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为国家“双碳”战略目标实现提供新型电力系统支撑

来源:  发布时间:2024-09-23

——“新型电力系统运行与控制”全国重点实验室

   

  “新型电力系统运行与控制”全国重点实验室是科技部批准建设的首批20个标杆全国重点实验室之一。实验室的前身是“电力系统及大型发电设备安全控制和仿真”国家重点实验室,是我国电气工程领域的首批国家重点实验室。它自1989年由原国家计划委员会批准立项,至19951017日通过国家验收,正式对外开放运行。实验室由清华大学老校长高景德先生亲手创立,在卢强、韩英铎和倪维斗3位院士的引领下,历经30年的风雨兼程,不断创新发展,硕果累累。在科技部组织的国家重点实验室评估中,实验室荣获一次小组第一,两次获评优秀,展现出了卓越的科研实力和学术地位。实验室依托的学科,包括清华大学的电气工程和部分动力工程,多次在学科评估中荣获第一或A+的佳绩,彰显了学科的领先地位和教育质量。

  20225月,经优化调整重组,“新型电力系统运行与控制”全国重点实验室开启崭新征程。


立足国需,硕果累累


  实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和,是党和国家的重大战略决策,也是我国在应对气候变化方面向全世界的庄严承诺。

  新能源占比逐渐提高的新型电力系统是保障“双碳”目标顺利实施的重要手段。如何保证新型电力系统安全可靠经济运行,是一个系统性工程挑战,更需要科学技术的突破。特别是我国要在20多亿千瓦装机容量的基础上构建超大规模新型电力系统,世界尚无先例可循,需要从系统—装备—器件多层级协同创新,构建物理系统与信息系统协同的新型电力系统运行与控制理论和方法体系。

  肩负使命,砥砺前行。紧密围绕国家能源革命战略需求,“新型电力系统运行与控制”全国重点实验室将研究方向锚定在新型电力系统安全控制与经济运行、电能转换与传输重大装备、电力能源基础材料与功率器件3个领域,致力于解决新型电力系统构建与运行中的重大科学和技术问题,突破新型电力系统安全运行基础理论,解决电力能源功率器件、重大装备等系列“卡脖子”关键技术,形成世界一流的电力能源科学家团队,为国家“双碳”战略提供科技支撑。

  长期致力于发输变电和系统运行的基础理论研究与关键技术攻关,实验室在电力系统领域的研究与技术攻关上取得了显著成就。在基础理论研究和关键技术攻关方面,实验室深度参与了所有重大发输变电工程的技术研发,成果不仅在理论上有所建树,更在实践中得到了广泛应用。实验室成功创立了电力系统非线性控制理论,推动了电网调度、控制与保护技术的革新,这些技术现已覆盖我国境内的电网。此外,实验室还研发了国内首个电力系统动态模拟平台和首套火电仿真系统,为电力系统仿真技术的发展开辟了新领域。在有机外绝缘防污闪技术方面,实验室的创新成果使得有机绝缘子在我国超/特高压电网中的应用率高达70%,显著提升了电网的安全性和可靠性。

  多年深耕,硕果累累。近5年,实验室共获得国家级奖励15项,包括科技进步奖特等奖2项、一等奖3项,技术发明奖二等奖3项,科技进步奖二等奖7项。这些荣誉不仅是对实验室科研成果的认可,也是对科研团队不懈努力的肯定。


开放共享,合作共赢


  当电力科技创新的浪潮席卷,“新型电力系统运行与控制”全国重点实验室不仅建立了一系列世界一流的公共实验研究平台,更在国际交流与合作方面展现出了卓越的视野和行动力。这些平台全方位支撑了实验室的研究发展和创新人才培养,涵盖了从新型电力系统仿真分析到清洁能源研究的多个领域。

  实验室精心打造了一系列先进的研究平台,包括新型电力系统仿真分析与运行控制平台、功率器件与先进电磁传感平台、智能电介质新材料研究平台、智慧电站系统数字孪生研究平台、热流科学研究平台及清洁能源研究平台等。这些平台不仅为实验室内部的科研工作提供了强有力的支撑,也为国内外的科研人员提供了一个开放、共享的研究环境。

  通过与科技领军企业共建联合研究机构,实验室实现了与产业界的深度融合。清华大学-国家电网新一代电力系统联合研究院、清华大学-中国三峡集团有限公司能源电力新技术联合研究院、清华大学-中国南方电网有限责任公司数字电网联合研究院等机构的成立,标志着实验室在推动科研成果向实际应用转化方面迈出了坚实的步伐。这些合作不仅加强了实验室与行业之间的联系,也为解决行业重大需求和关键技术问题提供了有力的支持。

  实验室高度重视国际合作与交流,与世界顶尖的学术机构和企业建立了广泛的合作关系。与麻省理工学院、剑桥大学、帝国理工学院等国际一流高校,以及美国阿贡、国家可再生能源实验室(NREL)等著名国家实验室的合作,为实验室带来了国际视野和创新思维。同时,实验室与阿西布朗勃法瑞公司(ABB)、西门子(Siemens)、美国通用电气公司(GE)等国际知名企业及电气与电子工程师协会(IEEE)、英国工程技术学会(IET)等国际学术组织的合作,进一步提升了实验室在电力科技领域的国际影响力。

  通过这些国际合作与交流,实验室不仅能够吸收和融合全球的创新资源,还能够在全球范围内推广和分享科研成果,为全球电力科技的发展贡献中国智慧和中国方案。


人才引领,走向未来


  人才是推动科技创新和行业发展的关键。“新型电力系统运行与控制”全国重点实验室成立以来,以其深厚的学术底蕴和雄厚的人才储备,成为电力系统与电源领域科研创新的重要基地。目前,实验室汇聚了包括2位中国工程院院士韩英铎和倪维斗在内的顶尖科研人才,以及11位电气与电子工程师协会会士(IEEE Fellow)和29位英国工程技术学会会士(IET Fellow),他们的专业指导和学术贡献为实验室的科研方向提供了坚实的支撑。此外,实验室还有23人次入选国家人才项目,包括12位国家杰出青年基金获得者、4位“万人计划”入选者等。实验室有31人次入选国家优秀青年人才项目,其中包括12位国家优秀青年基金获得者、3位“万人计划”青年拔尖人才等。

  在这些杰出人才的带领下,实验室正面向电力系统与电源领域的国家重大战略需求,致力于构建一支涵盖老中青三代、专业结构合理、任务分工明确、高效团结的研究队伍。实验室科学研究人员由教研系列、研究系列、专职研究人员及流动人员组成,他们共同推动着实验室在电力系统与电源领域的科研工作不断向前发展。同时,实验室还配备了专门的技术管理人员和行政管理人员,他们负责设备管理和后勤服务,确保科研人员能够专注于科研工作。

  为了进一步促进学术交流和人才培养,实验室每年面向国内外科研人员设置专项经费,组织开放课题,支持与实验室研究方向相关的研究。这些举措吸引了来自美国、英国、德国、法国、日本等国家的高级访问学者,以及国内外的优秀科研人才来室工作。实验室还积极主办、承办电气工程领域的国际会议,为科研人员提供了与国际同行交流的平台。

  在依托单位清华大学的大力支持下,实验室将继续坚持服务国家重大需求,瞄准国际科技前沿,着力打造科学研究、人才培养和学术交流3个基地。通过这些努力,实验室将为构建以新能源为主体的新型电力系统作出扎扎实实的贡献,培养出一批又一批的科研精英,推动国家的科技进步和能源转型。
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2024年9月

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