深耕电力电子前沿 助力能源绿色转型 ——朱殷晓博士的科研之路

2025-05-09 15:44:47     来源:

在全球节能减排与“双碳”目标加速推进的时代背景下,我国电力能源结构正经历从传统化石能源集中式供电向新能源发电主导的分布式供电模式转型。新能源发电的波动性、间歇性等特点,加之电力电子装备的大规模接入,给电力系统的稳定运行带来诸多挑战。浙江大学电气工程学院电力电子研究所助理研究员朱殷晓博士,聚焦电力电子变换控制技术、新能源并网技术及装备可靠性分析领域,以创新技术为笔,在电力行业的蓝图上描绘出浓墨重彩的一笔。

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朱殷晓博士毕业于英国利物浦大学,拥有可持续能源技术硕士(Distinction荣誉)学位与电气及电子工程博士学位,并拥有英国高等教育研究院会士(FHEA)资格。学成归国后,他加入浙江大学电气工程学院开展博士后研究工作。凭借扎实的专业基础与创新精神,他不仅入选“国家资助博士后研究人员计划”,还积极参与多项国家自然科学基金项目,并在浙江省“尖兵领雁+X”科技计划项目中担任核心研究成员,在电力电子领域崭露头角。

在电力电子变换可靠性导向优化技术方面,朱殷晓博士深入研究新能源发电随机波动引起的电力系统装备可靠性等问题。在光伏发电系统场景中,分布式光伏发电常面临组件失配难题,不均匀老化、局部阴影遮挡等问题会导致能量损失。朱殷晓博士创新性地提出基于差分功率处理变换架构的组件失配抑制方案及功率流重构理论,有效解决了由光伏失配引起的可靠性问题,并通过主动调节各变换单元的功率应力分布,有效降低其关键元件失效风险,实现光伏系统整体可靠性的有效提升。

同时,博士在读期间,朱殷晓博士参与国家自然科学基金面上项目,围绕储能系统及电气化交通广泛应用的双有源桥直流变换器展开深入研究。通过分析采用移相调制的变换器局部电-热应力动态演化规律,结合人工智能算法,优化其关键单元的局部电-热应力分布,降低器件失效概率并提高系统运行效率。此外,针对负荷快速变化等运行工况,提出了基于相角自适应补偿理论的双有源桥变换器暂态直流偏置抑制策,提升其动态响应能力,并有效降低系统动态下磁性元件的磁饱和风险。这些成果为新型电力系统中大规模储能装备接入拓扑的控制与可靠性优化提供了重要指导。

在光伏发电系统友好并网领域,朱殷晓博士以高比例光伏系统并网控制优化为研究切入点。针对光伏发电存在的如提升电站发电量、降低传输损耗等难题,他在改进最大功率点跟踪技术的基础上,深入研究光伏变流器的电网友好型控制策略。

考虑到光伏出力的随机性易导致分布式电网过载与频率扰动等问题,朱殷晓博士提出了基于目标工作点精准估测的光伏变流器瞬态功率平衡方法,实现“源-网”功率的灵活匹配,满足主动参与电网调节需求的同时,延长光伏变流器使用寿命。

针对低惯量新能源大规模接入引发的电网频率稳定问题,基于瞬态功率平衡方法,他提出了具有功率/频率偏移抑制能力的光伏虚拟惯量调控策略。在光伏出力急剧变动下,该策略保障光伏变流器频率支撑能力的同时提升系统灵活性,并有效降低直流母线电容电压持续波动引起电容失效、系统失稳等风险。进一步,针对分布式光伏面临的局部阴影遮挡问题,朱殷晓博士提出了电网友好的光伏功率柔性调节策略,提升光伏变流器的场景适应性。并还进一步形成了基于差分功率处理技术的分布式光储接入方案,提出了考虑储能电池荷电状态的功率变化率约束与事件触发优化策略,实现分布式光储系统的整体可靠性与“源-网”友好性提升。

随着新型电力系统发展,构网型变流器及多变流器系统的稳定性分析成为研究热点。朱殷晓博士针对跟网/构网变流器混联系统的功率振荡问题,开展了多变流器系统建模方法及功率耦合环路量化评估及演化机理解析研究,并通过搭建实验室样机实现结果验证。针对多变流器系统协同困难的问题,他提出跟网/构网混联系统并网变流器灵活调节框架,有效提升了多变流器系统的可控性和灵活性,助力新能源渗透率提升。

目前,朱殷晓博士作为技术骨干参与浙江省“尖兵领雁+X”研发攻关计划项目,与团队围绕构网型光储系统的优化运行展开深入研究,其在构网型光储变流系统综合优化方面的成果入选2024年度“国家资助博士后研究人员计划”。科研成果上,朱殷晓博士已发表SCI/EI收录论文40余篇,其中IEEE Trans.系列期刊论文10余篇,撰写英文著作章节2章,并获授权发明专利5件,H指数13。这些理论与技术成果引起了国内外同行业的广泛关注,展现出他在电力电子领域的深厚造诣与卓越贡献。

电力行业关乎国家能源安全、经济发展与社会稳定。朱殷晓博士始终怀揣“促技术进步、保电力安全”的使命担当,在电力电子技术创新的道路上奋勇前行。他的研究成果不仅为电力电子化电力系统高效变换可靠性、稳定性优化提供了坚实理论基础,更为我国电力行业的持续发展注入新动力,相信在未来,他将继续攻克更多技术难题,为我国能源绿色转型与电力事业进步作出更大贡献。(文/张霞)

 

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