——记北京交通大学电气工程学院教授李虹

杜月娇

随着电力电子技术在电力系统、电气化交通等不同行业中的广泛应用，由电力电子装置中功率半导体器件的高频开关动作产生的电磁干扰问题日益突出，已成为制约行业发展的关键问题。为此，无数科研人员投身其中，潜心攻坚。来自北京交通大学电气工程学院的教授李虹就是其中一员。多年来，她脚踏实地、创新科研，面向行业重大需求，在电磁干扰与电磁兼容领域做出了一系列创新性研究。

潜心科研 结出累累硕果

李虹从硕士期间便从事电力电子系统的电磁干扰问题研究，师从国内著名学者、华南理工大学教授张波。其间，她在电力电子变换器混沌控制方面取得了重要创新成果，率先在国际上提出了基于混沌脉宽调制的电力电子变换器电磁干扰抑制方法。基于此成果，2005年毕业后，李虹获德国全额奖学金，赴德攻读博士学位。

博士期间，李虹针对直流变换器的电磁干扰问题进行了深入分析和研究，提出了一系列基于混沌理论的新型电磁干扰抑制控制方法，在国际权威期刊连续发表多篇论文，获得德国德意志学术交流中心（DAAD）奖学金和企业的奖学金资助，多次参加国际学术会议并发表演讲，在国际电力电子技术领域崭露头角。其间，李虹在《电气与电子工程师协会电路与系统杂志》（ IEEE Circuits and Systems Magazine）发表封面论文1篇，研究成果获得同行广泛认可。2009年，李虹撰写出版英文专著1部，以优异成绩获博士学位，踏上回国之旅。

回国后，李虹加入北京交通大学。面对国内电源行业对电子电力技术的重大需求，她秉持一切从实际出发的理念，先后对卫星电源、电力机车牵引变流器、光伏逆变器，以及电动汽车电驱系统的电磁干扰和电磁兼容问题展开研究。2013年，凭借优异的科研水平和学术潜力，李虹获得北京高等学校“青年英才计划”资助，此后，承担起国家自然科学基金青年科学基金、面上基金和国家自然科学基金优秀青年基金项目。同时，她主持北京市自然科学基金项目1项，主持英国皇家工程学院项目、台达基金重点项目等多项国际合作项目和企业合作项目。

研究中，李虹提出电力电子变换器的电磁干扰频谱的非线性精确描述与量化方法，并结合工程实际需求，提出了考虑系统稳定性和热设计的混沌脉宽调制电力电子系统工程设计方法，将混沌脉宽调制向实际工程应用推进了一大步。目前此成果已在不同产品中得到应用推广，实现了对电力电子电磁干扰的有效分析和抑制。

随着电力电子领域半导体器件的不断更新换代，新型宽禁带半导体器件一方面给电力电子装置带来更高的效率和功率密度，另一方面由于电力电子开关器件更快的开关速度和更高的电压、电流变换率又带来更为严重的电磁兼容问题，往往需要加装增加损耗和体积的电磁干扰滤波器，这阻碍了电力电子装置效率和功率密度的进一步提升。为此李虹课题组又针对这一新的挑战开拓了新的研究领域，率先提出基于混沌脉宽调制的电磁干扰无源滤波器和有源滤波器的优化设计方法，实现了电力电子变换器功率密度的提升和电磁干扰的有效抑制。她和团队针对新型宽禁带半导体器件，开发了可以反映开关瞬态特性的器件仿真模型，并基于提出的器件模型研发了一系列有效抑制宽禁带半导体器件在开通关断瞬间尖峰和振荡的新型有源驱动电路和保护电路，获得合作企业的认可和应用；针对高频电力电子变换器中由于寄生参数引起的共模电磁干扰问题，基于数学推导提出了一套零共模电磁干扰调制方法，实现了对宽禁带半导体电力电子装置的高频电磁干扰的有效抑制。此外，近年来，李虹还针对大型新能源发电等工况下的复杂电力电子系统面临的稳定性分析与控制难题展开研究，提出了一套适用于复杂电力电子系统的时域建模和稳定性分析与改善的方法，致力于破解目前复杂电力电子系统频域建模困难和难以获得有效判据的难题。以上研究成功被选编进北京市自然科学基金优秀成果汇编，已结题的两项国家自然科学基金项目均获得优秀结题。

2018年，李虹被D e l t a环境与教育基金会（美国）授予中达青年学者称号，是首位女性中达青年学者。同年，她成功获批国家自然科学基金优秀青年科学基金项目，2019年她荣获北京交通大学优秀教师。由于在电磁兼容方向的突出贡献，她受邀担任中国电源学会电磁兼容专委会副主任委员。她两次以第一完成人荣获中国电源学会科技进步奖，多篇论文在国内外会议上和期刊上荣获优秀论文奖。回国十余年，李虹交出了令人满意的科研答卷。

培育人才 屡获竞赛大奖

科研之外，李虹格外注重培育创新人才，一有机会就带领学生参加国际、国内的创新大赛，在实战中锻炼其创新思维。

国际未来能源挑战赛（I F E C）是由美国能源部（D OE）、美国国防部（D OD）、美国国家州立能源官员协会（N A S EO）和美国电气与电子工程师协会（I EEE）主办，I EEE电力电子学会承办的一项全球性大学生创新能力竞赛，是国际上新能源发电领域高级别的大学生创新竞赛。

2015年7月19日至22日，在英国谢菲尔德大学举办的国际未来能源挑战赛（IFEC2015）上，进入Topic B决赛的7支队伍均来自全球知名学府，每支队伍的实力都不容小觑。最终，经过激烈角逐，冠军和亚军被来自中国的两支队伍强势包揽。其中，北京交通大学获得第二名——最佳控制设计奖。在集体合影里，作为亚军队伍指导老师的李虹相当低调地站在后排，面露腼腆的微笑。3年后，李虹再次带队参加I FEC 2018，又一次拿下第三名——创新奖。2020年，在由中国电源学会主办的GaN Systems杯第六届高校电力电子应用设计大赛上，李虹纤瘦的身影再次出现，并带领研究生和本科生获得二等奖。

对于未来，李虹还有许多期待。全球能源危机下，电子电力技术领域有诸多难题亟待解决，李虹将带领团队继续奋斗在科研一线，生命不息，创新不止。

从“她”出发 关爱女科技工作者

“世界需要科学，科学需要女性”，女性科技人才是我国科技人才队伍的重要组成部分，在科学领域发挥着独特而重要的作用。2018年12月1日，中国电源学会女科学家工作委员会成立大会暨第一届女科学家学术论坛在河北省保定市成功举办。在大会上，李虹在众望所归中，成功当选主任委员。立足服务，助力电气女科技人的成长与发展，成为她的新愿景。

目前，中国电源学会女科学家工作委员会已多次成功举办包括“科技点亮生活，科研靓丽人生”“巾帼追梦新时代，传承建功绽芳华”“中国心，PE情——知名专家谈科技创新”等主题在内的电气女科学家论坛。这个论坛集学术报告、主题讨论、互动交流于一体，来自全国各地的电气女科技工作者和青年女科学家汇聚一堂，共同交流成长，气氛非常活跃。作为论坛负责人，李虹深感欣慰。

2021年3月15日至26日，联合国妇女地位委员会第65届会议（NGO CSW65）在纽约联合国总部举行，中国电源学会女工委（C P S S-W IS）依托此次会议在李虹的主持下，举办了主题为“提升科技女性的自信和创造力（W o m e n i n Engineering—Build Confidence andCreativity）”的平行会议。

妇女地位委员会是专门致力于促进两性平等和赋予妇女权力的主要全球政府间机构，在促进妇女权利、记录全世界妇女生活的现实、制定关于两性平等和赋予妇女权力的全球标准方面发挥了重要作用。第65届会议的主题为“妇女充分有效地参与公共生活和决策，以及消除暴力，以实现两性平等和赋予所有妇女和女孩权利”，CPSS-WIS通过邀请电气领域有影响力的科技工作者分享他们的成长经历、交流不同国家之间女性科技工作者的发展现状，对促进中国电气领域女科技工作者的发展、增强自信心和提升创造力起到了积极的推动作用。

从“她”出发，关爱女科技工作者，李虹和中国电源学会女科学家工作委员会正在携手各界，共创未来。

（责编：王芳）