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              成果鑒定
              清華大學“電力電子混雜系統建模仿真理論及其工業軟件與應用”項目通過我會鑒定

              清華大學“電力電子混雜系統建模仿真理論及其工業軟件與應用”項目通過我會鑒定

              2022-05-06

                2022年4月28日,我會通過“線上+線下”相結合的方式對清華大學電機系趙爭鳴教授團隊完成的“電力電子混雜系統建模仿真理論及其工業軟件與應用”項目組織召開了科技成果鑒定會。

                特邀嘉賓韓英鐸院士、我會秘書長韓毅、清華大學副校長曾嶸教授、電機系主任康重慶以及趙爭鳴教授團隊主要成員等共計30余人參加會議。鑒定委員會由華中科技大學程時杰院士、湖南大學國家電能與控制工程技術研究中心主任羅安院士、南方電網科學研究院有限責任公司董事長饒宏院士、中國航天科技集團有限公司首席信息官王國慶院士、中國電器工業協會電力電子分會常務副理事長肖向鋒教高、冶金自動化研究設計院李崇堅教高、浙江大學電力電子技術研究所所長徐德鴻教授、中國科學院電工研究所所長李耀華研究員和中國電力科學研究院副院長孫華東教高組成。我會咨詢部主任劉淼主持會議。

                

                多名院士和行業權威專家組成的鑒定委員會  

                我會秘書長韓毅在致辭中回顧了中國電工技術學會與清華大學的合作淵源,對我會受邀參加創會理事長、原清華大學校長高景德先生誕辰100周年紀念活動及清華大學電機系建系90周年系列紀念活動表示感謝,并簡要介紹了我會近年來在科技咨詢工作方面所取得的業績。

                我會秘書長韓毅致辭

                清華大學副校長曾嶸教授在鑒定會致辭中指出,電力電子裝備是雙碳目標下我國電力能源轉型最關鍵的電氣設備之一,其中工業仿真軟件是支撐系統分析設計最重要的基礎工具。趙爭鳴教授領導的團隊在國家自然科學基金重大項目等一系列國家重大課題的支持下,開展了持續而深入的基礎研究,攻克了電力電子混雜系統建模仿真這一理論難題,并且研制出完全自主化的電力電子工業仿真軟件,對我國電力能源領域的發展具有重要的戰略意義。

                清華大學副校長曾嶸致辭 

                電力系統國家重點實驗室副主任、清華大學電磁實驗中心主任、大容量電力電子與新型電力傳輸團隊負責人、IEEE Fellow趙爭鳴教授及團隊人員分別作了工作報告和技術報告,向鑒定委員會全面介紹了項目情況。經過質詢與討論,鑒定委員會專家一致認為:“該項目取得了重大的原創性科研成果,實現了我國電力電子領域工業仿真軟件的基礎理論突破和自主創新,引領了電力電子系統多時間尺度動力學表征研究領域的發展與進步,項目整體技術處于國際領先水平”。特邀嘉賓韓英鐸院士“線上”參會并對項目成果給予了高度評價。韓院士指出,應當抓住構建新型電力系統的國家戰略機遇,大力發展電力電子系統領域的自主可控工業仿真軟件,在已有成果的基礎上,進一步加強學科交叉和學術合作,在更多領域進行推廣應用。電機系主任康重慶教授代表項目完成單位致謝,感謝專家們對項目成果的高度認可和提出的寶貴指導意見,并感謝中國電工技術學會組織召開本次鑒定會。

               與會領導專家合影

                電力電子技術已經成為全球新型電力系統、電力牽引、國防工業等關鍵領域的重大需求和底層支撐。其中,工業仿真軟件是支撐系統分析設計最重要的基礎工具。然而,現有的建模仿真方法基于時間離散和時間驅動,建模解算納秒級開關過程發散,不能認知開關瞬態導致的系統故障,帶來裝置燒毀、系統崩潰等巨大危害;同時,仿真大規模電力電子系統經常耗時幾小時甚至幾天,只能通過簡化等效縮短耗時,仿真結果不能表征系統極限應用邊界。這些都導致裝置的安全可靠運行過分依賴余量設計,嚴重制約產品性能和經濟性。

                面對上述理論難題和重大需求,項目組凝練出“電力電子混雜系統多時間尺度動力學表征”這一關鍵技術難點,牽頭承擔了電力電子領域首個國家自然科學基金重大項目,歷經近十年持續而深入的基礎研究,突破了上述重大理論問題,創建了電力電子混雜系統建模仿真理論,原創性地提出了“狀態離散、事件驅動”的全新仿真認知思想,形成了“多時間尺度分段解析建?!薄敖怦钚碗x散狀態事件驅動仿真解算”和“半符號化狀態方程計算機稀疏生成”一體化的技術體系。

                基于上述理論創新,項目組研制了國內外首套基于狀態離散的電力電子工業仿真軟件,該軟件已通過中國電子技術標準化研究院塞西實驗室的第三方檢測,解算速度較國際先進軟件平均值提高了兩個數量級,沒有發散問題,優于國家相關標準要求;作為自主知識產權的工業軟件在國內50余家重點單位推廣應用,并推廣到美國、日本等全球15個國家的200多家機構,得到了國內外的廣泛認可,經濟和社會效益顯著。

                創新成果1:創建了多時間尺度分段解析建模方法

                針對電力電子混雜系統多時間尺度過程的建模表征,創建了多時間尺度分段解析建模方法,突破了建模參數獲取等關鍵技術,實現了開關瞬態機理解耦和動態參數解耦,解決了電力電子系統動力學行為的極限認知與表征難題。

                創新成果2:開創了解耦型離散狀態事件驅動仿真方法

                針對電力電子混雜系統多時間尺度過程的仿真解算,原創性地提出了基于狀態離散、事件驅動的多時間尺度仿真理論方法,攻克了時間步長與多時間尺度行為匹配和仿真發散的難題,大幅提升了仿真解算速度。

                創新成果3:提出了半符號化狀態方程計算機稀疏生成方法

                針對電力電子混雜系統工業仿真軟件的計算機自動化實現,提出了半符號化狀態方程計算機稀疏生成方法,顯著降低了電力電子系統數值方程自動生成的計算耗時,研制出國際首套基于狀態離散的電力電子工業仿真軟件。

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