2022年3月，bevictor伟德官网主辦的開放獲取英文國際學術期刊《電氣與能源（iEnergy）》正式創刊，由bevictor伟德官网電機系何金良教授擔任主編。iEnergy是一本跨學科學術期刊，刊發電力和能源領域各方面的原創研究，包括電力系統、高電壓、電機、電力電子和能源材料、新能源、綜合能源等，旨在傳播電力和能源領域的前沿科學進展和工程技術，為未來新一代電力和能源系統提供最新的科學和技術進步的傳播平台。2022年第1期共刊發3篇新聞與觀點文章、1篇短文、4篇綜述和4篇原創研究論文。以下為文章内容介紹。

1.作者：EAST團隊

題目：中國先進超導托卡馬克實驗裝置再創世界紀錄

China’s Experimental Advanced Superconducting Tokamak sets new world record

iEnergy, (2022), 1: 3–3

先進超導托卡馬克實驗裝置

簡介：核聚變在研究清潔能源問題方面具有重要的意義，聚變能源被認為是人類未來理想的“終極能源”。然而如何使燃燒等離子體保持足夠長的持續時間和高占空比是核聚變能研究的一個重大挑戰。超導托卡馬克器件能夠實現長脈沖工作，但需要對關鍵技術和物理問題進行綜合解決。2021年12月30日晚，中國科學院等離子體物理研究所的先進超導托卡馬克（EAST）團隊創下了長脈沖操作的記錄，實現了穩定的1056秒穩态高溫等離子體工作，這一結果标志着EAST成為第一個脈沖長度為千秒的托卡馬克，該實驗的成功是探索聚變等離子體道路上的一個裡程碑。EAST最終目标是創造像太陽一樣的核聚變，利用海洋中豐富的氘來提供穩定的清潔能源流。

2. 作者：彭先覺

題目：核能科學中的重要問題

Important issues in the science of nuclear energy

iEnergy, (2022), 1: 4–8

簡介：核能發電在技術成熟、經濟和可持續性方面具有許多優勢。與水電、光伏、風電相比，具有不間斷、不受自然條件限制的優點，是一種可以大規模替代化石能源的清潔能源。核能的經濟性和高效性可以提供有效的低碳解決方案。然而目前對核能科學中一些問題的認識還存在偏差和不足。來自中國工程物理研究院的彭先覺院士從經濟成本、安全性能、能量來源、慣性約束聚變技術選擇、磁約束聚變技術等方面對核能的進行了探讨。并指出應逐步确立以核電為主要基載能源的地位，未來能源應該是由輸出功率可調的核能和可再生能源組成的共生智能能源系統。

3. 作者：陳新宇, 劉亞星, 張玉欣

題目：碳中和願景下我國電力系統轉型路徑

Pathway toward carbon-neutral power systems in China

iEnergy, (2022), 1: 9–10

可再生能源滲透率80%情形下2050年我國不同碳中和情景的脫碳成本

簡介：華中科技大學陳新宇教授團隊在國際著名期刊Joule上發表了關于我國電力系統如何在本世紀中葉實現碳中和的偉大願景的最新研究成果。通過開發跨部門、高分辨率的評估模型，量化了不同年份全國各省的能源結構，模拟了各省電力系統的運行情況，闡述了我國電力系統的最優轉型路徑。研究指出，合理規劃對我國電力系統實現碳中和至關重要，同時海上風電開發、省間超高壓輸電網建設以及電動汽車充電設施布局都将是未來能源轉型的關鍵因素。

1. 作者：郭劍波，馬士聰，王鐵柱，荊逸然，侯玮琳，徐浩田

題目：雙碳目标下中國發展高比例新能源電力系統的挑戰

Challenges of developing a power system with a high renewable energy proportion under China’s carbon targets

iEnergy, (2022), 1: 12–18

關鍵技術路線框圖

簡介：雙碳目标是我國解決資源環境約束、實現可持續發展的重大戰略決策，是構建人類命運共同體的重要承諾，是一項艱巨複雜的系統性工程。電力系統是能源轉型的中心環節，構建新型電力系統對實現雙碳目标具有全局性意義。本文在雙碳背景下引出我國未來能源和電力發展場景，并從平衡、安全和市場機制三個方面分析了電力系統發展面臨的挑戰。進而總結了中國未來電力系統的六個特征，包括變流器和同步機混合發電系統、綜合能源系統、彈性系統、信息物理社會系統、複雜巨系統及智慧系統。最後介紹了中國近年來開展的相關研究與實踐。

1.作者：黃曉岩，韓璐，楊霄，黃智文，胡軍，李琦，何金良

題目：面向下一代電絕緣的智能電介質材料

Smart dielectric materials for next-generation electrical insulation

iEnergy, (2022), 1: 19–49

下一代電絕緣智能仿生電介質材料的生命周期控制

簡介：受自然界的啟發，有望研究出面向下一代電絕緣的智能仿生電介質材料。這種具有自适應、自報告和自修複功能的電介質可用于避免、診斷和修複材料自身的電氣損傷，避免設備故障及其誘發的大規模停電。與傳統電介質相比，智能材料的應用不僅提高了電力設備的穩定性和耐用性，而且能降低生産制造成本。本文介紹了電絕緣領域的自适應、自報告和自修複電介質材料的研究現狀，以及其他領域對仿生智能電介質聚合物的啟發性研究，還簡要介紹了這些材料的設計原理、合成方法、作用機理、應用場景和存在的挑戰。

2.作者： Zhubing Han, Qing Wang

題目：用于電容器儲能的電介質聚合物和複合材料的最新進展

Recent progress on dielectric polymers and composites for capacitive energy storage

iEnergy, (2022), 1: 50–71.

制備交聯 P(CTFE-VDF) 薄膜的簡便方法相關圖片

簡介：基于聚合物電介質的電容器對于開發日益複雜、小型化和可持續的電子和電氣系統是必不可少的。但是，目前的聚合物電介質的發展受限于相對較低的放電能量密度、效率和較差的高溫性能。作者回顧了在室溫和高溫（≥ 150 °C）下用于電容器儲能的高性能聚合物和複合電介質開發的最新進展，通過構建材料的物理特性與其儲能能力之間的關系來強調材料開發背後的基本原理，并讨論了挑戰和未來的機遇。

3.作者： 劉鶴，程新兵，闫崇，李澤珩，趙辰孜，向榮，袁洪，黃佳琦，Elena Kuzmina, Elena Karaseva, Vladimir Kolosnitsyn，張強

題目：低溫金屬锂電池的能源化學展望

A perspective on energy chemistry of low-temperature lithium metal batteries

iEnergy, (2022), 1: 72–81

常溫和低溫條件下锂離子從電解液中遷移到電極表面得到電子轉化為锂金屬的過程對比

簡介：锂枝晶生長嚴重阻礙了金屬锂負極的實際應用，低溫下锂離子的傳輸動力學變慢，枝晶生長更加嚴重。該展望旨在揭示低溫條件下（低于0°C）金屬锂負極的能源化學，為提高金屬锂電池的低溫性能提供依據。（1）通過對比指出金屬锂電池相較于傳統锂離子電池的低溫化學特征，闡明低溫金屬锂負極的機遇與挑戰；（2）從低溫條件下锂離子的傳輸行為和固态電解質界面膜（SEI）特征出發，理解金屬锂負極的低溫條沉積行為；（3）從電解液設計（低溫離子導率和溶劑化結構）和電極/電解液界面調控兩個方面總結提高低溫锂離子傳輸速率及抑制枝晶生長的策略。最後展望高性能低溫金屬锂電池的發展前景和存在挑戰。

4.作者：曲榮海，周遊，李大偉

題目：電機發展的曆史裡程碑、當前熱點和未來趨勢

Milestones, hotspots and trends in the development of electric machines

iEnergy, (2022), 1: 82–99

電機的分類

控制和驅動系統示意圖

簡介：電機是人類最偉大的發明之一，它實現了電能和機械能的相互轉換，把人類帶入了電氣化時代，極大地促進了社會的進步和發展。本文簡要回顧了過去兩個世紀在電機領域上的發展，列舉了此間重要裡程碑并分析了發展背後的驅動力。随着理論的創新、材料的進步以及計算機科學和電力電子器件的突破，電機拓撲不斷演化創新。本文不僅對傳統電機的基本工作原理和性能特點進行概述，還對新興類型的電機進行概述。同時，作為電機系統不可忽視的一部分，控制與驅動系統也被補充介紹。在全球減排、工業智能化、交通電氣化的大背景下，電機行業再次迎來了新一波的發展時期。在這樣的背景下，本文對未來電機的發展趨勢進行分析和總結。

1.作者：Slavko Mocevic, Jianghui Yu, Boran Fan, Keyao Sun, Yue Xu, Joshua Stewart, Yu Rong, He Song, Vladimir Mitrovic, Ning Yan, Jun Wang, Igor Cvetkovic, Rolando Burgos, Dushan Boroyevich, Christina DiMarino, Dong Dong, Jayesh Kumar Motwani, Richard Zhang

題目：基于10 kV碳化矽MOSFET的高功率密度高效率模塊化中壓電力電子變換技術

Design of a 10 kV SiC MOSFET-based high-density, high-efficiency, modular medium-voltage power converter

iEnergy, (2022), 1: 100–113

研發的中壓半橋功率單元系統架構圖

簡介：中壓電力電子變換裝置在電力系統、艦船推進、高速鐵路等領域應用廣泛，提高裝置的效率和功率密度有重要意義。與傳統矽基電力電子裝置相比，新型高壓碳化矽器件更具潛力和應用前景，然而更嚴重的電磁幹擾和更高的絕緣需求在應用過程中也帶來了更大的挑戰。來自維吉尼亞理工大學的研究團隊在本文中展示了他們在高壓碳化矽電力電子模塊方面的最新進展，包括高性能的栅極驅動、基于無線電能傳輸的輔助電源、降低雜散電感的PCB平面直流母排等關鍵技術。電力電子模塊實現了比傳統方案更高的功率密度和效率，功率密度達到了11.9 kW/L，效率超過了99%。文章同時介紹了基于該電力電子模塊的模塊化多電平變換器的相關研究。

2．作者：Danny Pudjianto, Goran Strbac

題目：高比例可再生能源系統下長期電儲能的定位與價值

Whole system value of long-duration electricity storage in systems with high penetration of renewables

iEnergy, (2022), 1: 114–123

考慮長期儲能的英國電力系統運行模拟

簡介：儲能是促進可再生能源消納和支持電力系統脫碳的關鍵技術之一。在向低碳能源系統轉型過程中，如何确定長期電儲能的定位并量化其價值，英國帝國理工學院Goran Strbac教授團隊提出了一種考慮電氫耦合的能源系統。以英國2050年高比例可再生能源系統下淨零排放為背景，分析了不同場景下長期電儲能對發電結構、儲氫需求和海上風電的影響。研究指出，儲能對低碳能源轉型具有重要作用，長期儲能将有助于能源系統的發展并降低系統成本。

3.作者：姚銳，趙冬博，A. P. Sakis Meliopoulos, Chanan Singh, Joydeep Mitra, 邱峰

題目：基于靈活準穩态和動态半解析仿真引擎的長期仿真方法

Advanced extended-term simulation approach with flexible quasisteady-state and dynamic semi-analytical simulation engines

iEnergy, (2022), 1: 124–132

長期模拟流程圖

簡介：随着電力系統演變為複雜的系統，其相互依賴性越來越強，在各種時間尺度上的動态行為越來越豐富，許多電力系統分析任務（如彈性分析、可再生能源整合以及級聯故障）都需要進行長期模拟，因此迫切需要高效、穩健的長期模拟方法。傳統的方法不足以處理多時間尺度過程的長期仿真。本文提出了一種基于半解析仿真（SAS）方法的長期仿真方法。得益于SAS在事件驅動仿真中的高精确度、更大的自适應時間步長以及在全動态和準穩态（QSS）模型之間的靈活切換等特性，本方法的準确性和計算效率相比傳統方法均具有優勢。測試案例表明，所提出仿真方法具有令人滿意的準确性和效率，可以用來模拟複雜的電力系統過程，如電網恢複、級聯故障和停電等。

4.作者：吳東奇，Rayan El Helou，謝樂

題目：面向配電系統的人工智能多尺度仿真分析平台

Towards an AI-friendly cross-time-scale simulation and analysis platform for electric distribution systems

iEnergy, (2022), 1: 133–140

人工智能配網仿真分析平台概念示意圖

簡介：電力系統脫碳不僅迫使發電側對電源結構進行改善，同時激勵配電側采用新技術以适應低碳能源轉型。如何分析大量能源終端用戶與配電網運營商之間的互動，美國德州農工大學謝樂教授團隊設計開發了一種面向配電系統的綜合仿真分析平台——AI4Dist。AI4Dist平台能夠将現有人工智能及機器學習包等工具集成納入到配電系統模拟中，支持從市場到瞬态的跨時間尺度模拟。AI4Dist為具有不同專業知識背景的學者研究配電系統提供了一個綜合分析平台。

（文章的解讀僅代表iEnergy學術編輯觀點，實際情況以原文為準）

iEnergy 2022年第1期

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