致敬南粤工匠李民英！首创大容量UPS打破“卡脖子”领团队研制特种电源“获大奖”

  在电网系统中，UPS（不间断电源）是重要的供电保障设备。但20年前，国内制造商只能生产技术上的含金量相比来说较低的30KVA以下容量的中小UPS，30KVA以上的大容量UPS被国外制造商所垄断。

  广东志成冠军集团有限公司总工程师李民英凭借在电力电子技术领域的深厚造诣和刻苦攻关，仅用不到一年时间就填补了这一空白，成功地研发出40KVA—60KVA三相输入三相输出大容量UPS，随后延伸到容量达120KVA UPS，打破了国外技术垄断。艰难困苦，玉汝于成。他和他的团队经历了重重困难，不仅要突破原始创新难题，更要在荒岛极端环境下调试设备，天天只吃萝卜、白菜和土豆，在台风期间坚守岗位。最终，三个电源装置拿下国家科技奖。

  1987年，李民英从陕西工业大学电子专业毕业，在西安某军工厂从事研发技术工作。1999年，已近不惑之年的他挥别家乡，入职东莞志成电子器材厂（广东志成冠军集团有限公司的前身）。“最初，‘志成电子器材厂’只是个来料加工型小工厂，依靠为港企做电子变压器的来料加工维持生计。然而，来料加工的技术上的含金量很低，随着改革开放的深入，加上国内外的竞争，来料加工的利润日渐微薄，路子越走越窄。”李民英说，当时，企业急于转型，全国招贤，搞技术创新。

  企业要想占据行业制高点，必须有自己的核心技术，李民英决定从攻克大功率UPS的技术难题开始，为此，他不断地对算法语言进行更新和升级，完成产品的数字化核心算法和控制技术，再完成核心器件的安全使用和转型升级、系统参数的设定、线路板的设定功率和调试等。

  经过近一年的科研攻关，他成功研发出了40KVA—60KVA三相输入三相输出大容量UPS，随后延伸到容量达120KVA UPS。同时，在不间断电源的冗余均流并联技术方面，他又深入研究了数字化并联的均流调节技术， 完成国内首创的五台总并机容量1600KVA的UPS供电项目产品，打破了国外垄断，提升了国产UPS产品的竞争力， 使产品的民用价格一下下降了六成。

  如今李民英年近60岁，却依然忙碌在研发一线，他的行程之紧密，让年轻人也汗颜，每天不仅要做研发，带科研团队，还参与行业的技术工作。工作时，李民英是“拼命三郎”，他曾连续一个月时间，每天做实验到凌晨4点钟，第二天醒了就继续工作，吃住都在办公的地方。艰苦的付出必能收获甜美的果实。从业多年，李民英拥有发明专利11项，实用新型专利17项，两个中国专利优秀奖，其中，专利《大容量不间断电源》在2008年还荣获“中国专利金奖”，这在东莞目前尚属唯一。

  2020年度，莞企志成冠军研制的特种电源装备，获国家科技进步奖二等奖。志成冠军集团总工程师李民英介绍，公司研制的海岛特种电源、岸电电源以及一体化储能电站系列化成套装备，成功应用于我国南海海岛、珠海港、以及油气输送等国家重要工程建设，实现了我国特种电源系统的跨越式发展。“能轻松的获得国家科技奖我们很激动，也来之不易，研发成果能够在国家重点项目里应用是对我们最高的肯定，但是因为疫情原因，没能到人民大会堂领奖，感到有些遗憾。”谈起公司项目获得国家科技进步奖二等奖时，志成冠军总工程师李民英感慨道。

  在塘厦志成冠军的园区里，3台长方体状、蓝白相间的“集装箱”并列摆放在厂房旁，一个20英尺，两个40英尺。这三个设备分别是海岛高可靠供电系统装备、一体化储能型大功率电源系统装备和岸电电源系统。其中，重达数吨的岸电电源系统会通过陆运运输，发往珠海、深圳、东莞等城市的港口，最远需要跨越大半个中国运输到青岛港口，为船舶卸货转货提供较为可靠电源。而一体化储能型大功率电源系统装备大多数都用在油气管网工程，为泵站供电。

  李民英介绍：“海岛/岸基高过载大功率电源系统关键技术与装备及应用是军民融合项目，它的成果其实是一系列成套装备，而这三种装备则是主要的成果产品。”其中，海岛高可靠供电系统装备是里面最突出的一个成果。大功率高可靠电源系统是岛礁国防设施等快速供电的关键装备，也是港口及码头开发的基石。海岛高可靠供电系统装备有别以往应用于城市的装备，在海岛上需要面临雷电多、盐雾高、温差大、潮湿、电源容易快速老化等恶劣环境，故障频发。

  通常情况下，柴油机能够很好的满足海岛、岸基等日常的照明、生活用电需求，但当海岛有特殊负荷要求瞬时能量高、供能持续时间长时，便会遇上烦。志成冠军技术人员介绍，区别于普通的柴油机，该装备突破了高过载能量快速变换、系统稳定控制、恶劣环境不间断可靠供电的三大技术难题。

  项目组首创了高过载能量快速变换电源系统结构及其虚拟柴油机同步控制技术。通俗地解释，按照国际惯例，船舶使用柴油供电的电制是60Hz/分钟，岸电通常是50Hz/分钟，二者的电压等级也不同，通过该项技术能将二者并网，实现无缝切换，减少柴油使用对环境的污染。

  “电源不工作，孤岛中的人便将承受身心的巨大考验。”李民英说，“我们将装置密封起来，任风吹雨打，再加上多重散热与防护技术，便解决了恶劣环境高可靠供电难题。”同时，项目组还发明了特种电源脉冲计数的掉电故障快速识别与切换方法，保证供电不会间断。

  历经十年的持续攻关，目前该项目已成功突破国外技术封锁，三个主要装备已实现产业化，系列新产品实现销售额超过4.5亿元。同时，项目组主持制定了相关国家标准3项，获授权发明专利46项，自主研制出我国首套MW级海岛特种电源、国内外首台3MVA双向低压岸电电源，并形成了10kW-1MW等级、三大系列十余种海岛/岸基电源装备，解决了国家重大活动、油气管网等国家重大工程对特种电源装备的重大需求。

  高端海洋工程装备与平台是我国重点发展的战略性新兴起的产业，电能及其可靠变换是国家的重大需求。李民英表示，志成冠军始终致力于电源研发，且在有关技术方面有一定基础，2010年便决定响应国家政策，与湖南大学等科研院校一道共同研发海岛、岸基特种电源系统装备。“这一个项目我们做的时候关键技术基本都是空缺的，重大技术都被西方国家封锁，国内迟迟无显著突破。”李民英说，志成冠军立志要填补国内有关技术的空白，并达到国际领先水平。为此，2016年，志成冠军与湖南大学共建国家电能变换与控制工程技术研究中心志成冠军科研基地；2018年，在东莞市科技局的帮助下，志成冠军引进了以罗安院士为带头人的电能绿色变换与控制创新团队。

  项目实施过程中，电能绿色变化与控制创新团队在前期研发中起着至关重要的作用，负责调研、研究算法、确定技术路线等工作，保证项目研发少走弯路。但研发技术并非一帆风顺，最难啃的一个技术“硬骨头”是高过载能量快速变换技术，该技术在国内基本属于原始创新。同时，因为该技术并不是纯电学的研究，还包括材料、机械等不同学科，需要整合整个产业链上的技术，集合不一样的行业的专家才能攻克。最终历时两年，在多方专家的合力下，该技术获得突破。

  在创新团队研发的同时，志成冠军更多发挥的是自身产业化的优势。其中，让李民英印象最深刻的是海岛高可靠供电系统装备的测试。为了实地测试，装备往往要经历河流、湖泊、海洋三个应用场景的检测。“因为我们的电源用在岛礁上，有的岛屿并不通航，我们技术人员只能坐渔船去现场测试。前期工程一住就是半年，天天就吃萝卜、白菜和土豆这三样菜，调试过程很辛苦。”李民英表示，早期岛上基础设施简陋，测试人员只能住在临时搭建的房子里，因为缺乏海水淡化装置，还需要带淡水上岛。为了测试极端天气，台风时测试人员也要坚守岗位。

  除了岛礁电源，志成冠军研发的部分特种电源产品还需要到海洋中来测试。技术人员只能每天守在船上监测，因为风吹日晒，有的技术人员出现晕船反应上吐下泻，但技术人员还是克服了艰难的环境，完成了测试任务。志成冠军引进的创新团队核心成员、项目第一完成人戴瑜兴介绍，2015年产学研合作成果“海岸工程兆瓦级特种变流电源关键技术及应用”荣获教育部科技进步奖一等奖；2017年“海岛/岸基大功率特种电源系统关键技术与成套装备及应用”荣获中国机械工业科技奖特等奖；2021年“海岛/岸基高过载大功率电源系统关键技术与装备及应用”荣获国家科技进步奖二等奖，并在国家科学技术奖励大会受到表彰。

  目前，该装备顺利实现产业化，实现了我国海岛/岸基大功率特种电源系统的跨越式发展。谈及志成冠军今后的研发及产业化方向，李民英表示，创新团队将以项目关键技术为支撑，打造以电能绿色变换与控制为核心的高端制造产业，力争成为广东省新兴的支柱产业之一；推进海工装备领域的军民融合，提升我国海洋工程装备产业高质量发展能级，带动上下游产业高质量发展。

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