攻堅創新 永不止步

杜月嬌

隨著電力電子技術在電力系統、電氣化交通等不同行業中的廣泛應用，由電力電子裝置中功率半導體器件的高頻開關動作產生的電磁干擾問題日益突出，已成為制約行業發展的關鍵問題。為此，無數科研人員投身其中，潛心攻堅。來自北京交通大學電氣工程學院的教授李虹就是其中一員。多年來，她腳踏實地、創新科研，面向行業重大需求，在電磁干擾與電磁兼容領域做出了一系列創新性研究。

潛心科研?結出累累碩果

李虹從碩士期間便從事電力電子系統的電磁干擾問題研究，師從國內著名學者、華南理工大學教授張波。其間，她在電力電子變換器混沌控制方面取得了重要創新成果，率先在國際上提出了基于混沌脈寬調制的電力電子變換器電磁干擾抑制方法。基于此成果，2005年畢業后，李虹獲德國全額獎學金，赴德攻讀博士學位。

博士期間，李虹針對直流變換器的電磁干擾問題進行了深入分析和研究，提出了一系列基于混沌理論的新型電磁干擾抑制控制方法，在國際權威期刊連續發表多篇論文，獲得德國德意志學術交流中心（DAAD）獎學金和企業的獎學金資助，多次參加國際學術會議并發表演講，在國際電力電子技術領域嶄露頭角。其間，李虹在《電氣與電子工程師協會電路與系統雜志》（?IEEE?Circuits?and?Systems?Magazine）發表封面論文1篇，研究成果獲得同行廣泛認可。2009年，李虹撰寫出版英文專著1部，以優異成績獲博士學位，踏上回國之旅。

回國后，李虹加入北京交通大學。面對國內電源行業對電子電力技術的重大需求，她秉持一切從實際出發的理念，先后對衛星電源、電力機車牽引變流器、光伏逆變器，以及電動汽車電驅系統的電磁干擾和電磁兼容問題展開研究。2013年，憑借優異的科研水平和學術潛力，李虹獲得北京高等學校“青年英才計劃”資助，此后，承擔起國家自然科學基金青年科學基金、面上基金和國家自然科學基金優秀青年基金項目。同時，她主持北京市自然科學基金項目1項，主持英國皇家工程學院項目、臺達基金重點項目等多項國際合作項目和企業合作項目。

研究中，李虹提出電力電子變換器的電磁干擾頻譜的非線性精確描述與量化方法，并結合工程實際需求，提出了考慮系統穩定性和熱設計的混沌脈寬調制電力電子系統工程設計方法，將混沌脈寬調制向實際工程應用推進了一大步。目前此成果已在不同產品中得到應用推廣，實現了對電力電子電磁干擾的有效分析和抑制。

隨著電力電子領域半導體器件的不斷更新換代，新型寬禁帶半導體器件一方面給電力電子裝置帶來更高的效率和功率密度，另一方面由于電力電子開關器件更快的開關速度和更高的電壓、電流變換率又帶來更為嚴重的電磁兼容問題，往往需要加裝增加損耗和體積的電磁干擾濾波器，這阻礙了電力電子裝置效率和功率密度的進一步提升。為此李虹課題組又針對這一新的挑戰開拓了新的研究領域，率先提出基于混沌脈寬調制的電磁干擾無源濾波器和有源濾波器的優化設計方法，實現了電力電子變換器功率密度的提升和電磁干擾的有效抑制。她和團隊針對新型寬禁帶半導體器件，開發了可以反映開關瞬態特性的器件仿真模型，并基于提出的器件模型研發了一系列有效抑制寬禁帶半導體器件在開通關斷瞬間尖峰和振蕩的新型有源驅動電路和保護電路，獲得合作企業的認可和應用;針對高頻電力電子變換器中由于寄生參數引起的共模電磁干擾問題，基于數學推導提出了一套零共模電磁干擾調制方法，實現了對寬禁帶半導體電力電子裝置的高頻電磁干擾的有效抑制。此外，近年來，李虹還針對大型新能源發電等工況下的復雜電力電子系統面臨的穩定性分析與控制難題展開研究，提出了一套適用于復雜電力電子系統的時域建模和穩定性分析與改善的方法，致力于破解目前復雜電力電子系統頻域建模困難和難以獲得有效判據的難題。以上研究成功被選編進北京市自然科學基金優秀成果匯編，已結題的兩項國家自然科學基金項目均獲得優秀結題。

2018年，李虹被D?e?l?t?a環境與教育基金會（美國）授予中達青年學者稱號，是首位女性中達青年學者。同年，她成功獲批國家自然科學基金優秀青年科學基金項目，2019年她榮獲北京交通大學優秀教師。由于在電磁兼容方向的突出貢獻，她受邀擔任中國電源學會電磁兼容專委會副主任委員。她兩次以第一完成人榮獲中國電源學會科技進步獎，多篇論文在國內外會議上和期刊上榮獲優秀論文獎。回國十余年，李虹交出了令人滿意的科研答卷。

培育人才?屢獲競賽大獎

科研之外，李虹格外注重培育創新人才，一有機會就帶領學生參加國際、國內的創新大賽，在實戰中鍛煉其創新思維。

國際未來能源挑戰賽（I?F?E?C）是由美國能源部（D?OE）、美國國防部（D?OD）、美國國家州立能源官員協會（N?A?S?EO）和美國電氣與電子工程師協會（I?EEE）主辦，I?EEE電力電子學會承辦的一項全球性大學生創新能力競賽，是國際上新能源發電領域高級別的大學生創新競賽。

2015年7月19日至22日，在英國謝菲爾德大學舉辦的國際未來能源挑戰賽（IFEC2015）上，進入Topic?B決賽的7支隊伍均來自全球知名學府，每支隊伍的實力都不容小覷。最終，經過激烈角逐，冠軍和亞軍被來自中國的兩支隊伍強勢包攬。其中，北京交通大學獲得第二名——最佳控制設計獎。在集體合影里，作為亞軍隊伍指導老師的李虹相當低調地站在后排，面露靦腆的微笑。3年后，李虹再次帶隊參加I?FEC?2018，又一次拿下第三名——創新獎。2020年，在由中國電源學會主辦的GaN?Systems杯第六屆高校電力電子應用設計大賽上，李虹纖瘦的身影再次出現，并帶領研究生和本科生獲得二等獎。

對于未來，李虹還有許多期待。全球能源危機下，電子電力技術領域有諸多難題亟待解決，李虹將帶領團隊繼續奮斗在科研一線，生命不息，創新不止。

從“她”出發?關愛女科技工作者

“世界需要科學，科學需要女性”，女性科技人才是我國科技人才隊伍的重要組成部分，在科學領域發揮著獨特而重要的作用。2018年12月1日，中國電源學會女科學家工作委員會成立大會暨第一屆女科學家學術論壇在河北省保定市成功舉辦。在大會上，李虹在眾望所歸中，成功當選主任委員。立足服務，助力電氣女科技人的成長與發展，成為她的新愿景。

目前，中國電源學會女科學家工作委員會已多次成功舉辦包括“科技點亮生活，科研靚麗人生”“巾幗追夢新時代，傳承建功綻芳華”“中國心，PE情——知名專家談科技創新”等主題在內的電氣女科學家論壇。這個論壇集學術報告、主題討論、互動交流于一體，來自全國各地的電氣女科技工作者和青年女科學家匯聚一堂，共同交流成長，氣氛非常活躍。作為論壇負責人，李虹深感欣慰。

2021年3月15日至26日，聯合國婦女地位委員會第65屆會議（NGO?CSW65）在紐約聯合國總部舉行，中國電源學會女工委（C?P?S?S-W?IS）依托此次會議在李虹的主持下，舉辦了主題為“提升科技女性的自信和創造力（W?o?m?e?n?i?n?Engineering—Build?Confidence?andCreativity）”的平行會議。

婦女地位委員會是專門致力于促進兩性平等和賦予婦女權力的主要全球政府間機構，在促進婦女權利、記錄全世界婦女生活的現實、制定關于兩性平等和賦予婦女權力的全球標準方面發揮了重要作用。第65屆會議的主題為“婦女充分有效地參與公共生活和決策，以及消除暴力，以實現兩性平等和賦予所有婦女和女孩權利”，CPSS-WIS通過邀請電氣領域有影響力的科技工作者分享他們的成長經歷、交流不同國家之間女性科技工作者的發展現狀，對促進中國電氣領域女科技工作者的發展、增強自信心和提升創造力起到了積極的推動作用。

從“她”出發，關愛女科技工作者，李虹和中國電源學會女科學家工作委員會正在攜手各界，共創未來。

（責編：王芳）