让绿色发展“电力十足”

“因为我们中国科学院电工研究所是创新中心的理事单位，在盐城有一处大功率电力电子与控制技术实验平台，所以我常常会和团队在这边做实验。”中国科学院电工研究所副研究员、硕士生导师王环是河北廊坊人。北京交通大学电力电子与电力传动专业本硕毕业后，她进入中国科学院电工研究所工作，在职读完了博士。

2023年8月，江苏沿海可再生能源技术创新中心在盐城成立，王环团队为该中心提供技术支撑。

掌握原创核心技术

光伏、风电等可再生能源规模化开发利用是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。我国规划到2030年，风电、光伏发电总装机容量将达到12亿千瓦以上，为可再生能源发电技术提供了深度发展的历史机遇。

我国光伏产品产量和光伏装机规模全球最大，但是光伏行业长期缺少原创性的基础核心技术，制约着我国光伏产业参与全球竞争。王环所在的中国科学院电工研究所团队探索多年，提出了大型光伏电站直流升压技术，成为我国所掌握的少数原创性光伏发电技术，为我国光伏发电提供了新思路。

光伏电站电能如何更安全高效地输送和被利用，是王环一直以来探索攻克的命题。“传统光伏电站交流汇集送出存在电能转换环节多、汇集损耗大以及边际电网接入稳定性差等问题，而我们的光伏电站直流升压汇集并网方案，可有效减少电能转换环节，降低系统成本，提高系统效率，具有明显技术和经济优势，是未来大型光伏发电基地的重要发展方向之一。”王环耐心地解释着直流升压技术的优势。

以扎实基础面对挑战

2019年，团队在王环的带领下，成功研制出适用世界首台±30kV/1MW集中型直流变换器，成为目前电压等级最高的实现长期运行的光伏直流变换器；第二年，成功研制出世界首台20kV/500kW串联型光伏中压直流变换器；同年在云南大理建立了±30kV/5MW大型光伏直流升压并网技术示范系统，成为国际上首次应用中压直流实现可再生能源高效汇集，为可再生能源高效利用开辟了新途径。

王环说，多年研发工作，最重要的是一步一个脚印去做，“第一是要深入研究，第二就是要进行大量的实验。”

身处新兴行业的前沿，没有行业标准可以依据，王环和团队一起用大量的调研去解决标准缺失的问题。没有成熟的产业链配套，他们凭借扎实的理论功底和科研能力指导相应的厂家进行工艺改进，“原本我们只需要按照设计方案把所有部件直接集成就可以了，但现在我们需要理清从元器件到部件、设备再到系统整个产业链，在反复实验中找到最优解决方案。”

2020年年初，新冠肺炎疫情来势汹汹，一切都按下了暂停键，而王环的项目正处于攻坚阶段。过完春节，团队就回到了所里，开始封闭式的实验工作。因为设备在户外，忙完了白天，晚上大家就打着灯实验。这样的状态从2月持续到6月底。“像是进入了一个封闭训练营，每天从早到晚就我们几个人在一起，感觉大家变得更亲密、更团结了。全身心集中到一件事上，反而更兴奋，做起事来效率也更高。”

因为工厂停工，一些零件只能依靠团队自己摸索着做。有一次，团队做了一个高频变压器，实验过程中一直在发热。一个多月的连续测试，多次失败让大家有点沮丧。“当时也会想，要不就这样吧，凑合能用就行，但后来想想，发热问题不解决，就永远是个隐患，不能等到推广应用或者现场调试时出了问题再去解决。所以，我们还是选择继续，进行了七八轮的改进，终于把问题找到并解决了。”

大量反复的测试、长期的实验运行，给了王环面对考验时的信心和底气。因为项目属于国家重点研发计划，又是世界首次运行，在云南的示范现场，众多项目参加单位都为他们捏了一把汗。“王老师，你说这个系统能运行起来吗？”面对大家的关注和担忧，王环紧张之余更多的是笃定。“一次并网成功！对于这个结果我们并不意外，因为我们已经做了无数的实验，肯定没问题。”

能源战线上的“她力量”

王环的团队有十名成员，七名男性，三名女性。

“一开始不是特别了解这个学科，从小学到高中，我一直比较偏向理科，也许是受身边从事类似行业家人的影响，我选择了这个专业，后来发现自己对做实验感兴趣，也就一直没有改专业。”王环说，电力这门学科强调理论和实践相结合，动手能力非常重要；创新、坚韧、协作则是最宝贵的品质。

“沙戈荒”是沙漠、戈壁和荒漠的简称。由于这些地区植被稀疏、沙土飞扬、气候恶劣，也被人们称为“死亡之海”。然而，这片不适合人类居住的土地，却是能源的绿洲。王环和团队常常奔波于各个能源基地，艰苦可想而知。

“在海拔4300米的青藏高原做实验，因为缺氧感觉脑子都停滞了，但遇到问题，还是得逼着大脑赶快转起来，把问题解决掉。在青海玉树，喝的是山上流下的雪水，全是沙子，上的是旱厕，一开始难以接受，但现在看好像也不算什么。”种种困难，如今的王环回忆起来是那么的云淡风轻。

“我们国家正在从高速发展迈向高质量发展，而发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求。绿色发展是高质量发展的底色，新质生产力本身就是绿色生产力。发展新质生产力，离不开科技成果向现实生产力的转化。从能源视角来说，近年来，我们的能源结构在不断调整，转型升级，可再生能源正从配角逐渐变为主角，占比越来越高。可再生能源大规模接入，且被安全稳定又高效地利用，是我们实现‘双碳’目标的一个重要途径，也是我们致力于去攻克的技术关卡。”对于理想中那片绿色未来，王环期待着并为此努力着。