张承慧：36年厚积薄发，为光伏新能源高效可靠并网提供“中国方案”

7月26日，山东省召开全省科技大会，会上，山东大学讲席教授、控制科学与工程学院院长张承慧被授予2023年度山东省科学技术最高奖。30余年来，张承慧一直从事新能源系统控制研究，直面新能源高可靠并网、高质量供电、高效率利用三大挑战，创建新能源高效可靠并网非线性控制理论与技术体系，带领团队研制光伏逆变、新能源电能质量控制、电池储能三类核心并网装备，与企业合作大规模产业化应用，实现了光伏新能源高效可靠并网。

应对挑战，在国际上率先突破新能源并网非线性变增益控制理论及技术

发展风光等新能源是解决能源、环境危机的关键途径，攸关我国经济发展和能源安全，也是世界大国竞争的主战场。据国家发展改革委预测，2050年风光发电量将占全国总发电量的72%。然而，不同于传统火电，新能源天生固有强随机性、波动性、间歇性，高效优质利用难度巨大，被美国工程院列为21世纪14项重大科技挑战之首。

新黄河记者了解到，张承慧此次获奖的成果，应对的正是新能源高可靠并网、高质量供电、高效率利用三大挑战。“此次获奖的成果主要由三部分组成。”张承慧介绍，“一个是怎么把新能源发的电送到网上去，实现大规模并网；第二个是如何进行电能质量控制，特别是高压大容量的电能质量控制；第三个是怎么来稳定电网，那就是大规模储能。”

张承慧表示，与欧洲的新能源并网以分布式为主不同，我们国家的新能源并网以大容量集中式居多。“中国的新能源并网单机容量都比较大，我们发明了非线性的控制理论和方法，专门针对大容量系统的并网，那么实现它的高效并网，这是它的一个创新点。”张承慧说。这一创新也在国际上率先突破了新能源并网非线性变增益控制理论及技术，实现了光伏新能源高效可靠并网，被国际权威学者誉为“中国方案”。

与此同时，在我国，很多大型的光伏电站，如位于新疆、宁夏的大型风电站，它的直接并网电压高达35千伏，实现这种高压大容量的并网，一般采用变压器来隔离来实现。张承慧代领团队发明了信息控制法，突破了欧洲“能量隔离法”容量天花板，研制成功我国容量最大35kV/百MVA电能质量控制装备，满足了国家重大急需。

此外，他还发明了“三维一体”精细协同控制技术体系，解决了大容量电池储能系统安全性差、利用率低的顽瘴痼疾。研究成果用于国家风光储基地，被国际可再生能源署列为全球典型案例。

潜心研究，他“不跟一时之风，不逞一时之勇，不求一日之功”

能有这样的成绩并非一日之功。

近年来，发展新能源已上升为国家战略，成为大国竞争的主战场和双碳战略的强支撑。但36年前，张承慧刚刚投身新能源控制研究时，这还是一个“姥姥不疼、舅舅不爱”的行业，是一份“受累不讨好”的差事，缺少经费支持，常在野外调试，苦不堪言。但张承慧经常跟同事们说，“做科研要有学术洞察力和战略定力，不跟一时之风，不逞一时之勇，不求一日之功”。

在张承慧看来，做科研要耐得住寂寞，不怕坐冷板凳，不要光跟热潮。“我们坚持了下来，近几年我们连续拿了三个国家奖，这实际上就是我们潜心研究、厚积薄发的一个故事。”张承慧说。

不过，新能源系统的规模会越来越大，系统会越来越复杂，用电的负荷也会越来越高，如何保证新型电力系统的安全可靠高效运行，是一个世纪难题。

放眼未来，张承慧依然充满干劲。“数字化，特别是人工智能、大数据还有元宇宙技术的兴起，给我们能源系统的数字化带来了很好的前景。”张承慧说，“我们应该把数字孪生技术、元宇宙技术等充分结合，实现对于新能源系统的预测、规划和调控，来确保系统的效率更高、安全性更强、经济性更好，这是我们未来的研发目标。”

记者:曹茜 校对:汤琪 编辑:刘玉红