“雙碳”戰略目標為引，駛向電磁科技更廣闊的海洋

強電磁技術全國重點實驗室（以下簡稱“實驗室”）是以華中科技大學為依托單位，國家教育部為主管部門的國家重點實驗室。實驗室的前身是2011年獲批建設的強電磁工程與新技術國家重點實驗室。在2013年和2018年的兩次國家重點實驗室評估中，實驗室均獲得了良好的評價。

實驗室所在的電氣工程學科是首批被認定為一級學科國家重點學科的學科之一，在歷次一級學科評估中均位列前三，并成功入選國家首輪和第二輪“雙一流”建設學科。這一學科在國際評估中得到了專家的一致認可，被譽為“在強電磁工程與新技術學科領域達到了世界領先水平，成為中國乃至全球其他高等教育機構學習的典范”。

2023年3月，實驗室成功通過了科技部的全國重點實驗室重組評審，開啟了全新的發展篇章。

立足定位奮勇拼搏，實力雄厚

新的實驗室定位為應用基礎研究類全國重點實驗室，面向國家“雙碳”重大戰略需求，圍繞電磁特性分析理論與方法、電磁材料與功率半導體器件、高電磁參數單元技術、復雜電磁系統優化與控制4個研究方向開展研究，重點攻克復雜電磁暫態調控技術與裝備、超強磁場精準構建技術與裝備、超高參數電磁能轉化技術與裝備三大重點任務，聚焦于強電磁裝備與系統的構建和運行，致力于解決強電磁能量高質高效轉化、存儲、變換與調控關鍵科學問題，實現強電磁裝備與系統關鍵核心技術自主可控和世界領先，在國家科技創新、社會經濟發展和國家安全保障中發揮不可替代的戰略科技支撐作用，成為我國能源領域創新鏈中的戰略科技力量。

實驗室擁有5500平方米的研究大樓和脈沖功率技術、聚變與等離子體、電力系統動態模擬三個大型實驗基地，總面積超過1萬平方米，儀器設備總值6719萬元。

實驗室擁有一支高水平、基礎扎實、結構合理的科學研究隊伍，以兩院院士、中組部入選者和杰出青年基金獲得者為學術帶頭人，以教育部新（跨）世紀優秀人才等一批具有學科交叉優勢的中青年教師為科研骨干，優勢互補，教學相長，具備了培養高素質人才的條件。實驗室現有固定人員71名，其中研究人員60人，包括中國工程院院士2人，中國科學院院士1人，國家杰出青年基金獲得者1名、國務院學科評議組專家2名、國家重大科技基礎設施規劃委員會咨詢組專家1名，國家“863”計劃領域、專題專家2名，教育部新（跨）世紀優秀人才13名，教育部創新研究團隊1個，國家百優博士論文及提名論文指導教師3名等。

5年來，實驗室堅持圍繞國家重大需求和學科發展前沿，積極組織隊伍，申請并承擔了各類科研計劃任務529項，承擔了一批國家重要研究任務，包括“973”項目2項、“973”課題8項、國家重大科技專項課題6項、ITER計劃專項項目2項、ITER計劃專項課題6項、“863”計劃課題8項、國家自然科學基金杰出青年基金1項、國家自然科學基金重大重點項目及課題6項、支撐計劃項目及課題7項等。實驗室共發表署名論文521篇，其中《科學引文索引》（SCI）收錄論文173，《工程索引》（EI）收錄論文345；出版專著28本，獲授權發明專利94項、軟件著作權2項；獲國家科技進步獎二等獎1項（第一完成單位）、國家技術發明獎二等獎2項（第一完成單位1項）、省部級科技一二等獎19項等。在強電磁工程與新技術方面取得了一批國際先進、國內領先的成果，填補了多項國內空白，為國家重大需求提供了科學和技術支撐。

瞄準目標創新突破，碩果累累

近年來，實驗室面向“2030碳達峰2060碳中和”國家重大戰略，系統解決能源供給側低碳替代和能源消費側電能替代的重大技術難題，打造電磁能產生、存儲、轉換及利用領域的國家戰略科技力量，取得了一系列突出的成就。

在脈沖功率技術研究方面，實驗室研制出儲能密度達1.7kJ/L、壽命達1000次以上的電容器，居國內領先水平，已應用于高能激光、新概念武器等國防項目；研制的十余套模塊化、緊湊型脈沖功率電源集成系統（每套輸出電流達180kA）已在“神光Ⅲ”原型裝置穩定運行近8年等。實驗室建成了世界頂級國家重大科技基礎設施“脈沖強磁場實驗裝置”。

在復雜電磁場分析方法及虛擬樣機技術研究方面，實驗室創新成果包括提出了基于二階矢量位的多連域三維邊界元法和非線性迭代邊界元法，對電磁場邊界元法的發展作出了開拓性貢獻；在國內最早系統研究、總結基于雙標量位的電磁場積分方程法，這一方法計算量小而精度高，成為計算三維磁場最有效的方法之一；首次提出低能回旋加速器虛擬樣機技術，為加速器的優化設計研究建立了一條新途徑等。

在高維電磁系統控制與保護研究方面，實驗室針對復雜電磁系統日益呈現的超高維數、非線性、剛性強等新特點，研究了高維復雜電磁系統的控制、保護等關鍵問題，取得系列突出成果。包括在國際上首次提出距離保護自適應特性的概念，自適應發電機保護、母線保護和線路保護等在三峽電站、我國第一條1000kV特高壓輸電線路等國家重點工程得到廣泛應用；研制出我國第一套用于電力系統穩定控制的35kJ/7kW直接冷卻高溫超導磁儲能裝置；在國內率先解決了電源變換裝置應用于艦船的可靠性和電磁兼容問題等。

在高參數磁體技術研究方面，實驗室連續刷新國內脈沖強磁場紀錄，實現了磁場從2004年50T、2009年73T到2010年75T的跨越，并創造了世界上軟銅材料實現的最高場強。實驗室開發的脈沖磁體設計工具PMDS得到國內外同行一致認可，包括荷蘭奈梅亨（Nijmegen）強磁場實驗室、法國國家強磁場實驗室、英國牛津大學強磁場實驗室、歐洲強磁場聯合項目“DeNUF”、日本東北大學國家材料研究所及美國橡樹嶺國家實驗室等均采用PMDS進行磁體設計。英國牛津大學哈里·瓊斯（Harry Jones）教授課題組稱贊PMDS是“目前唯一能對各向異性復合材料應力做出準確分析的軟件”等。

在磁約束核聚變研究方面，實驗室針對磁流體不穩定性、帶電粒子輸運等問題，率先研究了電流驅動導致的非麥氏分布對高精度電子溫度測量所帶來的影響，首次引入雙麥氏分布模型進行了這類問題的數值模擬并在實驗中得到驗證；首次提出了利用微波幅度衰減量和相移量進行托卡馬克偏濾區中性氣體密度診斷的理論方法等。通過中美磁約束聚變合作計劃，實驗室建成了國內高校唯一、全國四套之一的中型托卡馬克J-TEXT裝置。

在大氣等離子體研究方面，實驗室針對在大氣中如何產生穩定的高密度輝光放電等離子體這一世界難題，研究了大氣等離子體的形成機理，通過電極材料、電源頻率、腔體結構的優化與控制，成功獲得了常溫等離子體射流及穩定輝光放電等離子體，采用納秒級脈沖電源技術，研制成功世界上射流最長的穩定非平衡常溫等離子體射流噴槍等。

以堅實的科研基礎作為導航的舵，以創新思維作為推動的帆，以國家需求作為指引的航標，在科技創新的浪潮中，實驗室如同一艘勇往直前的航船，承載著國家“雙碳”戰略的宏偉愿景，駛向電磁科技更廣闊的海洋。