何湘宁 教授

浙江大学

个人亮点

为我国电力电子拓扑理论和控制方法的研究走在国际前列，推动电力电子技术的发展满足国家重大需求，并取得广泛国际影响力作出贡献。

个人简介

何湘宁，电力电子技术专家。长期研究电力电子变换拓扑与调控机理，创建了单元拓扑构造和多自由度调控理论和方法，解决了国际上高增益、多电平、特种电源等一系列装备的基础科学和关键技术难题，为我国电力电子拓扑理论和控制方法的研究走在国际前列，推动电力电子技术的发展满足国家重大需求，并取得广泛国际影响力作出贡献。

他以第一完成人获学科首个国家自然科学奖；被IEEE PELS聘为国际上首位讲授高增益变换的Distinguished Lecturer；获大功率多电平研究和应用的首个国家技术发明奖(排名2)；出版国际上首部含多电平变换故障容错和冗余设计方法的专著；当选为我国内地该学科首位IEE(现为IET)和IEEE双Fellow。

他至今发表SCI收录论文269篇，论文WoS他引17613次。授权中国发明专利173件，欧美发明专利6件，专利至今被国内外机构的专利引用参考2108次。以第一完成人还获中国电源学会科技进步特等奖和省部级科技成果一等奖5项。他是何梁何利基金科学与技术进步奖获得者。

主要科技成就和贡献：

一．创建高增益单元拓扑的普适构造理论和方法，攻克国际上高增益装备高效率的基础性难题。

高增益直流变换是最基本和应用最广泛的电力电子装备之一。他提出了多自由度调控拓扑结构，把单级拓扑升压倍数从不到10倍大幅拓展到30多倍。他提出了增益提升基本单元概念与拓扑构建法则，推演出系列新型高增益拓扑族。高增益论文单篇WoS被引1056次，导出单级高能效结构被跨国公司62件美国专利引用参考。理论和方法至今被牛津、帝国理工、斯坦福、弗吉尼亚理工，以及特斯拉、伊顿、谷歌、ABB等全球71个国家/地区1128家机构引用和应用。成果“实现了机载大功率变换电源装备的高效率和高功率密度”；研制的舰载UPS“在有限体积和空间约束条件下实现了电源系统的自然冷却和性能大幅提升”，“取得了重大的社会效益和经济效益”。高增益单元拓扑构造理论和方法获2016年度国家自然科学二等奖。

二．提出多电平单元拓扑概念、统一构造原理和多自由度调控方法，破解了多电平变换高性能的重大关键问题。

高铁牵引、船舶驱动、港口岸电等国家重大产业中，多电平电路拓扑及电平调制是国内外高压大功率变换不可或缺的核心。他提出了多电平基本单元拓扑的概念和基本单元串-并(并-串)形成多电平电路的统一构造原理；从理论上阐明了多电平调制三角载波法和空间矢量法的本质联系，建立了多自由度调控方法；发明的电压箝位技术解决了器件应力失衡难题。他的多电平技术专利被通用电气、西门子、国家电网等全球14个国家/地区著名企业的专利引用参考。技术应用于我国众多大型与上市企业的多电平装备，推动了我国“大功率高压变频”、“中高压电力推进”系统从自主创新、更新换代到中国名牌，并进入欧美主流市场。多电平变换实现电机系统高效能运行与控制成果获2013年度国家技术发明二等奖。

三．创立功率器件瞬态性能精准测试和多维表征方法，突破了变换装备高可靠性的共性难题。

功率器件和拓扑单元在微秒级开关时间承受了超高瞬变电压(电流)和超强能量脉冲的冲击。他发明微秒级的器件开关瞬态结温检测技术，国内外首创器件与拓扑单元瞬态特性精准测试和多维表征模型(可达6维)，揭示了复杂和极端工况下器件与拓扑的开关瞬态特性与运行规律。合作研制的高可靠变换装备应用于环保、冶金、材料和新能源等领域，成效显著。等离子体放电电源稳定可靠运行于国家的“近零排放重大工程”；长时高倍率过载轧机传动系统打破了国外品牌长达20年垄断；2020年初4500套熔喷布驻极体电源为国家抗击新冠防护材料制备做出了重大贡献。高频/脉冲调控和系统成套技术获2020年度中国电源学会科技进步特等奖。成果为实现安全高效的电力电子化发-输-配-用电系统奠定了坚实的理论基础和提供了有效的技术路线。