[本站讯]山东大学新能源系统控制教师团队是以控制科学与工程学院院长张承慧为负责人,陈阿莲、高峰、刘允刚、王光臣、孙波、段彬等国家级领军人才领衔的“人才—科研—教学”一体化发展教研队伍,现有成员36人,其中国家级青年人才13人。30多年来,团队面向新能源高效开发与利用,承担国家重大科研任务,创建新能源三环非线性智能控制理论与技术体系,攻克新能源系统高可靠并网、高质量供电、高效率消纳等“卡脖子”重大难题,为我国成为全球新能源装机规模最大、技术水平最高的国家作出重要贡献。团队曾获评第二批“全国高校黄大年式教师团队”,入选“新能源系统控制”国家基金委创新研究群体,建成“新能源系统控制”国家级工程研究中心。
勇闯“无人区”,为国家需要“顶上去”
1988年夏天,山东大学千佛山校区(原山东工业大学)的校园里,25岁的研究生毕业生张承慧站在人生的十字路口。他的导师们极力推荐他去控制理论教研组——那是当时最热门的方向,前途光明,成果易出。可张承慧却做了一个让很多人不解的决定:选择当时冷门的电气自动化新能源方向。这个决定源于童年的一段记忆:张承慧出生于鲁北平原的普通农村家庭,小时候印象最深的就是石油勘探工人到处“扎眼找油”。这些记忆在他心里埋下一粒种子:中国缺油、缺能源。
学有所成后,这粒种子破土而出。“国家需求的事很多,有的是现在需求,有的是未来需求。我选择干的,是国家长远需求的事。”张承慧说。
当时,从光伏发电原理到光伏电池的发明,乃至光伏逆变器第一台套都诞生在欧美国家,中国新能源刚处于起步阶段,新能源控制系统研究更是一片空白。张承慧面对的,既是技术上的“无人区”,还有资源上的“无米之炊”。
方向对了,路就不怕远。张承慧扛起所有压力,带领团队夜以继日地反复试验。他们从基础理论入手,从实验室到试验场,辗转西北戈壁与沙漠,筹措研发经费,开发应用场景。面对实验一次次失败、器件一次次烧毁,张承慧说:“搞新能源控制研究,这都是我们的必经之路。”
2001年,国家颁布《新能源和可再生能源产业发展“十五”规划》;2005年,《中华人民共和国可再生能源法》颁布。张承慧带领团队先后承担国家级重大重点项目20余项,科研攻关有了更充足的资源保障。
随后二十年里,实验室规模从最初的几十平方米,发展到数千平方米,并建成全国独一无二的10kV新能源并网控制测试研发平台。“有这么好的政策、条件和环境,我们要作更大贡献。”张承慧说。
底线思维打底,长远布局制胜。如今,团队啃下了一块块“硬骨头”:从1千瓦到5千瓦,从50千瓦到5000千瓦,团队细致推演新能源并网锁相及非线性控制算法,自主研发适应我国国情的新能源并网装备,突破光伏并网装备关键技术难题,实现高可靠并网;之后又先后研发出新能源电能质量控制、储能系统数智化管控技术,解决了高质量供电、高效率消纳的理论和技术难题,与头部企业合作开创我国新能源控制技术领跑世界新格局。凭借“高性能光伏发电系统关键控制技术与产业化应用”“高比例新能源电力系统电能净化关键控制技术及应用”“大容量电池储能系统数智化测试与控制关键技术及产业化”,张承慧三次获得国家科技进步奖二等奖。山东大学成为新能源控制领域国家战略科技力量的重要组成部分。
从筚路蓝缕到硕果盈枝,张承慧带领团队潜心科研,前行轨迹始终与国家使命同频共振。他说:“做好前瞻性研究和技术储备,当国家和产业实践需要时,我们的研究成果‘管用’,这是学者的终极人生价值和最大幸福。”
众志成城,合力攻关
一个人走得快,一群人走得远。张承慧的故事,是山东大学新能源系统控制教师团队的缩影。他的背后,站着一支肯吃苦、能战斗、顾大局的团队。
团队建立了“帮扶制”“优青培育计划”,设立“老中青”传帮带机制。年轻教师来了,有前辈带着;遇到难题了,大家一起上;取得突破了,荣誉归集体。每逢重大科研攻关,团队先开党小组会。党员教师攻坚克难做表率,年轻教师紧跟步伐勇担当,在讨论中凝聚共识,在共识中提振士气。一群人,一条心,在各自专攻的方向上放手探索,又朝着同一个目标前行:把技术做扎实,把成果送到最需要的地方去。
这种氛围,让团队的年轻学者深受其益、成长迅速。从海外学成归国的方旌扬便是他们中的一员。从加入团队伊始,方旌扬便勇挑重担,负责推进与华为数字能源技术有限公司合作的“构网型光伏逆变器关键控制策略”项目。在张承慧的指导和团队的托举下,该项目解决了模型阶数高、稳定性分析困难的问题以及并/离网过程中MPPT与有功功率控制冲突问题。研究成果受到华为公司的高度评价,获评优秀技术合作项目奖。
团队骨干陈阿莲,主动挑起更重的担子,向分布式光伏发电技术“卡脖子”难题发起攻关。彼时,我国传统分布式光伏发电系统“娇气”“任性”,天气一变容易“罢工”,电网一波动容易“掉线”,难以成为可靠的主力能源。
陈阿莲联合四家单位组成产学研用联合攻关队伍,历时多年,最终攻克关键技术瓶颈,取得多项原创性技术突破,研制成功的国际首套跟/构网自适应智能分布式光伏发电系统,实现了光伏发电从“被动跟随”到“主动支撑”的范式转变,为光伏发电多种复杂场景下的安全高效利用,提供了关键技术支撑与装备保障,对促进新能源产业高质量发展、助力实现“双碳”目标具有重要价值。该项目成功入选国家能源局第五批能源领域首台(套)重大技术装备名单。该名单评选重点聚焦技术先进性、自主可控性、工程示范价值和产业带动作用,牵头研制单位中山东大学为仅有的两所高校之一。
这支联合攻关队伍形成的高校出理论、科研院所攻验证、企业抓产业化、电网推示范应用的全链条协作模式,也为后续更多“国之重器”的诞生积累了宝贵经验。
十年饮冰,难凉热血。从理论突破到技术装备,从实验室到千家万户,团队各司其职、协同工作、集中攻关,把能源的饭碗端在自己手里,把新能源送进千家万户。团队与新能源领域国际头部企业合作形成百余种规格产品,光伏发电产品大规模应用于“西电东送”“绿色冬奥”“一带一路”“领跑者”“光伏扶贫”等国家重大工程,助力全国百县脱贫;在新疆、内蒙古、青海等电能污染重灾区,他们的电能净化产品支撑多个新能源国家重点工程建设,市场占有率超过一半;他们的成果带动国产品牌崛起,推动合作企业成为国家级高新技术企业、行业领军企业。团队还牵头创建了亚洲控制协会新能源与储能系统控制专委会、中国自动化学会新能源与储能系统控制委员会,进一步服务国内外学界业界。
搞好本科教学是最大的良心
“搞好本科教学是最大的良心。”这句话张承慧时常挂在嘴边,如今已成为团队的朴素共识。
立德树人,师德为先。团队为青年教师开设“负责人开讲第一课”,专讲“怎样做合格教师”,同时,为每位教师建立“德业成长档案”,实施“学导制”,老带新、传帮带,用“熏、润、传、引、育”涵养团队成员的综合素养。多年来,团队形成了“品德高尚、业务精湛、大爱执教、严谨治学”的风气,获评2021年教育部课程思政教学名师和团队。张承慧入选“全国先进工作者”“山东高校十大师德标兵”,刘允刚、陈阿莲、段彬等多位教师获评山东省优秀指导教师、学校“优秀教师”“先进教育工作者”“我心目中的好导师”等荣誉,孙波带领青年团队获评共青团山东省委“青春建功高质量发展”表现突出青年集体。
培养什么人?怎样培养人?为答好这一问题,团队进行了诸多有益探索。他们率先开展新工科建设,创建“知识—能力—人格”融合培养体系,提出“德业融育—厚基深融—分类培养—学养兼修”育人理念,培养了一大批适应时代发展的优秀人才。
团队还推行校企协同育人,建立“订单式”育人就业一体化新模式,设立企业实践基地,联合修订培养方案,实现对口培养,同时实施“就业引导工程”,鼓励学生到祖国最需要的地方建功立业。如今,团队57%毕业生主动扎根艰苦地区和基层,成为各行各业的中坚力量。毕业生时鹏就是其中之一,他深入湖北农村脱贫攻坚一线,荣获2021年“全国脱贫攻坚先进个人”。
在团队看来,科研与教学相辅相成。团队教授全员承担本科教学,寓教于研,通过课堂教学把最前沿的学术养分浇灌到每一位学生身上。学生在科研实践中锤炼本领,在创新探索中开阔视野,获国家级科技创新活动特等奖9项、一等奖82项,3篇博士论文获评CAA优博论文,学生创新团队获评山东大学“学生五四青年科学奖(集体)”。
“把专业建在优势学科上,不跟一时之风,不逞一时之勇,不求一日之功,要办对学生负责、对社会负责、对家长负责、对学校负责的教育。”团队积极践行着这份信念,培养的一届届学子从这里出发,带着知识、能力和人格底色,走向祖国最需要的地方,成为对社会有用的人、对人民有情的人、对国家有担当的人。