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作者:潘丽 来源:科学时报 发布时间:2011-5-10 22:1:4
务实求新 完善风电技术

 
□潘丽
 
细论起来,早自1984年起,李国杰就曾与清华大学结下不解之缘。
 
清华十二载,铭刻了他的青春,也打下了扎实的功底。1996年9月,李国杰前往新加坡,开始了新的学习和工作。其间,获得南洋理工大学博士学位,相关论文被SCI收录8篇、EI收录2篇,先后任职于EPCOS公司和新加坡电力公司,在电力系统领域作出了突出的成绩。
 
2003年10月,在清华大学“电力系统国家重点实验室”急需高素质人才之际,怀着为母校出力的心愿,李国杰重返清华,负责该重点实验室最重要的一个分室——“电力系统动态模拟实验室”的建设和管理工作。经过几年的发展,他完成了该实验室“211工程”二期项目及“985工程”二期项目的建设任务,顺利建立起包括风电、光伏发电的分布式电力系统平台以及实时数字仿真系统平台。
 
回国后,他全身心投入到学术研究和学科建设上,取得了一系列的突破,其柔性直流输电(VSC-HVDC)系统研究获得北京市自然科学基金的支持,而通过电能质量的拓扑分析与研究开发出的“一种无需隔离变压器的电能质量综合控制器”也颇受好评。当然,更惹人注目的还是他对双馈风力发电的研究。
 
众所周知,我国如今面临着资源能源短缺、生态环境恶化的严峻形势,因此对可再生能源的研究可谓是日新月异,表现在电力领域,则以风力发电的势头最为强大,至2008年底,我国风电的装机容量已突破1000万千瓦,大型并网风力发电场逐渐成为我国风力发电的主流。然而,由于风能的随机性、间歇性等特点,大容量风电并入电网后将影响到电网运行过程中的电压稳定性、功率平衡性、暂态稳定性等,负面反应十分严重。作为变速恒频风力发电的一种重要类型,与直驱风力发电相比,双馈风力发电因为功率变流器容量小,只有发电容量的25%~30%,能够进行发电机输出有功功率和无功功率的独立控制,成为我国风力发电的重要发展方向。
 
2009年,李国杰获得国家自然科学基金支持开展“同步化双馈风力发电系统的分析与控制”研究,并在世界最著名的风电公司丹麦VESTAS公司资助下进行变速恒频风电机组的控制研究。在该系列研究中,李国杰集理论分析、仿真研究、物理试验于一体,首次提出风力发电双馈电机模型同步化的概念和建模方法,把同步发电机和电力系统的成熟理论和分析方法引入到双馈风力发电系统的研究中;首次提出了双馈电机的幅值频率控制(MFC)方法,该方法不需要检测转子电流、转速和转子位置角等信号,也不需要复杂的矢量变换,大大简化了双馈电机的控制设计,提高了控制系统的可靠性。由其负责设计的1.5兆瓦双馈风力发电变流器实现了并网发电、满功率稳定运行,并完成了地面大功率并网试验,从而掌握了1.5兆瓦双馈风力发电变流器设计的核心技术。
 
2011年,双馈风力发电系列研究还在深入开展,李国杰的身份也在此时转变为上海交通大学电气工程系教授,然而,无论走到哪里,多年来耳濡目染的清华精神都不会被湮没,反而会随着他的脚步感染更多的人。
 
《科学时报》 (2011-05-11 A2 要闻)
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