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 2019年第1期 总第127期 2019年1月16日 |
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人物报道|张兴：恒爱精诚育良才 科研实践两相宜
“中国要强盛、要复兴，就一定要大力发展科学技术，努力成为世界主要科学中心和创新高地。”2018年5月28日，习近平总书记在两院院士大会上的讲话让人们的目光再次聚焦“中国创新”。
“创新之道，唯在得人。”在建设世界科技强国的征程上，人才的价值同时得到了党和国家的高度认可，人才也成为激发新时代创新活力的关键元素。
在电源领域，优秀的科技成果层出不穷，同样也离不开广大电源科技工作者的辛勤付出。他们扎根一线，在平凡的岗位上攻坚克难，开拓创新，以匠人之心追求极致，矢志报国。
为大力弘扬电源科学家精神，中国电源学会特别推出“匠心筑梦 砥砺前行|电源科技人物系列报道”。通过展现电源科技人物的风采和事迹，进一步激励电源科技工作者不忘初心，砥砺前行，在新时代的科学春天振奋精神再出发。
本期人物，张兴教授，合肥工业大学电气与自动化工程学院教授、博导、安徽省政协委员、中国电源学会常务理事、中国电源学会新能源电能变换技术专业委员会常务副主任。依托合肥工业大学“电力电子与电力传动”国家级重点学科和教育部光伏工程研究中心，张兴教授带领团队长期开展新能源发电中的电力电子技术研究，20年来一直专注与阳光电源有限公司的产学研合作堪称业界典范。
2018年7月盛夏,各大高校正值暑期。这个周日，合肥工业大学张兴教授除了按照惯例指导学生科研情况，还要去阳光电源股份有限公司（下称“阳光电源”）参加双方联合承担的一个国家重点研发计划项目的讨论会，之后赶回来为本校承办的“光储系统设计与应用专题研修班”授课。
张兴教授为学员上课
事实上,这只是张兴教授30多年来坚持教学、科研工作的一个缩影。他的理念是理论和工程实践缺一不可，教学、科研和产业技术必须深度融合，因此每天的教学、科研、研究生工作研讨、产学研交流等日程都安排得满满当当，一年下来几乎没有节假日。
虽然每天都有繁重的任务，但他的学生评价，无论什么时候见到张兴老师，他始终都是一副精力充沛、精神奕奕的样子。尤其是讲课时声音洪亮、富有激情，结合研究启发式教学方法，有效调动了学生参与课堂的积极性，传授知识的同时也培养了本科生的创新思维。而他自己，常常汗流浃背，也不知疲倦。
多年来坚持不懈的辛勤付出也换来了丰硕的成果。张兴教授从个人探索起步到建立有8位老师和百余名研究生组成的优秀科研团队，培育的硕士、博士研究生已达200多名；他带领团队与阳光电源股份有限公司开展了20年长期而富有成效的产学研合作，使多项成果实现了产业化；他还主持、参与国家重点研发计划、支撑计划、自然科学基金以及产学研等科研项目数十项，发表学术论文200余篇，出版学术专著4部（国家“十二五”重点图书）、教材2部（国家规划教材1部），获授权发明专利50余项。
光伏并网“先行者”
1980年，张兴走进了合肥工业大学的校门，他在这所学校里，走过了从学士到博士的求学之路。张兴教授对太阳能光伏发电技术的研究，源于1997年新疆新能源研究所原所长王国华研究员在合肥工业大学的一次讲学。当时，对他影响最深的是，欧美日等发达国家正在兴起的光伏并网技术带来了巨大效益，而国内还是比较集中在技术相对落后的光伏离网系统上，很少有人关注技术新颖且有难度的光伏并网技术。
看到了光伏并网技术的前景，尽管深知其中的挑战，但张兴教授抓住光伏并网系统中的并网逆变器这一核心技术，开始了潜心的研究实验。
“当时经费紧张，也没有科研团队，起步是很艰难的，也走了很多弯路。但是认准的事情就要投入热情并认真去做，多苦多累都得坚持。幸运的是，光伏并网逆变器的起步研究得到了刚成立不久的阳光电源总经理（现任阳光电源董事长）曹仁贤老师的大力支持。”张兴说。
1998年10月，与阳光电源合作研制的500W光伏并网逆变器样机在当年召开的全国光伏年会一经展出即引起了同行的高度关注。虽然逆变器功率只有500W，但让当时还停留在离网光伏应用的业界看到了并网光伏在国内应用的希望，也为之后与阳光电源长期而富有成效的产学研合作奠定了基础。
产学研合作典范
长期以来，产学研合作难、成果转化率低，一直是困扰高校和企业的难题。而张兴教授及其团队在新能源发电技术研究历程中，专注与阳光电源开展持续的产学研合作，并将解决产业技术难题和前沿研究有机结合起来，走出了一条理论联系实际、合作共赢的紧密型产学研合作之路，并取得了太阳能光伏并网逆变器、MW级风电变流器、虚拟同步机等多项成果的产业化。
张兴教授把合肥工业大学与阳光电源产学研合作模式的成功归结为“天时、地利、人和”。
天时，即指踩准政策和市场的节点。张兴教授解释说，紧跟国家战略方向和市场需求，从太阳能光伏并网技术，到风力发电变流控制与驱动，扩展到分布式发电、储能和微网、电动车，和阳光电源二十年来的合作领域不断深化和拓展。但新能源发电的大方向一直没有变过，项目之间既要有联系，又要深化拓展，只要顺应新能源产业核心技术发展趋势，研究方向一旦确定，必须坚持，绝不能采用东踩一个西踩一个的跟风式研究，这也是能在新能源发电技术快速发展大势中踩准节拍的关键所在。
地利，指校企在同一城市的地理优势，便于开展长期而紧密的产学研合作。而合肥工业大学、阳光电源所在地合肥，则是全国首批13个金太阳示范城市之一，也是著名的“中国光伏应用第一城”，分布式光伏容量规模已跃居全国省会城市之首。合肥市近年来一直在不断探索光伏、电动汽车、电能替代等综合能源运用，打造绿色可持续发展新城市。“这也为我们的产学研合作提供了良好的环境和更多的机会。”张兴说。
而人和，则体现了双方的诚意和互信，这也是双方能够长期合作的关键因素。阳光电源的创始人曹仁贤总经理原先也是合肥工业大学电气学院的教师，1997年在合肥创办了阳光电源有限公司，经过20多年的努力奋斗，带领阳光电源发展成为国际一流的新能源发电逆变器品牌企业，并于2011年在深交所挂牌上市。自1998年与阳光电源合作以来，张兴教授团队得到了曹仁贤总经理和阳光电源的大力支持，同时合肥工业大学也向阳光电源输送了大批研究骨干，在长期的产学研合作中，双方在建立互信的同时，更是建立了长久的友谊。
奋力前行、成果丰硕
自1998年与阳光电源合作研制成功500W光伏并网逆变器以来， 2000年，张兴教授又成功开发出3kW工程化样机，并在新疆鄯善县成功地进行了应用测试，实现了预期性能，并于2001年顺利通过了新疆维吾尔自治区组织的专家鉴定，得到了一致的好评。
这个项目的成功，进一步深化和拓展了张兴教授与阳光电源的产学研合作。之后，双方在太阳能光伏并网、风电变流器、微网逆变器及储能控制以及电动汽车电驱动等技术研究方面共同承担了诸多国家与省部级科技攻关项目，并实现了多项成果的产业化。
在太阳能光伏并网领域，国家科技部“十五”科技攻关项目——“并网光伏发电用系列逆变器的产业化”项目成功研发解决了并网光伏系统的关键部件逆变器的产业化难点，推进了我国并网光伏发电产业的技术进步。该项目系列产品在阳光电源实现了产业化，并定型了多种规格的并网逆变器产品。阳光电源光伏逆变器系列产品，已成功运用到北京奥运会的鸟巢、上海世博会场馆、三峡工程，以及酒泉、德国、西班牙、意大利等国内外大型光伏电站中，产生了优良的社会经济效益。如今，阳光电源光伏逆变器出货量已连续三年全球第一。
  
与阳光电源合作研制光伏并网逆变器系列产品应用与光伏电站项目
国家科技部新能源行动计划项目——“新疆乌鲁木齐大型光伏并网工程”项目也于2006年通过专家鉴定，这是当时新疆地区最大且功能最为先进的光伏并网示范工程，其成果被授予新疆维吾尔自治区科技进步二等奖。
在风力发电领域，MW级变流器作为核心技术一直被国外垄断，其国产化的路途极其艰辛和富有挑战性。
2004年，张兴教授团队与阳光电源联手进行科技攻关，完成了安徽省“十五”科技攻关项目“风力发电用交直交并网变流器”，并获得安徽省2006年度科技进步二等奖。
“十一五”期间，张兴教授团队与阳光电源联合承担并合作完成了两项“十一五”国家科技支撑计划项目——“1.5MW以上直驱式风电机组控制系统及变流器的研制与产业化”、“1.5MW以上双馈式风电机组控制系统及变流器的研制与产业化”，项目按期顺利验收，已于2008年实现了产业化，其风电变流器已装备了数十个商业风场。
 
与阳光电源合作研制的MW级双馈及永磁同步直驱式风力发电变流器产品
2013年，张兴教授率领团队与阳光电源又共同瞄准了超大功率海上风电中压变流器技术，他们成立了联合攻关小组，合作承担了“十二五”国家科技支撑计划项目——“7MW级风电变流器及其控制系统关键技术产业化开发”。经过3年的攻关，2016年1月该产品通过了湘电风能的技术实验测试， 2017年2月通过了张北风电场的现场测试，并实现了产业化。
5MW中压三电平永磁同步风力发电变流器
在微网逆变器领域，早在2011年张兴教授团队就与阳光电源合作开展了虚拟同步机技术的研究，并联合承担了“十二五”国家科技支撑计划项目——“光伏微电网关键技术研究和核心设备研制”，重点开展了虚拟同步机在微电网中的应用与控制研究，相关研究成果已在阳光电源实现产业化，并于2014年10月成功应用于海拔4800米的国网西藏措勤微电网项目，真正地实现了措勤县城高品质微电网供电的目标，该项目成果获中国电力科学技术奖一等奖。
 
与阳光电源合作完成的西藏措勤微电网项目
在多年新能源发电电力电子技术研究基础上，张兴教授主编了《PWM整流器及其控制》、《太阳能并网发电及其逆变控制》、《永磁同步全功率风力发电及其变流器控制》等专著，这些学术专著在新能源并网发电的逆变器研究与应用领域得到了学界、业界专家学者的肯定并被广泛参阅引用。
“回顾与阳光电源20年的产学研合作之路，高校团队必须依托有实力企业，并着眼前瞻性难题的持续攻关研究。而一个项目从立项到开花落地，至少需要五年的时间。在这个过程中，坚持不懈、双方的诚意、互信和优势互补非常重要，也是决定成果能否转化的关键因素。”张兴教授说。
“十三五”以来，张兴团队又承担了包括国家重点研发计划项目、国家自然基金和阳光电源产学研合作等多个科研项目。其中与阳光电源、清华大学等合作申请并成功获批了国家重点研发计划“分布式光储发电集群灵活并网关键技术及示范”，使产学研合作迈上了一个新台阶。目前该项目已完成主要研究工作，计划2019年6月验收。
“恒爱精诚”大家庭
多年的教学、科研和产学研实践经历，也使张兴教授的科研团队得到了锤炼和成长。在曹仁贤总经理(现任阳光电源董事长)和阳光电源的全力支持下，双方合作建设了“合工大-阳光电源联合实验室”，并由光伏并网与系统、风力发电变流器及控制、微电网及储能等多个实验室及实验平台，在新能源发电电力电子研究领域具备国内高校先进的科研条件。
目前，科研团队包括4位教授、3位副教授、1位讲师及100余名硕士和博士，形成了一支有凝聚力的科研力量。
张兴教授实验室团队照片
此外，实验室每年都会向包括阳光电源在内的多个新能源发电及电源企业输送专业性的研发人才，经过锻炼和发展，多人成为企业的中坚力量和技术带头人，也赢得了用人企业的赞誉。
“合工大-阳光电源联合实验室”既是严谨认真的学术团体，也是团结友爱的温馨家庭。他们分成不同的工作小组为实验室服务，锻炼学生的工作能力；定期举办“读报（文献研讨）”活动，提升学生的理论基础；不定期邀请学术界和业内知名教授、学者来团队进行交流访问，让成员们紧紧跟随国内外一流科研水平；此外，团队还定期举办春游、9月迎新活动、运动会和年终总结大会。这些活动都搞得有声有色，既增强了这个大家庭的凝聚力，也传递了实验室的精神与文化。
他们还设计了自己的室徽和室训。室徽中Greenlab代表着绿色实验室的团队理念和追求；室训“恒爱精诚”则体现了大家对待科研持之以恒、精益求精的态度和相亲相爱、诚心诚意的团队氛围。
实验室室徽
完善的科研平台、浓厚的学术环境和温馨有爱的氛围，让团队成员可以全心全意投入到科研中去，没有后顾之忧。如今，已经在阳光电源、华为等各大企业就业的同学谈到联合实验室，也无不感谢“恒爱精诚”这个大家庭给自己的历练和帮助。
而作为实验室带头人的张兴教授总觉得比起国内“老大哥”高校“自己做得还相差甚远”。他的愿景是让“恒爱精诚”的精神更加融入实验室每一位师生的科研实践中，进一步深化与阳光电源的产学研合作，大家齐心协力，奋勇创新，形成一批有创新、有价值的科研成果。（中国电源学会 杨乃芬撰稿）返回 |
