新聞來源:《三峽晚報》2022年5月28日第5版;作者:記者 劉遠新 、通訊員 魏瑤 王豔
【編者按】大學因城市而興,城市因大學而盛。
在宜昌,三峽大學是城市核心競争力所在,對宜昌創新發展有着不可替代的重要作用。
三峽大學始終堅持“立德樹人”根本任務,深化科教、産教融合,以社會需求為導向,緻力于為水利電力行業和地方經濟社會發展服務,主動融入國家和區域發展戰略,積極推進協同創新,在長江大保護、長江經濟帶發展中發揮了重要作用。
20多年來,學校已為宜昌輸送大批優秀專業人才,為宜昌高質量發展和“宜荊荊恩”城市群建設貢獻了三峽大學力量。學校将以宜昌建設“六城五中心”為切入點,優化學科專業布局,全面助力宜昌經濟騰飛。
今日,三峽晚報推出《政産學研融合,助力宜昌發展》專題報道,帶你走進宜昌人才高地。
三峽大學楊學林團隊
三峽大學智慧能源裝備及運行規劃技術研究團隊
核心提示:依托資源優勢,宜昌正圍繞打造清潔能源之都和中國精細磷化中心戰略定位,推動化工産業加速向新能源、新材料産業升級。
在宜昌産業發展新賽道上,作為本地高等院校,三峽大學如何更好地發揮專業優勢?5月25日,記者采訪了三峽大學電氣與新能源學院的兩個專業團隊。
攻克新能源規模化接入關鍵技術
随着新能源迅猛發展,我國光伏風力等清潔電能“井噴”,電動汽車用電需求迎來爆發式增長,這都需要接入電力網絡。如何讓新能源發電和電動汽車高效可靠地接入?三峽大學科研團隊用國際領先的研究成果給出了答案。
“應用人工智能、數據驅動以及電力電子與電力變換等先進技術,團隊成員開展科技攻堅,兩年前就攻克了新能源大規模接入電網的關鍵技術。”5月27日,三峽大學智慧能源裝備及運行規劃技術研究團隊負責人楊楠副教授自豪地告訴記者,這項成果不僅獲得了湖北省2021年科技進步二等獎,而且獲得了國外學者的贊譽。
楊楠介紹,新能源大規模接入電網時存在諸多難題。例如,電動汽車充電功率常在數十到數百千瓦間,與傳統單戶居民負荷功率差異較大,現有配電網容量難以滿足多個電動汽車接入後的充電需求。此外,雖然分布式光伏并網發電市場潛力巨大,但受傳統直流升壓變換器升壓能力的限制,接入效率較低且成本較高。風電、光伏等間歇性電源在大規模接入電網時,由于穩定性差,對電力系統的安全運行帶來巨大的挑戰。
通過技術創新,團隊骨幹邾玢鑫等人結合現有的成熟變流技術及企業自研設備,在傳統配電網絡的基礎上,以較小的工程量将傳統的交流配電網升級為交直流混合配電網,實現配電網接入容量的大幅提升。針對分布式光伏發電及電動汽車不同接入下的應用場景,團隊開發了多種相适應的配電線路改造及配置方案。
新型電力系統的運行調度也是一個難題。一個區域有多個變電站,由于用戶分布不同,各處的負荷也有差别。新能源和電動汽車大規模接入後,為提高電網運行的經濟性和可靠性,負荷輕載的變壓器調整到重載的地方,是一個可以有效降低電網投資的規劃新思路。但如何調整?調整哪些變電站?這都需要非常精密的計算。楊楠帶領科研團隊聯合國網湖北省電力有限公司經濟技術研究院高級工程師鄢晶等人通過構建決策模型,提出了高效求解算法,可對電網規劃進行精準決策。
楊楠介紹,為了維護變電站的負荷平衡,傳統的思路是直接擴建或者新建變電站,而一個變電站的建設,不包含配套線路,也需要數千萬元的費用,成本昂貴。而通過主變調整利用方式的創新,可減少或者延遲變電站的投資,降低電網的投資成本。目前,此項技術已在湖北電網規劃、建設、運維等多個領域應用,正向全國推廣。
弄潮智慧綜合能源風口
綜合能源系統是當前電力行業關注的風口。敏銳的楊楠團隊,早已聯合國網宜昌供電公司開展此領域的相關研究。就在記者采訪的當日下午,他們的合作課題——未來配電網智慧綜合能源建設關鍵技術研究及應用順利通過中期審查。
過去我國電網能源結構單一,燃氣、供暖等各能源系統獨立運行,随着電動汽車和新能源的大規模接入,在節能減碳的大趨勢之下,電網能源管理正在從粗放型邁向精細化、智能化。為此,楊楠團隊提出了市場化背景下的電力系統和綜合能源系統的系列規劃方法,并取得綜合能源建設關鍵技術的突破。
楊楠介紹,通過智慧綜合能源建設,能讓各種能源互濟,極大提高能源利用率。例如,醫院就是能源使用大戶,能源形态也最為多樣化。為了保持停電不停診,每家醫院都備有備用發電設備。同時,為了滿足醫院日常運行,其還配有鍋爐供熱、蒸汽消毒系統。但實際運行中,各種能源彼此獨立,利用效率都不高。通過綜合能源改造,建設循環利用系統,可将燃氣輪機的發點尾氣用來制熱或儲存起來。這樣綜合利用後,平均綜合能耗有望降低20%以上。
“綜合能源規劃可謂四兩撥千金,通過最少的投入産生最大的效益。其核心目的就是讓能源生産更清潔,讓企業和用戶更省錢,讓電網負荷質量更高。”楊楠介紹,因多方受益,團隊成為三峽電能能源管理(湖北)有限公司的核心技術支撐,也是湖北省綜合能源公司的專家顧問。
與此同時,團隊立足地方,服務産業,利用多項先進技術,為國家電網宜昌供電公司、特來電新能源股份有限公司、宜昌興發集團等問診把脈、排憂解難。截至目前,團隊的科研經費累計超過1500萬元,為企業解決了一系列在生産、發展過程中遇到了重大科技難題,累計創造經濟效益35.96億元。
深耕新能源新材料産業
三峽大學電氣與新能源學院的楊學林團隊,是宜昌新材料産業當之無愧的先鋒團隊。
據了解,該團隊由多位具有材料、化學、物理等多學科青年博士組成。自2007年成立以來,團隊立足宜昌豐富的磷礦、石墨烯等特色資源,率先在渝東鄂西區域開展新型動力與儲能電池關鍵材料研究。與企業共建儲能新材料湖北省工程實驗室、高能锂電湖北省企校聯合中心、新型石墨材料校企共建研發中心多個科技創新平台。
楊學林告訴記者,團隊積極探索宜昌礦産資源精深加工工藝,拓展其在新能源電池材料領域的應用路徑,目前已在锂離子電池磷酸鐵锂正極材料和石墨(矽)基負極材料、鈉離子電池磷基正極材料和煤基負極材料方面取得了系列創新性研究成果。
團隊先後與歐賽電池、睿賽電池、宇隆新能源等宜昌本土企業開展深度合作,共同推動宜昌新材料産業發展。通過技術創新,團隊以鋼鐵企業酸洗廢液為原料制備電池級磷酸鐵,在企業轉化并建成年産5000噸電池級磷酸鐵生産線,近三年為企業新增銷售收入超過9000萬元。
團隊先後承擔國家重點研發計劃子課題、國家自然科學基金項目(10項)、湖北省技術創新重大專項、教育部重點項目、湖北省傑出青年基金項目、湖北省産學研合作重大項目、湖北省科技創新團隊計劃、湖北省優秀中青年項目及企業重大橫向課題等項目30餘項。并參與宜昌市新能源電池材料産業“十四五”發展規劃、宜昌市新材料産業發展“十四五”規劃。
去年以來,甯德邦普時代、廣東天賜、山東海科、湖北楚能等巨頭紛紛落戶宜昌,為宜昌新能源産業發展注入強勁動能。楊學林表示,團隊将發揮專業優勢,為這些企業提供智力支持。同時瞄準行業未來的發展,學院正在聯合宜昌多家知名企業籌建“儲能産業學院”,為企業進行訂單式人才培養,滿足企業未來發展所需。
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