团队基本情况:
(1)荣命哲,教 授,西安交通大学副校长,国家重点实验室副主任,国家级人才计划入选者,中国电工技术学会副理事长。研究方向:新能源电网接入关键装备技术及应用、电力装备智能感知与运行维护、电力设备智能设计与数字孪生技术、等离子体生物电磁技术及应用、微能量收集与无线传输技术及应用;
(2)吴 翊,教 授,国家级人才计划入选者,国际大电网直流工作组会员,教育部新世纪人才。研究方向:直流快速开断与限流技术、气体放电及其应用、智能传感与应用;
(3)王小华,教 授,国家级青年人才计划入选者,西安交通大学教务处副处长,CIGRE开关设备状态评估工作组成员,中国电工技术学会电器智能化系统及应用专委会委员,教育部新世纪优秀人才。研究方向:电力设备优化设计、状态感知与智能诊断;
(4)纽春萍,教 授,研究方向:电力设备数字化设计、微能量收集与智能传感;
(5)刘定新,教 授,国家级青年人才计划入选者,研究方向:放电等离子体技术、电力设备故障诊断技术;
(7)杨爱军,副教授,入选中国科协青年人才托举工程,研究方向:人工智能技术、微纳传感器技术和电力设备故障诊断与寿命评估;
(8)吴益飞,副研究员,研究方向:中高压直流开断关键技术及应用,大容量电力电子关断技术;
(9)何海龙,副研究员,研究方向:微能量收集与利用技术、智能无线传感技术、直流系统故障限流技术;
(10)袁欢,助理教授,研究方向:无线电能传输、人工智能和电力设备在线监测;
(11)孙晋茹,助理教授,研究方向:雷电效应及过电压防护理论、高压大电流技术及应用;
(12)姬忠校,工程师,科研实验,研究方向:光纤传感技术、信号处理与检测技术;
(13)刘文涛,工程师,实验管理;
目前在读博士研究生及硕士研究生 100余名。
团队获奖情况:
国家级获奖:
2016年,国家技术发明二等奖(第1~5完成人),《直流配电系统大容量断路器快速分断技术及应用》。
2008年,国家科学技术进步奖二等奖(第2、6完成人),《智能电器理论、关键技术及系列产品开发》。
2004年,国家科学技术进步奖二等奖(第2完成人),《空气介质电弧的测试、仿真、调控的关键技术及其应用》。
省部级获奖:
2016年,教育部科技进步一等奖(第1、3完成人),《智能高压开关设备关键技术及其应用》。
2015年,陕西省技术发明一等奖(第1~6完成人),《大容量中压直流快速开断及能量耗散技术》。
2012年,教育部自然科学一等奖(第1~6完成人),《电接触表面动力学特性及其应用研究》。
2007年,教育部技术发明一等奖(第1、3、5完成人),《开关电器性能调控、检测的关键技术及其应用》。
团队实验室条件:
依托于电力设备电气绝缘国家重点实验室,具备比较完备的低压电器研究相关的实验条件,包括大电流振荡回路、低压实验回路、直流断流实验回路,温升实验回路等电源系统,同时具有高速摄影仪、电磁兼容、各种电流电压传感器、电阻测试回路,绝缘耐压测试仪,B-H曲线测试仪等等多种测试设备。
团队近年科研课题:
1. 2020年,荣命哲,国家自然科学基金委-国网联合基金集成项目“高压直流阻尼式开断机理及其应用”,总经费:1500万。
2. 2018年,王小华,国家重点研发计划项目“中低压直流配用电系统关键技术及应用”,课题2负责,课题经费756万元。
3. 2017年,吴翊,国家重点研发计划项目“500kV高压直流断路器关键技术研究与示范”,课题2负责,课题经费473万元。。
4. 2015年,荣命哲,国家973项目“高压直流短路电流开断机理及其应用基础”,总经费:3500万,项目首席科学家。
5.2013年,荣命哲,国家自然科学基金委创新群体项目,“电力设备绝缘与放电”,团队带头人为群体带头人。
团队科研方向和主要成果:
(1)直流电力开关设备
直流电力系统是支撑国家能源战略变革、促进国防关键装备升级换代的重要选择,在可再生能源规模化应用、城市配电、轨道交通、大型船舶供电、飞机供电系统等领域具有重要的应用前景。直流电力开关装备是保证直流供电可靠性和灵活性的核心装备,也是目前制约直流系统快速发展的瓶颈之一。课题组围绕直流开断技术,承担了国家973计划、国家自然科学创新群体、国家自然科学基金委和国网联合基金重大项目、国家重点研发计划、国防973、国防预研、国网科技项目等科研任务,并与国内外多家电力行业著名企业进行了产学研和技术转化合作,成功研制了系列直流断路器产品:研制成功世界上中压直流领域开断容量最高的空气式直流断路器产品,解决了我国大型舰船综合电力系统跨越式发展的一大瓶颈;实现了城市轨道交通用直流断路器的国产化,打破了国外产品的垄断;所开发的10kV直流断路器成功在国网江苏直流配电示范工程中夺标。研究成果获得国家技术发明二等奖1项、陕西省科学技术一等奖1项、中国专利优秀奖 1 项。团队将继续围绕新型直流开断原理和技术,大功率电力电子驱动及关断技术等开展研究,为未来直流系统的推广应用以及实现大规模可再生能源并网提供了设备保障,同时推动中国电力高端技术及其装备走向世界。
(2)电力装备智能感知与运行维护
电力装备状态的全面感知是保障电网安全运行和实现电网智能化运行的先决条件,基于状态劣化机理、先进传感技术、人工智能技术等的研究,承担了国家863重大项目、国家自然科学创新群体、国家自然科学基金、国网科技项目等任务,面向电力设备温升、绝缘、机械、电寿命等状态感知,开发了多种状态感知传感器;基于人工智能技术,实现了对输电线路、开关设备等电力设备的故障诊断和状态评估;研发了系列化的电力设备在线监测技术与产品,其中HX-CMD1A型中压开关设备在线监测装置率先通过国家检验单位试验认证。研究成果已在国网平高集团、西电集团、大全集团等单位推广应用,在Nano Today(IF=16.6)、Journal of Materials Chemistry A(IF=10.7)等期刊发表论文100余篇,获国家科技进步二等奖1项,教育部科技进步一等奖和技术发明一等奖各1项。
(3)电力设备智能设计与数字孪生技术
寻求准确的计算方法、降低电力设备的设计周期和研发成本,是学者们长期以来不懈的追求。围绕电力设备的智能设计方法和数字孪生技术,建立了气体开关设备电弧物性参数的计算方法,突破了物性参数计算受限于NIST数据库的瓶颈,获得的物性参数数据已被全球16个国家35家研究单位公开使用并被编入意大利教科书,基于此首次建立了描述气体电弧燃弧和弧后过程的完整数学模型,同时融入神经网络、随机森林等深度学习的先进理念,开发了涵盖动热稳定性分析、电磁机构设计、电弧等离子体仿真等多个模块的电力设备智能计算软件,并在韩国LS产电集团、瑞士ABB公司、南方电网公司、华为公司、上海电气集团、常熟开关厂等国内外知名企业实现商用,推动了我国开关设备开发模式从经验设计到数字化设计的转变。研究成果获教育部自然科学一等奖1项。
(4)等离子体生物电磁技术及应用
面向人类健康与环境保护等应用需求,创新大气压冷等离子体的产生与控制技术,开发产生稳定高效等离子体的高压放电设备,揭示等离子体与生命体的相互作用机制,通过学科交叉拓展电气工程的研究维度与应用范围。在等离子体活化水溶液、复杂等离子体反应动力学行为、等离子体用于牛皮癣及脓毒症治疗等领域做出了原创性贡献,在国内外权威期刊发表论文100余篇,被引用2000余次,特别是被41位同行学者撰写的综述论文评价为本领域研究的主要进展(Major Development)。获得教育部自然科学一等奖1项,指导学生多次获得权威期刊最佳论文奖,并3次获得“挑战杯”科技作品竞赛国家级奖励。
(5)微能量收集与无线传输技术及应用
针对电力、交通、建筑等发展对于智能感知、信息互联、数据处理及远程控制等方面的迫切需求,开展利用原位信号(热、磁、力、振动等)发电的取能技术及能量无线传输技术的研究。研究内容包括纳米摩擦发电材料合成与表征、高性能热电(三维/低维)材料计算方法与制备、刚性/柔性发电器件建模与封装、能量收集系统应用设计、大空间尺度无线能量传输技术等。目前已拥有等离子体烧结炉、磁控溅射仪、高能球磨机、手套箱、线切割机、马弗炉、矢量网络分析仪、功率分析仪、阻抗分析仪等主要研究设备。该方向已承担国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、国家重点实验室基金及国网项目等多项课题,研究成果已在ACS APPL. MATER. INTER. (IF=8.45),ENERG. CONVERS. MANAGE. (IF=7.18)等顶级刊物发表。