济南大学教授与“电”的故事：多项成果落地提升能源利用率

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  “通过融合共建，打通校地之间要素流动，促进相互发展，实现双赢多赢共赢，‘政府+高校’的新时代校地合作模式在园区大有可为。”济南新材料产业园区管委会主任韩利师表示。

  济南大学自动化与电气工程学院程新功教授创办的山东东鼎电气有限公司就是这里面一个典型。2016年，程新功教授带领研发团队签约入驻济南大学科技园，潜心钻研，自主研发了能源物联网智慧平台系列化产品，由理论研究开发向技术服务、满足社会需求迅速转型，升级为电力物联网技术服务企业，并于2018年成功认定为国家高新技术企业，成为济南新材料产业园区的“明星”企业。程新功教授个人也先后荣获“泉城产业领军人才”“泰山产业领军人才”等荣誉称号。

  “十四五”是我们国家的经济由快速地增长向高质量发展转型的攻坚期，我国能源行业将进入全面深化改革的关键期，提升能源利用效率，优化能源结构，对推进能源技术革命具备极其重大意义。为解决新能源发展带来的诸多问题，程新功教授带领团队长期从事电力智能装备、电力大数据应用、能源互联网数字技术、工业物联网技术、新能源(风电、太阳能)电网接入技术等方面的研究和开发工作，先后开发了多款软硬件装备，提高电网对新能源的消纳利用率。

  “智能配电终端装备和相关软件，实现了带1微秒时标的256点/周波/通道同步采集，可在2毫秒内较快地断定电压骤升/骤降，同时获取正反向过载、功率波动等关键信息。”说起自己在配电网动态感知方面的研究，程新功教授介绍了这一依托国家863应用示范项目开发的装备。

  程新功教授研究团队率先提出了基于多点低压差分信号（MLVDS）总线的全通道硬件同步采集技术和基于希尔伯特-黄变换的电压暂降在线检测的新方法，研制的产品在北京、山东、福建等地得到推广，有效解决了新能源出力波动造成的配电网电压、功率动态感知难题，实现了分布式电源的可观、可测。

  在电压/功率控制方面，依托山东省泰山产业领军人才项目，程新功科研团队提出了一系列电压/功率操控方法并研制了系统和装备，包括：基于概周期趋势预测变时段调节方法的电压无功协同优化系统、基于简单PWM移相控制策略的储能控制器、考虑到用户参与意愿的微电网柔性负荷控制管理系统、基于饱和限幅稳定性控制策略的三相不平衡补偿SVG。其中，他们研制的基于简单PWM移相控制策略的储能控制器已成为山东省首台（套）技术装备“全光纤传感智能电力变压器”的核心部件，明显降低了变压器最大需量；研制的三相不平衡补偿SVG经中国电工技术学会鉴定达到了国际领先水平。产品应用于国内8千多个配电台区的3万多个光伏站点，有效解决了高比例分布式电源配电网的电能质量问题。

  在分布式电源调控方面，依托山东省重点研发计划，他们首次提出了基于时空特性模型的分布式电源响应能力量化方法，突破了削峰填谷、功率平衡等多场景融合的分布式电源动态调控难题，开发了分布式电源一次调频装置和源-网-荷协同控制系统。2021年应用该系统的国内首个频率电压快速调控系统在山东临沂完成测试，频率调节时间小于4.5s，电压调节时间小于500ms，大幅度提升了光伏电站的频率、电压支撑能力。系统累计参与电网调峰、调频7.5万余次，消纳新能源电量8960万度。

  一项项成就的取得凝聚着程新功教授和小组成员的辛勤付出，下基层，深入工厂企业一线，每天十小时之后的户外工作量，拼搏奋进的工作态度、一丝不苟的工作作风，正是不断地奋斗才让学生在实践中收获了知识，让青年教师在磨练中得到成长。

  2016年，程新功教授带领研发团队签约入驻济南大学科技园，潜心钻研，自主研发了能源物联网智慧平台系列化产品，由理论研究开发向技术服务、满足社会需求迅速转型，升级为电力物联网技术服务企业——山东东鼎电气有限公司。2018年，公司成功认定为国家高新技术企业，成为济南新材料产业园区的“明星”企业。

  程新功教授的产学研合作实现了真正的“落地”，这都得益于他在教学与科研中对实践的重视。课本的知识也只有在实践中才能得到验证，程新功教授讲述了他上课过程中的一个小故事。他正在给学生讲授的一门专业课程是《电力拖动控制管理系统》，在讲到这门课程电路中的一个电阻问题。正是由于自己在实验操作中，刚开始没注意到这个电阻问题，导致自己在真实的操作中电器屡次跳闸，实验失败，关键是跳一次闸就是上万元的经济损失。正是在实践中的教训才让程新功在课堂中给学生更多的指导，发现知识与实践相联系的关键所在。

  “理论与实际相联系，经济社会持续健康发展中的现实问题是要求我们去解决的。在这样的一个过程中，我们给公司可以提供了产品和服务，同时，也让学生增长了见识，培养了人才。”程新功带领团队走出了一条产学研合作的大道。

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