赵波：持续开展电氢耦合技术自主研究

赵波（右）和同事在测试小型光伏逆变器。刘广扩 摄

人物简介：

赵波，中共党员，长江学者，国家电网有限公司分布式电源和微电网技术实验室主任，曾获评浙江省“劳动模范”、科技先进工作者，浙江省国资国企系统优秀共产党员，国家电网公司特等劳动模范、首席专家等。

国家电网有限公司分布式电源和微电网控制技术实验室依托国网浙江省电力有限公司建立，是国内分布式电源及微电网领域实验手段最齐全、设备最先进的实验室之一。6月6日，在国网浙江电力科学研究院，分布式电源和微电网技术实验室主任赵波和同事仔细检查制氢、储氢等设备的联调情况，为国网浙江电力电氢协同低碳供能实验室的投运作准备。该实验室计划于6月底投运，将用于开展含高密度分布式电源的主动配电网技术、多能微网技术、储能技术和电氢耦合技术的相关理论及应用研究。

今年是赵波工作的第19个年头。多年来，他致力于分布式电源与微网领域技术研究工作，攻关电氢耦合技术，先后牵头建成了全国首个兆瓦级独立海岛智能微电网、首个用户侧商用的交直流混合微电网，带领团队在浙江的海岛、乡村、产业基地和工业园区等多场景建成氢能示范工程。

牵头攻关电氢耦合关键技术

2019年政府工作报告提出“推动充电、加氢等设施建设”，氢能首次被写进政府工作报告。在此背景下，深耕分布式零碳供能技术领域的赵波看到了氢能在电力领域的应用价值，于是开始带头研究电氢耦合技术，搭建电氢耦合科技创新平台和能量管理系统，推动氢能在电力领域的应用。电氢耦合技术能够实现氢能与电能双向互动和转化。加快电氢耦合技术自主研发，有利于充分调动风光资源，为可再生能源规模化消纳提供解决方案，助力新型电力系统建设。

“我国氢能产业发展虽然具备一定基础，但在可再生能源电解水制氢及相关燃料电池技术领域起步较晚，且国外已垄断了大量核心技术专利，电氢耦合技术发展面临诸多瓶颈。”赵波回忆说，当时开展电氢耦合技术攻关时受到了部分专家的质疑，认为电氢能量转化效率不高，在电力系统中引入氢能是多此一举。

“新的道路总会遇到质疑，但若无人勇敢前行，便无从知晓此路通向何方。”赵波说。为了提高电、氢及多种能源综合利用效率，他带领实验室成员查阅文献、实地调研、请教专家，不断优化技术路线、论证技术可行性。最终，他们提出了多元复杂系统功率及能量混合优化调度方法。这一方法在浙江台州海岛氢能综合利用示范工程中应用后，电-氢-热综合利用效率达75.69%，经专家鉴定达到了国际领先水平。

2020年，赵波成功牵头申报国家电网公司在氢能领域的首个国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项。2022年，他再次成功牵头申报国家重点研发计划“紧凑型可再生能源电热氢联产系统模块关键技术”重点专项。在这两个重点专项的基础上，赵波牵头构建了“重大科技项目研究-产品研发-工程实践-推广应用”的电氢耦合技术攻关路径。

提升电氢耦合能效推进成果转化

2021年，赵波带领实验室成员开展电氢耦合能量管理系统的自主研发工作。“该系统集成了运行控制、能源监测、功率预测及安全风险分析等功能，可实现多种能源全方位的安全监测与优化调控。”赵波说。

由于氢能综合利用的过程存在多种能源协调控制复杂等问题，为了制订科学合理的电-氢-热多元复杂系统混合优化控制策略，赵波决定自主设计系统的技术架构和核心算法。他带领实验室成员利用短短一个月时间掌握了氢-电-热直流互联系统多时间尺度的源-荷能量匹配特性，提出了自主可控的滚动修正鲁棒优化控制策略。该策略成为电氢耦合能量管理系统的“控制神经”，使得系统具备实用化条件。

2023年6月，在分布式电源和微电网技术实验室提供的技术支持下，浙江宁波一个工业园区建成了电氢耦合中压直流微网工程。实验室成员完成能量管理分系统调试，开始全系统联调时，赵波发现接入设备的数据量超过预期，系统数据接收功能出现异常。

夜晚的工程现场灯火通明，赵波和实验室成员逐帧排查来自传感器、底层可编程逻辑控制器、监视控制与数据采集系统等关键环节和设备“四遥”链路上的40多个通道上千条报文，发现是数据发送端和接收端的配置参数不一致导致了系统异常。赵波带着团队成员立即修正。天蒙蒙亮时，看到数据一切正常，赵波才松了口气。

当前，电氢耦合能量管理系统已先后在位于台州大陈岛、丽水缙云、杭州钱塘、宁波慈溪的4个国网浙江电力氢能示范工程中应用，为海岛氢能综合利用、乡村氢能生态示范建设、柔性直流-电氢耦合应用、“电、氢、热、车”耦合直流微网系统提供了协调控制能源的“智慧大脑”，通过精细化调度提升电氢耦合的综合能效。

把研究生课堂延伸至工程一线

赵波坚持在工程现场锻炼培养人才。他担任了浙江大学、天津大学、重庆大学等高校的兼职导师。5月7日，赵波带着今年浙江电科院与华北电力大学、浙江大学等高校联合培养的8位硕士、博士研究生新生，来到宁波慈溪电氢耦合示范工程现场，带领学生们了解制氢装置、储能设备、燃料电池等，为他们讲解电氢耦合实际运行的机理和应用成效。

“只有在工程实践中多锻炼，才能成为优秀的科研人才，所做的科研才会更加贴近实际需求、更具实用价值。”赵波说。

早在2008年，赵波就提出了“微网星途”计划：实验室与国内高校、知名厂家联合，把研究生课堂延伸至工程一线，提高学生解决复杂工程问题能力、团队协作能力和研究创造能力，培养一批创新能力强的复合型科技人才，一体推进科技创新和人才培养。

“赵老师对工作和科研有极高的要求，他现场教学的方式帮助我们从实践中获取研究灵感，引导我们深入思考如何让研究成果真正落地。”赵波的学生丁琦欣说。丁琦欣来自浙江大学，参与了国家工程硕博士培养改革专项，于2022年9月参加“微网星途”计划，成为赵波的学生。目前，已有36名优秀学生参与“微网星途”计划。