張鋼檢視原始碼討論檢視歷史

張鋼 北京交通大學

張鋼，男，北京交通大學副教授。

人物簡歷

教育背景

2010.10至 2012.10 清華大學電機系，博士後

2005.09至 2010.07 北京交通大學電氣工程學院，博士

2001.09至 2005.07 北京交通大學電氣工程及自動化，本科

工作經歷

2012.10至今 北京交通大學電氣學院，副教授、博士生導師

2017.09至 2018.09 英國伯明翰大學，訪問學者

研究方向

電力電子與電力傳動

電氣工程

科研項目

• 北京地鐵「智慧供電」頂層方案設計研究；
• 城市軌道交通供電設備PHM深化及智能運維架構研究；
• 城市軌道交通供電系統智能運維系統；
• 北京市科委項目「城市軌道交通接觸網新型智能融冰技術研究」；
• 國家「十三五」重點研發計劃任務「高速列車動力系統的節能優化技術研究」；
• 國家「十二五」科技支撐項目「軌道交通列車節能關鍵技術及工程應用示範」；
• 北京交通校基金項目「3MW以上能量回饋裝置關鍵技術研究」
• 科技部重點研發計劃項目「高速列車動力系統的節能優化技術研究」；
• 北京市教委重大項目「城市軌道交通能饋式供電與牽引傳動裝備研製及工程應用示範」；
• 北京市科委重大科技項目「雙向能量控制城市軌道交通牽引供電系統研製」；
• 國家「十二五」科技支撐計劃項目「新能源牽引傳動及輔助供電技術—牽引傳動及輔助電源技術研究」；
• 十一五」國家科技支撐計劃重點項目「城市軌道交通能饋式牽引供電系統及傳動系統研製」（項目編號：2007BAA12B07）
• 十一五」國家科技支撐計劃重點項目「新型直線電機運輸系統關鍵技術及裝備研製」（項目編號：2008BAG11B00）
• 十一五」國家科技支撐計劃重點項目「100%低地板車研製」（項目編號：2006BAG02B06）
• 橫向合作項目「1.5MW電磁耦合調速風力發電機系統研究」
• 北京市科委項目「電網友好型5MW風電機組關鍵技術研究」
• 國際合作項目「SIMATIC Technology Based Innovative Control Strategy for Wind Turbine Central Control System」
• 自然科學基金重點項目「高速鐵路電力牽引系統的安全性預測與控制」 （U1134204）
• 國家科技支撐計劃項目「城市軌道交通運輸組織、控制及保障一體化關鍵技術與系統研製」（2011BAG01B05）
• 國家「863」計劃項目「城市軌道列車在途監測與安全預警關鍵技術」（2011AA110503）
• 3MW以上能量回饋裝置關鍵技術研究
• 高速鐵路列車網側變流系統安全控制
• 節能型城市軌道交通牽引供電裝置應用示範

研究成果

成果1：城市軌道交通能饋式牽引供電關鍵技術及裝備（多功能複合型牽引供電系統） 長期致力於城市軌道交通牽引供電系統的節能關鍵技術及裝備研發工作。歷經十餘年的不懈努力，率領課題組成功突破軌道交通用大功率變流器關鍵核心技術。2010年，成功研發我國首套2MW能饋式牽引供電裝置（列車再生制動能量回饋）。2015年，成功研發我國首套4MW能饋式牽引供電裝置，實現技術水平的進一步提升。2018年，最新一代6MW能饋式牽引供電裝置研發成功，並完成型式試驗。在此基礎上，構建了集牽引供電、再生制動能量回饋、功率因數補償、接觸網融冰等功能於一體的多功能複合型牽引供電系統。相關裝備在北京、深圳、天津、成都、鄭州、貴陽、佛山、呼和浩特等多個城市的20多條地鐵線路推廣應用。該成果先後通過北京市經信委、電工技術學會、中國城市軌道交通協會的科技成果評價，處於國際領先水平，國際首創。先後榮獲北京市技術發明獎、廣西自治區科技進步獎。

成果2：混合動力動車組四象限變流技術及裝備 承擔我國首列混合動力動車組網側四象限變流器的研發工作。帶領課題組，歷經多年技術攻關，實現關鍵技術突破，成功研製我國首列混合動力動車組用網側四象限變流器；完全自主研發的四象限變流器在長春客車廠完成裝車調試，同時順利通過了30萬公里的實際線路運行考核。經過專家評審，兩列混合動力動車組各項性能指標先進，獲得國家鐵路總公司頒發的型號許可。混合動力動車組可實現接觸網、動力電池、柴油發動機等多種動力之間的自由切換，滿足電氣化與非電氣化特殊線路之間的跨線運營要求，屬於一種新型多動力動車組。該技術裝備成功填補了國內空白，相關技術達到國際先進水平，具有廣闊的推廣應用前景。

成果3：高速鐵路電力牽引系統的安全性預測與控制 主要負責極端供電條件及系統諧波對高速鐵路電力牽引系統的安全性影響機理及控制方法研究。通過理論分析、數學建模、仿真試驗等技術手段，研究了高速鐵路牽引供電系統網壓短時中斷、網壓畸變、系統諧波、以及分相過電壓過電流等極端情況對列車牽引系統安全運行的影響作用機理，並從列車牽引系統控制的角度，提出了針對性的解決和抑制措施。相關研究成果在我國首列混合動力動車組上得到實際應用。

成果4: 2MW超級電容儲能系統

帶領課題組，完成2MW超級電容儲能系統關鍵技術研究、方案設計以及裝備研製。順利通過第三方權威機構的型式試驗，各項性能指標先進，具有廣闊應用前景。

成果5：大容量飛輪儲能系統

突破高速永磁同步電機控制、多飛輪協同控制等核心技術，成功研發單體333kW，整機功率達1MW的飛輪儲能系統，順利通過第三方權威機構的型式試驗。

成果6：斷路器智能故障診斷技術

成功研發一套斷路器智能故障診斷系統，採集斷路器的振動信號，藉助信息熵理論和多層感知診斷算法MLP，實現對斷路器運行健康狀態的評估及故障預警。

學術成果

論文/期刊

• Y. Wang, G. Zhang, R. Chen, Z. Liu and R. Qiu, "Analysis of digital twin application of urban rail power supply system for energy saving," 2021 IEEE 1st International Conference on Digital Twins and Parallel Intelligence (DTPI), 2021, pp. 29-32, doi: 10.1109/DTPI52967.2021.9540127.
• Chen, L., Yu, Y., Gong, Z., Tang, G., Wang, Y., Zhang, G. Multi-scale Modeling and Simulation Method of Urban Rail Traction Power Supply System for Digital Twin. EITRT 2021. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 864. Springer, Singapore.
• 張鋼,王運達,劉志剛,於泓,邱瑞昌.城軌牽引供電系統多尺度和多物理域建模仿真方法[J].電工技術學報,2022,37(12):3097-3107.DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.210883.
• 李進,張鋼*,劉志剛,王勇.城軌交通用飛輪儲能陣列控制策略[J].電工技術學報,2021,36(23):4885-4895.DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.210419.
• Y. Wang, G. Zhang, Z. Tian, R. Qiu and Z. Liu, "An Online Thermal Deicing Method for Urban Rail Transit Catenary," in IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 7, no. 2, pp. 870-882, June 2021.
• Y. Wang, G. Zhang*, R. Qiu, Z. Liu and N. Yao, "Distribution Correction Model of Urban Rail Return System Considering Rail Skin Effect," in IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 7, no. 2, pp. 883-891, June 2021.
• 王運達,張鋼*,於泓,邱瑞昌,劉志剛.基於數字孿生的城軌供電系統高保真建模方法[J].高電壓技術,2021,47(05):1576-1583.
• 王運達,張鋼*,邱瑞昌,劉志剛,徐起陽.城市軌道交通接觸網在線融冰方法[J].高電壓技術,2022,48(05):1970-1978.DOI:10.13336/j.1003-6520.hve.20201442
• 張鋼,郝峰傑,王運達,龍赤宇,李夢和.城軌柔性牽引供電系統及優化控制研究[J].電工技術學報,2022,37(S1):153-162.DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.L90518
• F. Hao, G. Zhang, J. Chen, Z. Liu, D. Xu and Y. Wang, "Optimal Voltage Regulation and Power Sharing in Traction Power Systems with Reversible Converters," in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 35, no. 4, pp. 2726-2735, July 2020. ( IF=6.807)
• F. Hao, G. Zhang, J. Chen and Z. Liu, "Distributed Reactive Power Compensation Method in DC Traction Power Systems With Reversible Substations," in IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 70, no. 10, pp. 9935-9944, Oct. 2021, doi: 10.1109/TVT.2021.3108030
• G. Zhang, Z. Tian, P. Tricoli, S. Hillmansen, Y. Wang, Z. Liu, "Inverter operating characteristics optimization for DC traction power supply systems", IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 68, no. 4, pp. 3400-3410, Apr. 2019.
• G. Zhang, Z. Tian, P. Tricoli, S. Hillmansen, Z. Liu, "A new hybrid simulation integrating transient-state and steady-state models for the analysis of reversible DC traction power systems", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 109, pp. 9-19, 2019.
• G. Zhang, Z. Tian, H. Du, and Z. Liu, 「A Novel Hybrid DC Traction Power Supply System Integrating PV and Reversible Converters,」 Energies, vol. 11, no. 7, p. 1661, Jun. 2018. –SCIE, An3
• G. Zhang, J. Qian, and X. Zhang, 「Application of a High-Power Reversible Converter in a Hybrid Traction Power Supply System,」 Applied Sciences, vol. 7, no. 3, p. 282, Mar. 2017. –SCIE, An4
• 張鋼,劉志剛,魏路,牟富強, "新一代智慧型牽引供電系統關鍵技術與應用示範," 都市快軌交通,2018, 31, pp. 136-142.
• 張鋼,劉志剛,牟富強, "雙向變流器在城軌牽引供電系統中的應用," 都市快軌交通, 2014,27, pp. 109-112.
• 張鋼, "城市軌道交通能饋式牽引供電技術研究," 電氣時代, 2014, pp.48-50
• 丁樹奎,韓志偉,張鋼,劉志剛. 能饋式牽引供電原理及其在城市軌道交通中的應用, 北京交通大學出版社，2014. –學術專著
• 陳杰，劉志剛，張鋼等，高速鐵路電力牽引系統安全性預測與控制，中國鐵道出版社有限公司，2020. –學術專著
• 張鋼,董侃,刁利軍,劉志剛. 「大功率牽引逆變器的中頻區調製算法對比研究」, 電工技術學報,2016,31(S2):1-9.
• 張馨予,張鋼,錢江林,劉志剛.具有低次諧波抑制能力的PIR控制器設計[J].電工技術學報,2016,31(S2):19-27.DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.2016.s2.003
• 阮白水,張鋼, 蔣李晨昕,劉志剛. 「動車組網側變流器改進型dq解耦控制方法研究」, 鐵道學報, 2015, 37, pp. 25-30
• 郭嘗君,張鋼(通信作者),郝峰傑,劉志剛. 「動車組網壓中斷快速檢測及應對策略研究」, 第八屆電工技術前言問題學術論壇，2018,8 –EI, An5
• 張馨予,張鋼,刁利軍,錢江林,劉志剛.基於周期控制的載波移相策略研究[J].鐵道學報,2019,41(06):61-67.
• 阮白水,張鋼(通信作者),楊帆等. 「Research on Harmonic Suppression of High-speed Railway Traction Power Supply System Based on A LC Filter Branch」, EITRT2013, 2014,2
• 專著/譯著
• 1.《能饋式牽引供電原理及其在城市軌道交通中的應用》 北京交通大學出版社
• 2.《高速鐵路電力牽引系統安全性預測與控制》 中國鐵道出版社
• 專利
• 序號 申請號 專利名稱 類型 狀態
• 1 CN202111006052.6 一種城軌供電系統數字孿生的多尺度仿真設計方法 發明專利 實審
• 2 CN202111004117.3 一種城軌供電系統數字孿生的多物理域仿真設計方法 發明專利 實審
• 3 CN202110729531.4 一種基于振動信號特徵熵融合的斷路器故障診斷方法 發明專利 實審
• 4 CN202110729116.9 一種基於電氣量的列車定位方法 發明專利 實審
• 5 CN202110171399.X 城軌供電系統數字孿生用數據特徵提取及數據壓縮方法和裝置 發明專利 實審
• 6 CN202110167112.6 城軌供電系統的數字孿生仿真的數據計算方法、系統 發明專利 實審
• 7 CN202011046769.9 對鋼軌回流進行雜散電流和軌道電位特性分析的方法 發明專利 實審
• 8 CN202011039051.7 一種多功能的軌道交通直流在線融冰系統及方法 發明專利 實審
• 9 CN202011039054.0 軌道交通交流在線融冰系統及方法 發明專利 實審
• 10 CN202011033163.1 一種列車定位方法 發明專利 實審
• 11 CN202011025445.7 一種考慮趨膚效應影響的鋼軌等效電阻計算方法 發明專利 實審
• 12 CN202010738600.3 絕緣故障診斷方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質 發明專利 實審
• 13 CN201910846419.1 一種列車動力系統在線能耗檢測與預測裝置及方法 發明專利 實審
• 14 CN201811559237.8 牽引變流器故障分析方法及裝置 發明專利 實審
• 15 CN201811559238.2 牽引變流器使用壽命預測方法及裝置 發明專利 實審
• 16 CN201811048458.9 一種四象限變流器控制器及網壓中斷判斷的方法 發明專利 實審
• 17 CN201811029651.8 一種帶鎖相環的動車組牽引傳動系統及網壓中斷判別方法 發明專利 實審
• 18 CN201811008048.1 一種城市軌道交通的動模仿真系統及控制方法 發明專利 實審
• 19 CN202110729520.6 一種控制電源系統的故障預警方法 發明專利 授權
• 20 CN202110159371.4 一種基於數字孿生技術的鋼軌電位限制方法和裝置 發明專利 授權
• 21 CN202010738590.3 能饋供電裝置的故障診斷方法、裝置及存儲介質 發明專利 授權
• 22 CN201911051654.6 三相全控整流系統直流電容剩餘壽命監測方法 發明專利 授權
• 23 CN201911050955.7 全控交直交變流系統直流雙支撐電容剩餘壽命監測方法 發明專利 授權
• 24 CN201910641600.9 一種散熱器散熱狀態快速檢測方法及裝置 發明專利 授權
• 25 CN201910175376.9 城市軌道交通牽引供電系統及車-網配合參數優化方法 發明專利 授權
• 26 CN201811008199.7 一種有源濾波器及消除列車直流母線二次諧振的方法 發明專利 授權
• 27 CN201710536194.0 基於擴展z變換的電流預測方法及裝置 發明專利 授權
• 28 CN201710536193.6 四象限變流器的電流採樣電路及方法 發明專利 授權
• 29 CN201610519832.3 載波移相方法和系統 發明專利 授權
• 30 CN201610443051.0 一種動車組網側變流器的網壓中斷檢測及控制方法 發明專利 授權
• 31 CN201610380231.9 一種混合動力動車組牽引變流器過分相控制策略 發明專利 授權
• 32 CN201410150808.8 一種列車動力系統在線監控故障診斷的系統及其方法 發明專利 授權
• 33 CN201310409896.4 基於諧振控制策略的能饋式牽引供電裝置 發明專利 授權
• 34 CN201310409808.0 具有低諧波高輸出功率的能饋式牽引供電裝置及控制方法 發明專利 授權
• 35 CN201210253259.8 基於串聯補償變壓器的能饋式牽引供電裝置 發明專利 授權
• 36 CN201110362356.6 列車牽引控制系統 發明專利 授權
• 37 CN200910236854.9 基於CANopen協議的軌道交通車輛級網絡調度方法 發明專利 授權
• 38 CN200810115163.9 大功率模塊化直流供電裝置及其控制方法 發明專利 授權
• 39 CN200810104587.5 100%低地板車獨立輪牽引傳動系統與控制方法 發明專利 授權
• 40 CN200810103934.2 一種模塊化的能量回饋式牽引供電裝置及控制方法 發明專利 授權
• 41 CN200810103678.7 一種混合式牽引供電裝置及控制方法 發明專利 授權
• 42 CN200810103529.0 一種基於PWM整流器的牽引供電裝置及控制方法 發明專利 授權
• 43 CN200810103058.3 一種車輛輔助變流器 發明專利 授權

軟件著作權

1. 虛擬示波器軟件V1.0 ，2012SR109822

2. 中壓能饋型再生制動電能利用裝置監控系統，2015R11L034975

獲獎情況

2022年，獲中國產學研合作創新成果獎；

2021年，獲廣西自治區科技進步二等獎；

2020年，獲中國電工技術學會一等獎；

2020年，獲北京市技術發明二等獎；

2020年，榮獲教學基本功比賽二等獎；

2017年，獲「北京市科技新星」提名；

2014年，榮獲教學基本功比賽二等獎；

2013、2015年，兩次獲評電氣支柱；

社會兼職

• 北京市軌道交通電氣工程技術研究中心 副主任；
• 北京電工技術學會學術專委員會 委員；
• 中國電工技術學會軌道交通電氣設備技術專業委員會 委員；
• 北京電力電子學會青年工作委員會 委員；
• IEEE transaction on PE，VT 等SCI期刊 審稿人；
• 中國電機工程學報、電工技術學報等期刊 審稿人；
• 英國工程技術學會IET 會員；