科研作網(wǎng) 獵風捕光
——記中國電力科學研究院有限公司教授級高級工程師李相俊

□ 李 桐

李相俊在2018年中國電機工程學會年會作報告

中國是世界上風、光能最豐富的國家之一，早在2012年8月，中國并網(wǎng)風電5258萬千瓦，取代美國成為世界第一風電大國。截至2017年年底，中國風電裝機1.64億千瓦，光伏發(fā)電裝機1.30億千瓦。中國的風機和光伏裝機容量居世界第一位，中國電網(wǎng)成為世界上接納清潔能源規(guī)模最大的區(qū)域性電網(wǎng)，中國也已成為節(jié)能和利用清潔能源第一大國。

2017年10月，國家發(fā)改委、能源局、財政部、科技部、工信部聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于促進我國儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》。這是我國儲能行業(yè)中第一個指導性政策，該政策確立了我國儲能行業(yè)從短期到中長期的發(fā)展方向，提出未來10年內(nèi)分兩個階段推進相關(guān)工作：第一階段實現(xiàn)儲能由研發(fā)示范向商業(yè)化初期過渡，第二階段實現(xiàn)商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變。

這一指導意見的提出無疑是將儲能的重要性擺在了臺面上，這讓許多儲能相關(guān)行業(yè)吃下一顆定心丸，相關(guān)儲能技術(shù)人員還希望儲能行業(yè)配套實施細則能夠盡快落地，以便施展拳腳。這其中還包括中國電力科學研究院有限公司教授級高級工程師李相俊。盡管他從事新能源與儲能領(lǐng)域的研究工作多年，在大規(guī)模多類型儲能系統(tǒng)監(jiān)控、協(xié)調(diào)控制與能量管理系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用方面已經(jīng)取得了不小的成績，但在中國新能源與儲能快速發(fā)展的大好形勢下，還有更廣闊的天空等著他去翱翔。

興趣是選擇的指向標

李相俊本科畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學電器專業(yè)，2001年7月大學畢業(yè)后留學日本就讀于日本國立北見工業(yè)大學。當時，李相俊從事的是電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度、電力市場的相關(guān)研究，但他卻對新能源與儲能領(lǐng)域十分感興趣。

李相俊說：“我是來到日本后接觸到新能源的，正好我的導師也關(guān)注儲能這方面的研究，接觸到新能源后我覺得很感興趣。但剛?cè)ト毡镜臅r候，我選擇了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的相關(guān)課題，之后在日本一直在這個方向進行研究。其實我個人很想做新能源和儲能方面的研究。所以，2006年3月我博士畢業(yè)后，去了韓國能源研究院做博士后工作?！?/p>

在韓國期間，李相俊的研究從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)跨越到了新能源系統(tǒng)，從仿真跨越到了實時控制和工程應(yīng)用，在新能源系統(tǒng)控制研究方面得到了鍛煉。李相俊參與了韓國能源研究院首輛燃料電池中巴車的研發(fā)，這輛車的燃料電池在前期的開發(fā)和生產(chǎn)進程比較緩慢，到后期韓國能源研究院只給李相俊所屬團隊不到一個月時間進行裝車調(diào)試，任務(wù)比較緊迫。“那一個月，我們幾乎都是通宵達旦，晚上12點多吃完夜宵就繼續(xù)工作，有時會一直工作到早上四五點。我印象特別深的是最后，上午10點領(lǐng)導就要來視察了，我們是當天早晨4點才調(diào)試完，一次成功。大家特別興奮，覺得這一個月的努力沒有白費?！?/p>

在這期間，團隊成員相互支持與鼓勵，李相俊主要負責完成了燃料電池系統(tǒng)電控板的算法開發(fā)與程序燒寫、控制器接線、燃料電池系統(tǒng)的電控與監(jiān)測運維等，解決了一個個工程應(yīng)用難題，為日后參加燃料電池混合動力系統(tǒng)的工程應(yīng)用項目積累了寶貴實踐經(jīng)驗。工程緊要關(guān)頭人手緊張，為了盡快將燃料電池電堆的數(shù)百個單體電壓采集線連接完成，李相俊親自完成了所有數(shù)百個接線，從笨拙書生演變成了熟練工，但他的十根手指全被磨破，也令他深刻體會到了工程實踐的艱辛與不易，終身難忘。

2008年，北京舉辦第29屆夏季奧林匹克運動會，部分奧運工程成為新能源示范工程，奧運新能源車輛示范運行工作也開始進行，清華大學自主研制的燃料電池客車參加了新能源汽車奧運示范運行交車儀式。這時，在韓國已經(jīng)從事兩年博士后工作的李相俊選擇回國進入清華大學繼續(xù)開展博士后工作。因為他發(fā)現(xiàn)，韓國能源研究院雖然在燃料電池研發(fā)方面十分出色，但是在整車系統(tǒng)控制方面卻不是強項。相對而言，清華大學在系統(tǒng)控制方面實力已經(jīng)非常強了。奧運示范工程的開展對他而言也是一個很好的實踐機會。

作為核心骨干成員，李相俊參與完成了燃料電池城市客車研發(fā)與應(yīng)用的原“863”重大項目，在原有2006年版整車控制器的基礎(chǔ)上，以保持接口兼容和降低系統(tǒng)成本等為目標，參與完成了清華大學自主研發(fā)的燃料電池城市客車整車控制器的新一輪改進及研發(fā)工作，新改版的整車控制器成功應(yīng)用在了2008年北京奧運會、2008年—2009年北京公交一年示范運行用燃料電池城市客車中，在一年時間內(nèi)完成了數(shù)萬多公里的公共交通運輸，共計運送旅客數(shù)萬人次。他在清華大學博士后期間參與承擔的科研及工程實施項目，從我國新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化推廣出發(fā)，面向燃料電池城市客車的產(chǎn)業(yè)化需求，包含并研發(fā)了具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的燃料電池城市客車的核心關(guān)鍵技術(shù)。相關(guān)科研工作既有理論意義，又有工程實踐價值。

“我個人覺得4年的博士后經(jīng)歷是我從事新能源與儲能的契機和開端，在韓國的兩年讓我在實時控制方面得到了實踐與鍛煉的機會，在清華大學的兩年讓我在這方面鞏固了基礎(chǔ)。博士后工作結(jié)束后，我還是想從事電力領(lǐng)域的研究，而且近幾年積累的科研經(jīng)驗都是有關(guān)新能源系統(tǒng)控制的，正好當時中國電力科學研究院電工所剛成立不久，也需要儲能系統(tǒng)控制方面的人加入，我就來到了這里?！崩钕嗫≌f。

來到中國電力科學研究院后，李相俊正式開始在新能源與儲能領(lǐng)域大展拳腳，他一直保持著務(wù)實專研、積極創(chuàng)新、作風嚴謹、責任心強的科研態(tài)度，在電力儲能、新能源發(fā)電系統(tǒng)、多能源系統(tǒng)控制等多學科交叉領(lǐng)域積極進行著探索。

守護祖國好“風光”

2018年7月在非洲國家電網(wǎng)建設(shè)與運營能力建設(shè)研修班講授電力儲能技術(shù)

坐落于河北省張北縣大河鄉(xiāng)的國家風光儲輸示范工程是我國最大的集風電、光伏、儲能裝置和智能輸電“四位一體”的新能源綜合性示范工程。它可以將“難預測、難控制、難調(diào)度”的風、光資源“儲存”起來，轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)可靠的綠色電能輸入電網(wǎng)，并能在“平滑波動”和“削峰填谷”運行模式間靈活切換，在失去外部電網(wǎng)供電的情況下，儲能電站可通過內(nèi)部自啟動能力，保持站內(nèi)供電正常運行。而在該工程投運之初，我國大規(guī)模電池儲能電站技術(shù)尚處于起步階段，面臨運維體系不規(guī)范、評估指標不健全、數(shù)據(jù)管理不科學、功能挖掘不充分、評價方法不合理等一系列難題，在大規(guī)模電池儲能控制系統(tǒng)方面在國內(nèi)也處于空白，沒有人能保證這么大規(guī)模的儲能沒有安全隱患。

2010年3月李相俊以高端人才引進中國電力科學研究院時，恰逢中國電力科學研究院張北儲能并網(wǎng)試驗基地開始建設(shè)。李相俊參與其中，主要負責完成了試驗基地大容量多類型電化學儲能電站監(jiān)控平臺的開發(fā)以及儲能系統(tǒng)多目標控制應(yīng)用，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了兆瓦級多類型電池儲能系統(tǒng)與風力發(fā)電聯(lián)合試驗，包括平滑風電波動、跟蹤計劃發(fā)電等。作為國內(nèi)首個大容量多類型電池儲能系統(tǒng)并網(wǎng)試驗平臺，該平臺已成為“新能源與儲能運行控制國家重點實驗室”的核心平臺之一，具備兆瓦級風儲、光儲、風光儲、多類型儲能系統(tǒng)等多組合實驗能力，為國內(nèi)電池儲能系統(tǒng)并網(wǎng)應(yīng)用提供了試驗研究服務(wù)，在大規(guī)模電池儲能并網(wǎng)綜合試驗能力方面達到了領(lǐng)先水平。

在張北儲能試驗基地建設(shè)中的出色表現(xiàn)讓單位領(lǐng)導對李相俊徹底放下心來，使他繼續(xù)在2011年年底投運的國家風光儲輸示范工程中帶領(lǐng)團隊攻堅克難、自主創(chuàng)新，發(fā)揮了重要作用。團隊通過將自主研發(fā)的大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)監(jiān)控與能量管理系統(tǒng)應(yīng)用于國家風光儲輸示范工程風光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中,最大限度避免了棄風棄光問題,提高了發(fā)電量，解決了20MW/84MWh大規(guī)模多類型電池儲能電站監(jiān)控、協(xié)調(diào)控制和能量管理的關(guān)鍵問題，填補了該技術(shù)領(lǐng)域在國內(nèi)的空白。該成果是“大容量風光儲聯(lián)合發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究及示范應(yīng)用”項目的主要創(chuàng)新點之一，項目榮獲了2014年度中國電力科學技術(shù)獎一等獎和2013年度國網(wǎng)公司科技進步獎特等獎。以李相俊為第一發(fā)明人授權(quán)的發(fā)明專利“兆瓦級電池儲能電站實時功率控制方法及其系統(tǒng)”由于其創(chuàng)新性以及專利成果推廣應(yīng)用的經(jīng)濟效益等方面表現(xiàn)突出，榮獲了2016年河北省知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢培育工程專利獎一等獎。

其后，他負責主持了“大規(guī)模電池儲能電站運行技術(shù)研究與應(yīng)用”項目，開展了大規(guī)模儲能電站大數(shù)據(jù)管理平臺研發(fā)、多目標運行控制及應(yīng)用、電站運維、多類型電池狀態(tài)評價、梯次利用動力電池集成等方面研究，取得了多項重點技術(shù)突破。他帶領(lǐng)團隊研制出了國內(nèi)首套MWh級梯次利用電池儲能系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)在國家能源張北儲能并網(wǎng)試驗基地進行并網(wǎng)應(yīng)用，開展梯次利用電池儲能系統(tǒng)與風力發(fā)電發(fā)電聯(lián)合試驗，實現(xiàn)了兆瓦時級梯次利用電池儲能系統(tǒng)在新能源發(fā)電領(lǐng)域的首次應(yīng)用。基于多年科研積累，2018年李相俊作為項目第一完成人申報的《考慮動力電池梯次利用的多類型儲能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備研發(fā)及應(yīng)用》項目獲得河北省科學技術(shù)進步獎二等獎（已公示）。

一道道難關(guān)的攻克，一項項成果的取得，其背后是不為人知的艱辛和團隊的通力合作。盡管各種榮譽加身，但李相俊始終認為，所有成果的取得都應(yīng)歸功于團隊，而他自己只是“在其位，謀其職，盡其責”而已，實在是功薄蟬翼。

目前，李相俊研發(fā)完成的相關(guān)成果已在福建湄洲島配電網(wǎng)末端兆瓦級電池儲能電站、國家能源張北儲能并網(wǎng)實驗基地、國家風光儲輸示范電站3M W/9M W h梯次利用電池儲能電站、青海格爾木時代新能源光儲聯(lián)合電站15M W/18M W h鋰離子電池儲能電站、青海海西多能互補示范工程50MW/100MWh鋰離子電池儲能電站、江蘇電網(wǎng)側(cè)電池儲能電站等多個國內(nèi)首臺首套不同應(yīng)用目標的大容量電池儲能電站監(jiān)控或能量管理系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。2019年將在福建晉江30MW/100MWh電網(wǎng)側(cè)鋰離子電池儲能電站、巴西CPFL公司負責建設(shè)的風電場1MW/2MWh鋰電池儲能系統(tǒng)監(jiān)控和用戶側(cè)200kW/390kWh鋰電池儲能系統(tǒng)監(jiān)控等國內(nèi)外項目中推廣應(yīng)用。由于在大規(guī)模儲能技術(shù)研究與工程化應(yīng)用領(lǐng)域的重要成就和杰出貢獻，2017年2月李相俊當選為英國工程技術(shù)學會會士， 研究業(yè)績獲得了國際認可。2018年2月他開始擔任國際頂級期刊IEEE Transactions on Sustainable Energy編委，組織論文審稿工作，學術(shù)成果及影響力也獲得了國際同行認可。

助力能源互聯(lián)網(wǎng)

2015年，習近平總書記在聯(lián)合國發(fā)展峰會上倡議，構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動以清潔綠色方式滿足全球電力需求；

2016年，我國國家能源局科技司印發(fā)《推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）工作方案》，國家電網(wǎng)公司發(fā)起成立全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織；

2017年，習近平總書記在“一帶一路”國際合作高峰論壇上再次提出“建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)”，我國推進55個能源互聯(lián)網(wǎng)示范工程，涵蓋了跨地區(qū)多能協(xié)同、能源交易、能源大數(shù)據(jù)等多個維度；

2018年，全球能源互聯(lián)網(wǎng)大會首次發(fā)布了全球能源互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)架規(guī)劃，“全球能源互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)架研究”預計，2018年至2050年，全球能源互聯(lián)網(wǎng)總投資38萬億美元，其中電源投資27萬億美元，電網(wǎng)投資1萬億美元。根據(jù)規(guī)劃，全球?qū)⒅鸩叫纬?8個主要同步(聯(lián)合)電網(wǎng)，形成“九橫九縱”全球能源互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)架。2035年將建成“五橫五縱”互聯(lián)通道，亞洲、歐洲、非洲率先實現(xiàn)跨洲聯(lián)網(wǎng)。由此可見，在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的助推下，能源互聯(lián)網(wǎng)儼然成為了“風口”，有望迎來高速發(fā)展的機會，成為新時代能源領(lǐng)域的主角，而儲能是其中不可分割的重要組成部分。

能源互聯(lián)網(wǎng)以可再生能源為主要一次能源，終端消費體現(xiàn)為以電能為主的多能源形式，通過電能、熱能、化學能等多種能源的互相轉(zhuǎn)換和互補，實現(xiàn)電網(wǎng)、氣網(wǎng)、熱力網(wǎng)、交通網(wǎng)等能源網(wǎng)絡(luò)的緊密結(jié)合。先進儲能技術(shù)、電力電子技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)、智能能量管理技術(shù)、智能故障管理技術(shù)、可靠安全通信技術(shù)和系統(tǒng)規(guī)劃分析技術(shù)等被認為是能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。在能源互聯(lián)網(wǎng)中，儲能的作用將進一步得到拓展。

大數(shù)據(jù)技術(shù)是大型電池儲能系統(tǒng)狀態(tài)分析與診斷的重要手段，在大容量儲能系統(tǒng)應(yīng)用中起著關(guān)鍵作用。李相俊團隊多年來一直從事電池特性分析、電池儲能系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、集成與運行控制以及電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面的科研和實踐工作，熟悉我國電池儲能系統(tǒng)集成與應(yīng)用朝著智能化、信息化發(fā)展的技術(shù)方向和關(guān)鍵問題，致力于促進電池儲能及大數(shù)據(jù)的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展。

目前，電池儲能電站朝著大容量化趨勢發(fā)展，特別是數(shù)十兆瓦級大規(guī)模電池儲能電站中，電池單體將達數(shù)十萬支，設(shè)備運行和監(jiān)測過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將呈指數(shù)級增長，形成海量數(shù)據(jù)。常規(guī)電池數(shù)據(jù)存儲方式及架構(gòu)、管理方法等，難以滿足如此大量電池數(shù)據(jù)在線管理與高效分析的應(yīng)用需求，導致海量電池數(shù)據(jù)的存取周期長、數(shù)據(jù)檢索及分析效率低，難以支撐電站安全運維與高效管理。對此，李相俊團隊提出了適用于不同類型電池的數(shù)據(jù)采集、存儲及預處理。通過在國家風光儲輸示范工程20MW/84MWh多類型電池儲能電站中開展的研究與應(yīng)用，李相俊帶領(lǐng)團隊負責研制出了國內(nèi)首套大規(guī)模多類型電池儲能電站海量數(shù)據(jù)管理平臺，并應(yīng)用于國家風光儲輸示范電站、青海格爾木等大容量儲能電站的海量電池數(shù)據(jù)的分析與電站運維，為電站的運維提供了重要支撐。相關(guān)成果基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，在儲能電站海量數(shù)據(jù)分析與價值挖掘中具有重要推廣與實踐意義。

2018年9月，中國電力出版社出版了李相俊等編著的《大數(shù)據(jù)技術(shù)在大規(guī)模儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用》。李相俊團隊以多年的理論與實踐為基礎(chǔ)，用通俗易懂、深入淺出的方式，為從事大規(guī)模儲能、大數(shù)據(jù)技術(shù)的科研人員提供了參考和借鑒。

最近，李相俊對未來有了一些新的構(gòu)想。他想進一步聚焦和明確研究方向，將自己的研究方向與人工智能進行深度交叉與融合，將智能決策與分析控制有效應(yīng)用于電力儲能與新一代電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域?！霸趦δ茈姵貭顟B(tài)分析、海量電池數(shù)據(jù)分析、大規(guī)模電池儲能電站運行控制等方面，如果將AI結(jié)合起來會做得更好。雖然我們已經(jīng)建了電池儲能電站海量數(shù)據(jù)管理平臺，但在數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化評價方面，我覺得做得還不夠，下一步肯定要更加深入地去做?！崩钕嗫≌f道。

相信“嚴師出高徒”

李相俊是一個十分有規(guī)劃的人，他認為做好職業(yè)規(guī)劃對個人的成長是十分有幫助的。他拿自己作為例子，在35歲以前，他的目標是在40歲左右可以成為英國工程技術(shù)學會（IET）會士，這個目標在38歲得以實現(xiàn)。現(xiàn)在他的目標是45歲左右能有機會獲評美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）會士，并在為之而不懈努力。所以，他總教導學生在科研工作中一定要有短期的規(guī)劃和中長期的目標。

在教育上，李相俊有他自己的一套方法。他會第一時間了解學生們的愿景，根據(jù)不同的情況進行分工。如果學生想要繼續(xù)深造，他會在學術(shù)上要求更高，如果學生只是想積攢經(jīng)驗為就業(yè)做準備，他會跟學生分享自己的工作經(jīng)驗和體會，在實踐上給予更多指導。

在日本留學的幾年間，李相俊在見識到日本科研的“精益求精”精神后，觸動很大。在培育人才的過程中，他總會建議同學們，在大科研體系下，選擇一個方向“做?！薄白鼍薄白錾睢薄?/p>

“您對學生嚴厲嗎？”

“我覺得挺嚴厲的?！?/p>

李相俊稍稍停頓了一下接著說道，“我在日本留學時的導師非常嚴厲，他帶我的時候已經(jīng)快60歲了，據(jù)說嚴厲已經(jīng)減了一半，但是當時我也被他說得委屈了好幾次。但當時覺得委屈，等到后來就只剩感激，我相信嚴師出高徒這句話是對的，所以我現(xiàn)在對學生也比較嚴厲?！?/p>

團隊合影

直到現(xiàn)在，李相俊還記得他進入博士階段時導師對他說的話：“你必須要推翻你之前所有的想法，包括我給你指導提出的思路。你要打破原有的思維，擁有一套自己的思路?！睘榱诉@個所謂的“自己的思路”，李相俊半年之內(nèi)找過導師十幾次，每次都被駁了回來。當時的李相俊吃飯散步時滿腦子都在想怎樣建立一種新思路。一年之后，李相俊才獲得了導師的認可，提前一年博士畢業(yè)，論文獲得了優(yōu)秀的成績，1篇學術(shù)論文獲得了日本國內(nèi)學術(shù)會議青年優(yōu)秀論文獎。李相俊博士畢業(yè)時，他的導師用“hard worker（辛勤工作者）”評價了他在碩博士期間的表現(xiàn)。他常說：“在科研的路上雖然布滿荊棘，種種艱辛痛苦難以預料，但絕對不能退縮，要敢于亮劍，迎難而上。按照自己的思路，踏踏實實做研究，只要堅持下去，一定會有收獲。”

在教育上嚴厲的李相俊在私下生活中卻是個活潑親切的“興趣達人”，他喜歡踢球，打羽毛球和網(wǎng)球，只要有時間他就會參加中國電力科學研究院舉辦的球類比賽。除了運動喜好外，他還喜歡拉手風琴，每年春節(jié)前中國電力科學研究院的退休職工都會舉辦年會，組織大合唱，李相俊往往負責伴奏。只是近年來，李相俊工作太過繁忙，這樣的活動逐漸減少了。

如今，李相俊除了科研項目之外也在積極推動科研成果的落地。對于中國新能源和儲能技術(shù)的發(fā)展，他滿懷希望，也抱有信心?！白詮姴幌?，厚德載物”的清華校訓一直鼓勵著他努力拼搏，導師歐陽明高院士教導的“求變、求新、求是、求美”的科研愿景，始終激勵他為引領(lǐng)自主創(chuàng)新、勇攀科技高峰而努力拼搏。在未來，他將繼續(xù)以科研為網(wǎng)，獵風捕光。