为深入贯彻落实习近平总书记提出的“四个革命、一个合作”能源安全新战略,着力发展非煤能源,形成传统能源与风、光、氢等新能源多轮驱动的能源供应体系,成为我国能源革命的重大传略选择。为发挥能源技术创新在能源革命中的决定性作用,我国的科研工作者不断加强能源科技创新引领,推进核心技术与装备突破攻关,着力提升我国能源技术领域的国际竞争力。立足我国能源革命的时代背景,华北电力大学电气与电子工程学院硕导王剑晓投身科研事业,立志为祖国能源科技的发展贡献力量。
行健不息 奋斗不止
出生于1992年的王剑晓,正值青春年华,早在2010年,他以辽宁省第七的成绩考入了清华大学电机工程与应用电子技术系。4年后,他开始攻读博士学位,师从夏清、康重庆教授,并于2019年1月获得清华大学工学博士学位。同年6月,任华北电力大学电气与电子工程学院讲师。从此,他开始致力于电力市场、能源经济、氢能与储能技术、能源交通信息融合、数据分析方法等方面的自主创新研究。
为充分挖掘多能源形态对智能电网安全经济运行的价值,实现高比例新能源在更大范围内的全额消纳,王剑晓着力研究氢能供应链、建筑群储热等大惯性能源载体与电力系统协同运行的理论方法。首次系统提出综合需求响应的概念,并研究基于拉格朗日乘子优化选择的分布式并行计算技术,提升大规模灵活性调节资源的控制效率,以异质能源在能量枢纽中的优化配置促进构建高弹性、高能效的能源体系。相关理论成果发表在国内外高水平期刊,得到业界的广泛认可。
此外,由于风、光等新能源发电受气象影响呈现典型的随机性和波动性,王剑晓追本溯源,深入开展了数值天气预报等跨学科研究。在研究美国国家海洋气象局数值天气预报系统的基础上,王剑晓参与研发面向我国新能源预测的数值天气预报平台,对地表不同海拔高度的179个气象变量进行未来24h、分钟级颗粒度、3km×3km网格化的点预测,进而提出了数据驱动与物理解析相结合的高精度新能源功率预测方法。此外,王剑晓积极参与我国智能电网调度和电力市场运营平台的研发工作,已实现在我国多个省级电网的应用,具有广阔的实用前景。相关理论成果已申请中国与国际发明专利,获得了国内外多项奖励。
排除万难 坚定信心
对科研无止境的探索过程,充满了苦与乐。要想有一番作为,必须严格要求自己,经历科研中的风风雨雨。面对科研中遇到的困难和挫折,王剑晓从不退缩。他始终坚信:宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来,吃得苦中苦,方为人上人。
全新的科研方向和理论挑战更加激发了王剑晓钻研的斗志。迫于空气环境污染与化石能源短缺的压力,推进交通系统电气化与清洁化已经成为学术界和工业界共同关注的挑战和难题。电动汽车以其零排放、高能效等优势,日益受到人们的青睐。但是,大规模电动汽车“即插即用”并网也对城市配电网造成了巨大的压力,严重威胁着城市配电系统的安全运行。贯穿能源和交通系统的氢能,有利于实现清洁、低碳、安全、高效的能源交通融合。因此,王剑晓开始关注以氢为核心的能源交通融合技术领域,并开展了相关基础理论研究。
电气工程学科尤为注重工程意义和实用价值。为实现理论与实践相结合,王剑晓作为课题负责人参与“面向智慧能源服务的虚拟电厂平台设计与关键技术研究”等科技项目,与其他高校和企业专家学者共同推进秦皇岛虚拟电厂智慧能源技术研究,助力实现北京2022冬奥赛区100%清洁供电。此外,开展“促进可再生能源消纳的绿色电力市场交易机制和应用研究”等科技项目研究,助推氢能等绿色能源发展,以期实现京津冀地区电动汽车与西北新能源直接匹配交易。
追逐梦想 祖国以光
近年来,王剑晓积极参与或承担了包括《基于动态可行域聚合的虚拟电厂市场运行理论与方法》《基于制度有效性理论的综合能源系统运营机制及关键技术研究》《中国光伏与储能产业技术发展及环境治理效益》等在内的多项科研项目。在国内外高水平期刊和会议上发表了50余篇学术论文,获得了《结合光伏功率物理模型与数据驱动的光伏功率预测方法》(授权公告号:CN107341569B)、《一种基于含储能单元的电力系统可用传输容量的控制方法》(授权公告号:CN109861289B)等专利授权。
在科研的同时,王剑晓还从事教学工作,为学生讲授研究生课程“电气工程新技术专题”和本科生课程“电力系统分析基础”,大力培养科研人才,深受学生们喜爱。
此外,王剑晓目前担任国际期刊《IET可再生能源发电》编委、IEEE PES中国区会议委员会常务理事兼秘书、IEEE会员、中国电机工程学会会员、北京电机工程学会会员。多次在国内外学术会议上开展学术交流,进行学术报告,曾担任IEEE电力能源年会分论坛主席。
在王剑晓的不懈努力下,近年来,他获得了可再生能源转型十佳奖、第44届日内瓦国际发明博览会金奖、第22届全国发明展金奖、第12届北京发明创新大赛银奖、2017韩国BIXPO电力科技发明展铜奖、国网河南省电力公司科学技术进步专利优秀奖。2017年,入选中国科协“高端科技创新智库青年”。2019年,获得了清华大学蒋南翔奖学金,并被评为清华大学优秀博士毕业生,撰写的论文也被评为清华大学优秀博士论文。
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。王剑晓脚踏实地,仰望星空,正在走出一条追逐梦想的科研之路。未来,王剑晓将坚持开拓自主创新道路,将个人的追求和梦想融入面向国家重大需求、面向世界科技前沿的研究工作中,为实现中华民族伟大复兴的中国梦鞠躬尽瘁、奋斗终生!
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