-產(chǎn)品研發(fā)-工程實踐-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成果轉(zhuǎn)化
2021年，趙波帶領(lǐng)實驗室成員開展電氫耦合能量管理系統(tǒng)的自主研發(fā)工作。“該系統(tǒng)集成了運行控制、能源監(jiān)測、功率預(yù)測及安全風(fēng)險分析等功能，可實現(xiàn)多種能源全方位的安全監(jiān)測與優(yōu)化調(diào)控。”趙波說。
由于氫能綜合利用的過程存在多種能源協(xié)調(diào)控制復(fù)雜等問題，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)計系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)和核心算法。他帶領(lǐng)實驗室成員利用短短一個月時間掌握了氫-電-熱直流互聯(lián)系統(tǒng)多時間尺度的源-荷能量匹配特性，提出了自主可控的滾動修正魯棒優(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)具備實用化條件。
2023年6月，在分布式電源和微電網(wǎng)技術(shù)實驗室提供的技術(shù)支持下，浙江寧波一個工業(yè)園區(qū)建成了電氫耦合中壓直流微網(wǎng)工程。實驗室成員完成能量管理分系統(tǒng)調(diào)試，開始全系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時，趙波發(fā)現(xiàn)接入設(shè)備的數(shù)據(jù)量超過預(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)場燈火通明，趙波和實驗室成員逐幀排查來自傳感器、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多個通道上千條報文，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。趙波帶著團隊成員立即修正。天蒙蒙亮?xí)r，看到數(shù)據(jù)一切正常，趙波才松了口氣。
當前，電氫耦合能量管理系統(tǒng)已先后在位于臺州大陳島、麗水縉云、杭州錢塘、寧波慈溪的4個國網(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”，通過精細化調(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
趙波堅持在工程現(xiàn)場鍛煉培養(yǎng)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(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，來到寧波慈溪電氫耦合示范工程現(xiàn)場，帶領(lǐng)學(xué)生們了解制氫裝置、儲能設(shè)備、燃料電池等，為他們講解電氫耦合實際運行的機理和應(yīng)用成效。
“只有在工程實踐中多鍛煉，才能成為優(yōu)秀的科研人才，所做的科研才會更加貼近實際需求、更具實用價值。”趙波說。
早在2008年，趙波就提出了“微網(wǎng)星途”計劃：實驗室與國內(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)雜工程問題能力、團隊協(xié)作能力和研究創(chuàng)造能力，培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強的復(fù)合型科技人才，一體推進科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)。
“趙老師對工作和科研有極高的要求，他現(xiàn)場教學(xué)的方式幫助我們從實踐中獲取研究靈感，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。丁琦欣來自浙江大學(xué)，參與了國家工程碩博士培養(yǎng)改革專項，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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