【我的中国梦】孙耀杰:迎接光电控制应用的“黎明”

作者:邵安琪摄影: 视频: 来源:《万博体育客户端app下载》第958期发布时间:2013-06-14

孙耀杰:信息学院教授,电光系副系主任,江苏省创新团队领军人才,中国电源学会理事、中国光伏发电及产业化标准推进组成员。

走进兴业光学楼318 室,暗室里正在做一项3D 虚拟现实飞行仿真模拟试验。戴上3D 眼镜后,屏幕上呈现的飞机驾驶舱外的跑道、云层以及飞机的飞行资态,都触手可及一般,好像你在驾驶着一架真实的飞机航行。

“这是我们正在进行的973项目和国家大飞机专项的一个部分,研究飞行员驾驶的安全性与光环境。”孙耀杰介绍,“利用虚拟现实和自动控制技术,我们可以对驾驶员在飞行中可能遇到的问题进行高度仿真的实况模拟,这样就减少飞行员的实际飞行试验,既减少了人力和财力资源的耗费,也便于研究极限环境对飞行驾驶的影响。”

在这些神奇的技术背后,是一名科研工作者十多年峰回路转的漫漫科研路。

柳暗花明 板凳要坐十年冷

“2002 年,我就进入了新能源领域,研究电力电子控制和并网发电技术,但当时这个行业还很冷清,不像现在这样热闹。”孙教授说,自己“入行”早是受到了当时导师的影响。“他告诉我,要真想在研究方面为社会做贡献,就要思考未来五到十年中社会需要的是什么,本领域学科发展方向是什么,然后尝试朝这个方向努力。”十多年前导师的叮嘱,他至今记忆犹新。

最初,孙耀杰在光伏领域的研究刚刚起步。从2002 至2004年在西安交大读博和任教期间,他承担了一项关于分布式发电控制技术的中日合作项目,发表了几篇文章。2004 年后他来到万博体育客户端app下载,尽管电光源系以研究照明技术为主,但他在完成系里的科研任务的同时,并没有放弃自己的研究方向。

“那是我的一块‘自留地’”

2007 年,孙耀杰首次与国电南自通华新能源科技有限公司合作,打通了将学校技术和国家需求紧密结合的道路。从这年开始,孙耀杰先后和中国电力科学研究院、国家电网公司电力科学研究院、中国质量验证中心等多个单位和机构合作,主要领域是太阳能并网发电技术。

“我们在光伏发电方面的研究也颇有成效,研究成果从1 千瓦的家用小机器‘进化’成了1兆瓦的供大型光伏发电站所使用的并网装置。”孙耀杰说,“相当于从一辆小轿车到一辆重型卡车的转变。”

除了新能源电力电子控制系统的研究,他的另一个研究方向是光电系统控制,代表项目是大型商用飞机项目。他尝试将光电测试技术、照明自动控制和视觉功效相结合,研究驾驶员、飞机和环境三者的关联关系,研究中国飞行员的驾驶和操作的人机工程效能和光环境自动控制间的互动规律。文章开头的3D实验就是这方面研究之一。

迄今为止,在光电控制领域的研究成果已经应用于中国大型商用飞机的设计中,在国际光伏并网逆变技术领域,他的研究成果2011 年在全球的公开机构Photon 排名中是亚洲第一,居世界11 位;在国内,孙耀杰参与起草或审核的光伏发电领域的国家标准、行业标准有20 多项。

“在这个光伏并网领域我们还是有着一定的发言权的,无论是在学术界还是工程应用领域。”孙教授说。

强强联合 产业创新靠科研

“科学研究要有制高点,研究成果最好能应用到国民产值的一线。”孙耀杰说。他参与的多项校企合作、产学研项目,都是由企业同高校院所合作展开的项目,科研成果可投入企业生产实际,创造实际效益,推动企业转型。对孙耀杰来说,这样的项目合作契合了他的科研目标。

孙耀杰用他最重视的高效率电力电子控制技术举例说,如果发电效率能够提高0.1%,那么一台100 兆瓦的大型光伏并网逆变器每一秒钟都能多输出10万瓦的电能,一个大型电站在25年的运转周期内,增加的电量将是巨大的。“同我们合作的江苏兆伏,开始只有五个人,最初的技术引进和研发团队建设都是我们一手扶持的。”这个从零起步的企业,如今已有一个一百多人的研发团队,成为国际主流逆变器供应商,并在2012 年被德国企业收购,该企业连续多年在全球光伏并网逆变器领域排名第一,建立了省级工程中心,被评为江苏省创新团队领军人才。

为了将科研成果有效地转化给企业,孙耀杰在规范做科研的同时,花费了大量时间和精力去严格求证。除了在实验室里的模拟测验,还要搬着机器去现场进行长时间的验证实验。

“有时一个假期都在外面做实验,西藏去过好多次,前两天还去过青海格尔木。”他笑着说,格尔木之行是为了实测1 兆瓦光伏并网逆变器的运行状况。“我们现在和企业合作,完全可以承诺,万博体育客户端app下载的技术有能力通过国际上最高水平的认证和检测。”孙教授说。

交叉融合 积淀成就科研路

“‘交叉融合,严谨执着’,这话挂在我的QQ 签名上没有改过。”他对这句人生格言有独到解读:“交叉融合是万博体育客户端app下载的强项。万博体育客户端app下载理科氛围很浓,我们从事工科研究,和理科的结合很有必要。”同时,实验室也一直与国外最顶级的研究机构有密切交流。

“沉淀”这个词在孙教授的话语中出现频率很高。“学工科的一定要严谨、执着,立足于实践。这是我对自己的要求,也是我对学生的要求。”孙教授说。

“在科研道路上,每一个看起来十分细微的成果提升,都要付出超乎寻常的努力。”他指着实验室里一块灰黑色太阳能电池板说:“看这块电池板,似乎没有什么特别之处,但是它的效率每提高0.1%,都可能需要上亿元的投入。同理,电路转换效率提高0.5%就能达到世界顶级水平,1 兆瓦的电站效率低0.1%每年的损失都是以千万计。”

孙耀杰目前最担忧科研团队的建设和发展。“和同领域团队相比,我们团队规模还比较小,后续梯队的不足。梯队最好有更多的专职科研人员,才能确保长期的快速发展。”

谈到未来的科研计划,孙教授表示要“盯着一个方向执着走下去,有取舍。”他打算沿着已有的科研方向坚定不移地走下去。“目前新能源,包括智能电网中的新能源应用,有广阔的发展空间,别说是‘朝阳产业’,连‘黎明’都算不上,很多研究刚刚起步。能源是基础,在新型能源和节能技术方面,还有广阔的天地等待我们去发挥。”

制图:实习编辑:责任编辑:

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