丁明(1956-),教授,博士研究生導(dǎo)師,現(xiàn)任合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院院長、教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心主任、國家外專局“可再生能源并網(wǎng)發(fā)電科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新引智基地”主任、安徽省新能源利用與節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。長期從事電力系統(tǒng)自動(dòng)化、新能源發(fā)電與節(jié)能技術(shù)等領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作。主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)可靠性與安全防御、可再生能源與分布式發(fā)電系統(tǒng)、電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用等。主持完成國家863計(jì)劃、973項(xiàng)目子課題、國家支撐計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、科技部國際合作項(xiàng)目、教育部科學(xué)研究重大項(xiàng)目、教育部骨干教師項(xiàng)目、高校博士點(diǎn)基金項(xiàng)目和其他省部級科研項(xiàng)目40余項(xiàng),完成企業(yè)委托項(xiàng)目30余項(xiàng)。在重點(diǎn)學(xué)術(shù)期刊和國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議上發(fā)表論文200余篇;獲安徽省自然科學(xué)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、學(xué)術(shù)論文獎(jiǎng)8項(xiàng)。兼任安徽省學(xué)位委員會委員、學(xué)科評議組成員,安徽省電機(jī)工程學(xué)會副理事長、中國電機(jī)工程學(xué)會理事、中國電力行業(yè)可靠性管理委員會委員等。被授予全國教育系統(tǒng)勞動(dòng)模范、安徽省學(xué)科拔尖人才等稱號,享受國務(wù)院政府特殊津貼。
◎記者:丁教授,您好,首先請您給我們介紹一下合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)科的基本情況。
丁教授:合肥工業(yè)大學(xué)是一所教育部直屬的全國重點(diǎn)大學(xué)、國家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)高校和“985工程”優(yōu)勢學(xué)科創(chuàng)新平臺建設(shè)高校。學(xué)校充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢,始終堅(jiān)持科學(xué)研究面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場,注重瞄準(zhǔn)國家戰(zhàn)略目標(biāo)和區(qū)域、行業(yè)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求,以突出應(yīng)用性研究、深化產(chǎn)學(xué)研合作、加強(qiáng)自主創(chuàng)新為主線,明確基礎(chǔ)性研究與應(yīng)用性研究并舉、以應(yīng)用性研究為主的科技工作方針。
我校電氣工程學(xué)科始建于1946年,目前設(shè)有電力電子與電力傳動(dòng)重點(diǎn)學(xué)科、電氣工程一級學(xué)科博士點(diǎn)和博士后流動(dòng)站;擁有“高等學(xué)校可再生能源并網(wǎng)發(fā)電科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新引智基地”(111工程)、教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心、國家新能源利用與電氣控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)示范中心、安徽省新能源利用與節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、安徽省新能源領(lǐng)域研究生創(chuàng)新基地等國家和省部級教學(xué)科研基地。電氣工程學(xué)科在科學(xué)研究上密切跟蹤學(xué)術(shù)前沿,產(chǎn)生了相當(dāng)數(shù)量的高水平教學(xué)和科研成果,獲得了包括國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)在內(nèi)的40余項(xiàng)國家和省部級獎(jiǎng)勵(lì),一批具有特色的科研成果已經(jīng)轉(zhuǎn)化應(yīng)用,取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。
◎記者:合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)科的科研特色和重點(diǎn)研究方向有哪些?
丁教授:合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程專業(yè)的科研特色主要體現(xiàn)在:集中骨干力量,圍繞國家重大需求和國民經(jīng)濟(jì)急需領(lǐng)域,產(chǎn)學(xué)研密切合作,長期從事新能源發(fā)電理論與應(yīng)用技術(shù)的研究,成果轉(zhuǎn)化成效明顯。經(jīng)過20余年的發(fā)展與凝練,目前的主要研究方向包括:光伏系統(tǒng)技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電變流與控制、分布式發(fā)電與智能電網(wǎng)技術(shù)、能源安全與電力系統(tǒng)可靠性、飛行器電磁環(huán)境與雷電防護(hù)技術(shù)、電機(jī)優(yōu)化與控制技術(shù)、新型電力傳動(dòng)系統(tǒng)、特種電源系統(tǒng)等。近三年來,承擔(dān)國家973項(xiàng)目、國家863項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目、國家支撐計(jì)劃項(xiàng)目和科技部國際合作項(xiàng)目等項(xiàng)目30余項(xiàng),完成企業(yè)委托項(xiàng)目80余項(xiàng),到帳科研經(jīng)費(fèi)達(dá)1.15億元。其中2010年度到帳科研經(jīng)費(fèi)7000多萬元,獲得省級科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。另外,與安徽、北京、新疆、遼寧、山東、江蘇、浙江、廣東等一批知名企業(yè)開展了富有成效的產(chǎn)學(xué)研合作,系列化光伏并網(wǎng)逆變器、MW級風(fēng)力變流器、智能電網(wǎng)保護(hù)與控制裝備、新型和特種電機(jī)、高壓變頻設(shè)備等成果得以產(chǎn)業(yè)化,部分產(chǎn)品在國內(nèi)占有較大市場份額并出口國外。
◎記者:合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)科在科研平臺建設(shè)方面很有特色,請您介紹一下。
丁教授:我校非常重視科研平臺建設(shè)和投入。電氣學(xué)科作為學(xué)校重點(diǎn)發(fā)展的學(xué)科群,在學(xué)校211工程建設(shè)支持下,近三年來投入3000余萬元重點(diǎn)建設(shè)了以下科研平臺。
?。?)光伏系統(tǒng)研發(fā)平臺。擁有30kWp、5種不同光伏電池屋頂電站和逆變裝置,配有電流-電壓曲線測試、光伏模擬器、光伏水泵測試系統(tǒng)、可編程直流負(fù)載等重點(diǎn)設(shè)備,具備光伏并網(wǎng)逆變器、光伏水泵、系列化光伏產(chǎn)品的研究和技術(shù)開發(fā)能力。
?。?)風(fēng)力發(fā)電與變流技術(shù)研發(fā)平臺。構(gòu)建了15kW、250kW和2MW風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)平臺,開發(fā)了風(fēng)能模擬軟件,研發(fā)了10kW~2.5MW直驅(qū)和雙饋型風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)逆變器及控制系統(tǒng),具備風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)、逆變器、電壓跌落、低電壓穿越以及風(fēng)電場-電網(wǎng)兼容性實(shí)驗(yàn)條件。
?。?)分布式發(fā)電與微網(wǎng)技術(shù)研發(fā)平臺。建設(shè)了包含太陽能、風(fēng)能、超級電容儲能、蓄電池儲能、燃料電池、小水電、小火電、柔性直流樣輸電以及各種負(fù)載構(gòu)成的分布式發(fā)電系統(tǒng),開發(fā)了分析和能量管理軟件,實(shí)現(xiàn)了軟硬件集成,具備分布式發(fā)電和微網(wǎng)理論研究和工程驗(yàn)證能力。
(4)儲能系統(tǒng)研發(fā)平臺。擁有多種儲能電池、逆變裝置和計(jì)算機(jī)構(gòu)成的模擬和數(shù)?;旌蠈?shí)驗(yàn)平臺,可以從事儲能系統(tǒng)控制、平抑可再生能源功率波動(dòng)理論與技術(shù)研究。
?。?)電力及能源系統(tǒng)仿真平臺。裝備了并行計(jì)算機(jī)、高性能服務(wù)器和計(jì)算機(jī),擁有PSASP、EMTDC、BPA、FATEST、GH?鄄BLADED、DigSilent等商用軟件和自主開發(fā)的電力系統(tǒng)分析軟件,可從事電力系統(tǒng)、可再生能源系統(tǒng)的仿真分析。
?。?)電磁干擾與電磁兼容試驗(yàn)平臺。配備了電磁波干擾源自動(dòng)掃描系統(tǒng)、EMC耐受性模擬測試器、EMI接收器、電磁計(jì)算應(yīng)用軟件、快速瞬變干擾測試儀、屏蔽室等,可從事各種產(chǎn)品和裝置的電磁干擾與電磁兼容試驗(yàn)。
?。?)電機(jī)研發(fā)平臺。配備Magtrol電機(jī)測試平臺、機(jī)器人與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、ANSOFT與ANSYS分析軟件、dSPACE控制系統(tǒng)仿真平臺、混合動(dòng)力控制系統(tǒng)、交直流伺服系統(tǒng)、電機(jī)綜合性能測試平臺等;正在建設(shè)車用電機(jī)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)控制軟件平臺、車用電機(jī)及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)測試平臺,可從事電機(jī)仿真與設(shè)計(jì)、電機(jī)本體的測試、電機(jī)快速加工能力和樣機(jī)樣件的制作。
?。?)工程化驗(yàn)證平臺。擁有鹽霧試驗(yàn)箱、振動(dòng)試驗(yàn)臺、高溫/濕度交變試驗(yàn)臺、積分球等工程化實(shí)驗(yàn)設(shè)備,為科研樣機(jī)向工程化、產(chǎn)品化過渡建立了良好的試驗(yàn)條件。
◎記者:在電力系統(tǒng)和新能源發(fā)電等領(lǐng)域,您的科研團(tuán)隊(duì)主要研究方向是什么?研究熱點(diǎn)與技術(shù)發(fā)展趨勢是什么?主要課題來源有哪些?
丁教授:我所在的科研團(tuán)隊(duì)主要研究方向有以下幾個(gè)方面。
?。?)能源安全與電力系統(tǒng)可靠性,包括電力需求預(yù)測、電力系統(tǒng)規(guī)劃、發(fā)電與輸電系統(tǒng)可靠性、互聯(lián)系統(tǒng)可靠性和配電系統(tǒng)可靠性。
該方向的研究熱點(diǎn)有:
a.考慮可再生能源利用和低碳排放的電源規(guī)劃問題,結(jié)合大規(guī)模太陽能、風(fēng)能發(fā)電站的空間布局和電力系統(tǒng)的接納能力,決定可再生能源的梯級開發(fā)順序;
b.特高壓環(huán)境下大區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃問題,根據(jù)中長期電能需求與電源布局,研究特高壓聯(lián)網(wǎng)的可行性以及特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)與其他電壓等級電網(wǎng)的配合;
c.發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性等值問題,為解決計(jì)算量過大問題,在考慮內(nèi)部輸電網(wǎng)絡(luò)約束和調(diào)度策略基礎(chǔ)上建立等值計(jì)算模型;
d.互聯(lián)電力系統(tǒng)可靠性計(jì)算模型,解決大區(qū)域、多互聯(lián)電力系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的、計(jì)算方法;
e.短期及運(yùn)行可靠性分析,考慮時(shí)變環(huán)境運(yùn)行條件與設(shè)備老化對元件故障率、修復(fù)率的影響,計(jì)入更為嚴(yán)格的運(yùn)行約束,建立更貼近短期調(diào)度應(yīng)用的可靠性計(jì)算分析模型和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系。
該方向的發(fā)展趨勢是:面向可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用和智能電網(wǎng),從長期和中期綜合考慮發(fā)電和輸電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃問題,從規(guī)劃和運(yùn)行層面研究安全性與可靠性問題,建立更為的模型和計(jì)算方法,提出更具有實(shí)際指導(dǎo)性和可操作性的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系,推動(dòng)可靠性評估方法的實(shí)際應(yīng)用。
?。?)可再生能源發(fā)電與分布式電力系統(tǒng),包括風(fēng)能太陽能并網(wǎng)逆變技術(shù)、分布式發(fā)電建模與仿真、微網(wǎng)控制與能量管理、儲能系統(tǒng)運(yùn)行控制。
目前該方向的研究熱點(diǎn)有:
a.風(fēng)能太陽能并網(wǎng)逆變器及控制系統(tǒng),研發(fā)系列化光伏與風(fēng)力發(fā)電逆變器,重點(diǎn)解決低電壓穿越、并網(wǎng)/獨(dú)立運(yùn)行控制模式切換等電網(wǎng)兼容性問題,兆瓦級逆變器工程化與產(chǎn)品化過程中穩(wěn)定性及可靠性問題;
b.分布式發(fā)電與微網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)模混合仿真,根據(jù)電力電子設(shè)備級、微網(wǎng)系統(tǒng)級及電力系統(tǒng)級研究的不同要求,建立數(shù)字、物理模擬以及數(shù)模混合仿真平臺,研究設(shè)備間、微網(wǎng)間和系統(tǒng)間的交互影響;
c.微網(wǎng)技術(shù)支撐平臺與能量管理,重點(diǎn)研究含多種分布式電源的微網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、通信、控制及應(yīng)用軟件,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)閉環(huán)控制與運(yùn)行模式切換,增強(qiáng)應(yīng)用軟件功能;
d.儲能系統(tǒng)運(yùn)行控制,研究面向儲能應(yīng)用的雙向逆變裝置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制策略,不同儲能介質(zhì)運(yùn)行特性及控制策略,根據(jù)儲能系統(tǒng)的不同定位和功能,研究儲能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的作用及平抑可再生能源功率波動(dòng)機(jī)理,各種儲能容量佳配比和協(xié)調(diào)控制。
該方向的發(fā)展趨勢是:研發(fā)滿足電網(wǎng)嚴(yán)格要求、與電網(wǎng)有更好兼容性的逆變裝置及控制系統(tǒng);對大規(guī)模集中式可再生能源接入電力系統(tǒng),從穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)等角度重點(diǎn)研究提高大區(qū)電網(wǎng)消納風(fēng)能、太陽能電力的能力;對規(guī)?;植际娇稍偕茉?,重點(diǎn)研究高滲透率分布式電源對城市電網(wǎng)和配網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行、保護(hù)控制的影響,充分發(fā)揮智能配電網(wǎng)能力,方便微網(wǎng)和各種分布式電源和的接入。
(3)用戶電力及電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,包括柔性直流輸電、電能質(zhì)量分析與控制、無功補(bǔ)償及有源濾波。
目前該方向的研究熱點(diǎn)有:
a.面向大規(guī)??稍偕茉摧斔偷娜嵝灾绷鬏旊娤到y(tǒng)(VSC?鄄HVDC),重點(diǎn)研究模塊化多電平VSC子模塊及其主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、兩電平及多電平調(diào)制策略、器件參數(shù)優(yōu)化選擇、電容預(yù)充電與電容電壓均衡策略、環(huán)流抑制及冗余性設(shè)計(jì)等;
b.電能質(zhì)量分析方法與控制,重點(diǎn)研究頻率構(gòu)成未知的時(shí)變概周期信號分解方法,分析間諧波頻率時(shí)變條件下電壓閃變與波動(dòng)等電能質(zhì)量問題,研究頻率未知且時(shí)變的諧波與間諧波的功率測量與電能計(jì)量的新方法,研究可再生能源大規(guī)模接入對電能質(zhì)量的影響及控制措施,研究分布式發(fā)電系統(tǒng)及微網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量問題特點(diǎn)及控制方法,研發(fā)混合濾波裝置。
該方向的發(fā)展趨勢是:推動(dòng)VSC?鄄HVDC在太陽能、風(fēng)能發(fā)電中的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)更高電壓等級VSC?鄄HVDC的工程化和商業(yè)化;針對更多電力電子接口設(shè)備對電能質(zhì)量的影響,研究其特殊性及有效抑制方法。
經(jīng)過多年合作,課題組已經(jīng)形成了一支年齡、職稱結(jié)構(gòu)合理的科研團(tuán)隊(duì),并與其他研究團(tuán)隊(duì)形成了緊密合作關(guān)系。團(tuán)隊(duì)與國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司及其下屬的省級電力公司、研究院所等大型電力企業(yè)和國外多所大學(xué)有密切合作,目前承擔(dān)了國家基金重點(diǎn)項(xiàng)目、863重大專項(xiàng)、973項(xiàng)目、國際合作計(jì)劃、國家支撐計(jì)劃等課題和一批企業(yè)委托課題。
◎記者:據(jù)了解,合肥工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)科的科研成果為國內(nèi)知名產(chǎn)業(yè)公司提供核心技術(shù)支持,為我國新能源發(fā)電的核心技術(shù)進(jìn)步作出了較大的貢獻(xiàn)。
丁教授:本著“論文寫在產(chǎn)品上,研究做在工程中,成果轉(zhuǎn)化在企業(yè)里”的科研理念,我校電氣工程專業(yè)與國內(nèi)多家知名產(chǎn)業(yè)公司在技術(shù)上密切合作,目前我校已與中國電科院、國網(wǎng)電科院、南網(wǎng)電科院、安徽省電科院、許繼集團(tuán)、合肥陽光電源、安徽頤和新能源等國內(nèi)20余家企業(yè)建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系,在產(chǎn)學(xué)研方面密切合作,特別是在新能源的研發(fā)中,校企雙方共同努力,取得了豐碩的成果。學(xué)校與產(chǎn)業(yè)公司聯(lián)合建立實(shí)驗(yàn)室和研發(fā)中心,有利于資源共享,對于雙方進(jìn)一步深化產(chǎn)學(xué)研合作、發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)都將起到積極的促進(jìn)作用。
◎記者:感謝丁教授在百忙之中接受我們的采訪!