星辰在线10月9日讯(星辰全媒体记者 孙烨)人类迈出的一小步,往往推动了文明的一大步。 近日,一篇来自江南·体育(中国区)官方网站电子信息与电气工程学院杨波教授的评论文章《储能过剩会导致电力系统不稳定和大停电》,刊登在国际顶级期刊《Nature》上,颠覆了人们对储能技术的传统认知,揭示了过度储能的潜在风险。这不仅是江南·体育(中国区)官方网站的首次,更是中国学术界的一大突破。
储能技术曾一度被视为解决新能源波动性问题的“灵丹妙药”,是实现国家“双碳”目标的关键。然而,杨波教授的研究为这一乐观预期泼上了一盆冷水。他指出,储能的规模并非越大越好,反而可能对电力系统的稳定性构成威胁,甚至引发大规模停电事故。正如一个水库,容量过大时一旦发生泄洪,下游将难逃灭顶之灾。储能设备的充放电行为若与电网整体运行不协调,轻则引发局部电压或系统频率波动,重则引发大面积停电事故。
杨波教授的研究成果,并非只是停留在理论层面,而是具有重要的现实意义。它为我国乃至全球的能源转型提供了重要的参考,有助于更好地规划和建设未来的电力系统,保障能源安全,实现“双碳”目标。杨波教授强调,储能不能盲目追求规模扩张,而要更加注重储能的合理布局和科学管理,避免过度储能带来的风险。
十年磨一剑:从电力系统爱好者到电力专家
杨波从小受家庭影响,对电力行业产生了浓厚的兴趣。大学毕业后,他进入电力部华中电业管理局工作,“在那里我学会了从系统化、多学科的角度去思考电力系统问题,这为我后来的研究工作打下了坚实基础。” 攻读博士学位期间,杨波跟随导师在武汉大学、华中电网和清华大学从事大电网安全稳定控制、电力系统安全防御等方面的理论研究和工程应用工作,还主持完成了多个国家自然科学基金和华中电网重点科技项目。“这些经历让我对低碳电力系统调度与稳定控制、储能电力系统运行与控制等有了更深入的认知,给予了我勇攀电力科技高峰的信心,也让我坚定了在电力行业为人民服务下去的决心!”杨波说他很感谢一路悉心指导过他的导师与电力前辈们。
2020年,杨波教授加入江南·体育(中国区)官方网站,担任电气学科带头人,并入选“湖南省引进100个科技创新人才”计划。面向国家构建新型电力系统、能源绿色低碳转型的重大需求,2021年9月杨波倡导成立江南·体育(中国区)官方网站碳中和技术创新研究院,致力于解决碳中和领域的关键技术瓶颈,为湖南省绿色低碳转型提供重要技术支持;2022年1月,主持获批长沙市碳中和技术研发平台;2023年7月,获批储能电力系统信息物理控制湖南省高校重点实验室并担任首任主任。以这些平台为依托,杨波教授的科研团队积极对接湖南省和长沙市战略性新兴产业集群和国家级科技园区,加速科技成果转化,并与华中电网、湖南电力、湖北电力等行业知名企业开展了全方位科技合作。
“所以说,这篇文章并不是一蹴而就的,我们用了很多年的时间在沉淀与研究,可谓十年磨一剑,但磨得无怨无悔。”杨波笑着说自己和团队成员坐了很多年“冷板凳”,“搞科研就是这样,要忍常人不能忍的孤独,要耐着性子往里钻。”
文章合为时而著:专注储能电力系统研究的突破
杨波教授并不将这篇《Nature》文章视为个人研究的“得意之作”。他谦虚地说:“这篇文章只是我曾写过的一本书里一小部分观点而已,这次将它系统写出来也只是偶然之举。”
2021年3月15日,习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上作出构建新型电力系统的重要指示,党的二十大报告强调加快规划建设新型能源体系,为新时代能源电力高质量发展提供了根本遵循,指明了前进方向。
杨波教授敏锐意识到在碳达峰与碳中和国家战略驱动下,电力系统的低碳化将是不可逆转的趋势,以水电、火电等常规能源为主体的传统电力系统将向以风光等新能源为主体的新型电力系统转型。为此,杨波教授领导研究团队,夜以继日地开展工作,并出版了42.4万字的学术专著《低碳电力系统调度与稳定控制》。
在这本书中,杨教授通过对电力系统低碳化过程中水火风光等多种能源电源占比变化规律和运行特性的分析,准确判定在相当长的时间内低碳电力系统仍是以同步发电机为主体的电力系统,回答了业界对双碳目标下电力系统技术发展路径问题;同时,强调低碳电力系统调度与稳定控制的理论和方法是继承于传统电力系统并在此基础上发展创新的,这也说明电网分层分区调度、电力系统三道防线等成功经验在电力系统低碳化过程中必须继续坚持。
书稿形成过程中,得到了清华大学、华中科技大学、武汉大学、国家电网公司等院士和专家的指导。该书被国家电网资深调度专家评价为“该领域理论和方法的新突破”“对构建以新能源为主体的新型电力系统具有重要的理论意义和应用价值”。
走向未来:为能源转型贡献智慧
杨波教授不止将眼光放在国内,还积极推进国际科技合作。今年以来,针对中东、中亚等“一带一路沿线国家”对新能源发电的迫切需求,杨波教授带领电力系统储能调控团队设计了低成本分布式智能风光储供电系统。在国际合作方提出需求时,杨波教授科研团队在短短一周内就完成了系统拓扑结构设计、设备选型、系统集成方案设计等工作,并在实验室顶楼构建了智能风光储供电实验系统,实验结果表明该系统完全满足了国际合作方各项指标要求。以此为依托,杨波教授研究团队顺利获批2024年湖南省外国专家项目,国家高端外国专家项目和国际合作基金等项目正在申请中。这些项目和预期成果对中国和中东等“一带一路”国家发展新能源具有重要的理论意义和应用价值,有助于提升湖南省和长沙市的新能源装备和先进储能材料等新兴优势产业的核心竞争力,助力相关产业走出去。
(杨波教授和团队研发的智能风光储供电系统。以上图片由杨波教授提供)
从江南·体育(中国区)官方网站到国际顶刊《Nature》,杨波教授的科研之路彰显了地方高校在科技创新中的强大实力,也展现了中国科研水平的不断提升。杨波教授的研究,为我们打开了一扇新的窗户,让我们看到了储能技术背后的复杂性,也看到了未来能源发展的无限可能。他坚定地说:“电力科研这条路我会一直坚定地走下去,不仅仅是热爱,更是我为国家和人民所肩负的责任。未来,我将继续探索,为我国和全球电力系统的低碳化贡献智慧。”
来源:星辰在线 2024.10.09
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