摆脱技术路径依赖 实现“0～1”原始突破
为国铸电盾 为民擒“电虎”
一一祥和节能集团勇攀用户电力技术高峰故事
来源：祥和节能集团总工办
横空出世
从19世纪（1879年），美国爱迪生公司发明电灯，开启了照明新模式；到20世纪（1971年），美国英特尔公司发明微处理器，开启了信息处理新模式；再到21世纪（2013年），中国祥和节能集团发明中央节能保护装置，开启了节能安全新模式。
Part.1
响应新时代用电呼唤
2020年9月11日《科学家座谈会》在首都北京隆重召开，习近平主席主持并发表了重要讲话。
马克思说：“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。”
恩格斯说：“社会一旦有技术上的需要，这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”
爱因斯坦说：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。”
毛泽东在1958年6月说：“敌人有的，我们要有，敌人没有的，我们也要有。原子弹要有，氢弹也要快。”
邓小平在1988年5月说：“过去也好，今天也好，将来也好，中国必须发展自己的高科技，在世界高科技领域占有一席之地。如果六十年代以来中国没有自己的原子弹、氢弹，没有发射卫星，中国就不能叫有重要影响的大国，就没有现在这样的国际地位。”
习近平在2020年9月说：“特别是要把原始创新能力提升摆在更突出的位置，努力实现更多从‘0到1’的突破。”
习主席号召全国科学家和科技工作者，做到“四个面向”：坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，不断向科学技术广度和深度进军。
以“为中国碳中和事业贡献祥和力量，为世界碳中和事业贡献中国力量”为企业价值观，以“为国铸电盾，为民擒电虎”为企业精神，以“让用电更安全更省钱”为企业宗旨，以“致力成为解决新时代用电问题领先者”为企业愿景的祥和节能集团，牢记上述领袖们与科学家的谆谆教诲，向建国以来有志气、有骨气、有血气、有豪气的国之瑰宝、中国脊梁、民族功臣、科技楷模一一从钱学森、邓稼先、于敏、钱三强、陈开甲、吴孟超、南仁东、黄旭华……，到今天的袁隆平、屠呦呦、钟南山、陈薇等等伟大的科学们学习，用从“北斗”全球组网到“天问”探访火星，从国产大飞机C919一飞冲天到“复兴号”动车组完美首发，从“蛟龙”潜海到航母入列……中国以一系列创新成就实现了历史性飞跃，创新高地之上耸立起尖端科技高峰的一个又一个科研经典故事，激励祥和节能集团科技工作者，勇于成为解决新时代用电问题领先者，敢于摆脱传统技术路径依赖，大胆绕过电机节能、风机节能、水泵节能、空调节能、LED灯节能等传统终（末）端节能，以及无功补偿、促进三项平衡、滤波器等电能质量治理“红海”，另辟蹊径，牢牢抓住用电设备“吃”的电能这个“牛鼻子”，用长达八年研发时间，开创了改善和提高用电侧电能质量的系统节能节电新纪元。
我们共同牢记这些中国的脊梁、民族功臣，咱们的伟大科学家的名言佳句。
电能作为公认的“电老虎”，一方面它是电力、煤炭、石油、天然气四大传统能源中，经济实用，清洁方便，容易传输、控制、转换的能源，作为四大传统能源中，唯一随国民经济发展和人民生活水平提高而增长的二次能源，是由发电、输（供）电、用电三方共同保证电能质量的特殊商品，在国民经济发展和人民生活水平提高的状况下 具有巨大作用与威力，享有“工业血液”，“全民血液”之美誉，任何一个国家、任何一个组织、任何一个企业，甚至任何一个人，均不可“一日无电”，如何实现经济用电就成了人们十分关注和需要解决的问题；另一方面，电能又是自发现以来就一直伴随着用电安全副产物的能源，仅电能所引发的火灾、伤亡等事故就占总事故率的20%以上。再加上当今风力发电和光伏发电等“垃圾电”并网，分布式电网的接入，电力电子化设备在发电、输电、配电、用电各环节广泛应用，所导致的电能特性与惯性改变之影响，中国智造与“高精尖”用电设备固有的非线性污染型特征，引发的电能质量的“矛与盾”问题，工业园区与城市化发展的相邻单位用电影响与干扰，网络电子化设备自身的高敏感性等因素，致使传统的电能质量治理措施，也无法满足当今的用电单位与个人需求。
在这种情况下，如果还是仅仅从用电设备节能与互（物）联网平台节能，而不在改善和提高用电侧电能质量上或（和）设备节能及其融合上解决用电问题，将很难做到真正安全用电，经济用电。
习主席在2020年的科学家座谈会上的讲话中指出：“研究方向的选择要坚持需求导向，从国家急迫需求和长远需求出发，真正解决实际问题。”用电侧电能质量问题，安全用电与经济用电问题，已成为中国智造、社会经济发展和人民生活水平提高的共性问题、基础性问题和关键性问题。所谓共性，是指普遍性，是一般的、概括的状态与性质；所谓基础，是指建筑物的根脚，如城下夯土、柱下之石等，常指事物发展的根本或起点；所谓基础性，就是一个事物最基本、最直接的问题；所谓关键性，是指门闩和关闭门户后的横木，是事物最要紧的部分，对事物起关键作用的因素。被誉为全面解决电能质量问题新途径的用户电力技术（Giston Power）这个概念，是美国N.G.Hingorani博士，提出来的概念。所谓用户电力技术，是将电力电子技术、微处理技术、控制技术等高新技术，应用于中低压配电系统与用电系统，以减少谐波，消除电压波动，电压闪电、电压不平衡和供电的短时中断等现象，从而提高电能可靠性和电能质量的综合治理技术。电能作为“工业血液”甚至“全民血液”，广泛应用应用在工业、农业、第三产业、公共机构和人民生活的方方面面，其作用和影响是全面的、深刻的，其共性、基础性、关键性价值与特征，是显而易见的。
现在就从祥和节能集团积极响应新时代用电呼唤角度，讲述祥和节能集团是如何创新系统节能节电与电能质量治理的，从“0~1”技术路径突破的精彩故事。
祥和能集团独创独有的祥和中央节能保护装置的外观
Part.2
从霍尔效应与反常霍尔效应获得的启迪
从霍尔效应到反常霍尔效应，世界顶级科学家们辛勤耕耘了一百多年，霍尔效应家族先后三次荣获诺贝尔奖殊荣。
霍尔效应（Hall Effect），是美国著名物理学家、诺贝尔奖获得者霍尔（E.H.Hall）教授，于十八世纪的1879年发现的电磁感应现象。它是指电流在垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直电流和磁场方向上的两侧，在导体的截面两侧存在电压，后被人们称为霍尔电压或霍尔效应。并使电子更加规律、效率更高的运动，从而降低能量损失，削减谐波的现象。人们把这种更加规律、效率更高的电子运动状态，称之为霍尔态。也就是说，霍尔效应定义了磁场和感应电压之间的关系，形成霍尔效应的条件是外加强大的垂直磁场。
量子霍尔效应与量子反常霍尔效应原理讲解视频
如果把获得电子更加规律，效率更高的运动方法，视为一种常规技术路径，而获得同样效果的其它技术路径，就被人们称之为反常霍尔效应。所谓反常霍尔效应，是由材料本身的自发磁化产生的现象，它不需要外加强大垂直磁场。
由于反常霍尔效应，对于制备低能耗的高速电子器件，具有十分重要的价值与意义，得到了世界各国科学家们的高度重视和研究。因为散热是电子器件制造中十分头疼的问题，人们为了散热，就必须增大电子器件体积，而增大电子器件体积，就需要增加能耗。反常霍尔效应的技术路径可能有多种，它们是解决这个世界性难题最有效的路径。这两种截然不同的技术路径，从第一种到第二种，全世界的科学家们，经历了长达100多年的探索和努力，才终获成功。而这个成就是由我国科学家取得的。请看中央电视台关于获得我国科技进步一等奖、中国工程院院士、清华大学薛其坤教授，率领的科研团队的新闻报道。
由此可见，克服科技创新的路径依赖的不良影响是多么不容易，突破技术的原始路径又是多么艰辛。由于我国的科技创新正处在从量的积累到质的跃升阶段，怎样从长期以来跟踪、赶超国际热点、国际前沿的技术研发路径依赖中跳出来，另辟蹊径，寻找新的技术原始路径，从而改变我国从“1~N创新”多，而从“0~1创新”少的现状，是非常值得我国科技工作者及党和政府，高度重视和突破的课题。
祥和节能集团从上述霍尔效应与反常霍尔效应，两种截然不同的技术路径中获得启示，在2014年就下定决心，不再走电机节能、风机节能、永磁节能、LED灯节能等终末端节能的老路，也不走从用电设备入手的传统研发路径，而采用直线超车的创新路径，寻找新的节能节电方法。我充分发挥物理专业与中医专业的融合优势，率领祥和研发团队，从“电是工业血液”、“电是全民血液“中，悟出了采用仿真创新的技术路径，把电压视为血压，把电流视为血流，把电网视为血管网，从而找到了全天候、动态化、系统化的节能节电全新技术路径。
这是人体血管网示意图。人体拥有绕地球两圈半的血管网，血液在心脏的生理作用下，将其传送到人体全身各个角落，然后又将血液回收到心脏，通过全封闭运作，满足人体60兆亿个细胞新陈代谢的需要。
Part.3
从制造光刻机的日本尼康吸取的教训
在全球半导体行业中，有着100多年历史的日本尼康（Nikon）公司，曾是芯片制造的“高精尖”设备光刻机的全球垄断霸主，却被一家名不见经传的小公司ASML公司，弄得江河日下，一败涂地，沦为全球半导体行业的“小弟”。
上图中的光刻机是传统的以空气为介质的干式光刻机。它由曾经占据全球光刻机市场70%份额的世界著名企业日本尼康（Nikon）公司制造。
尼康公司之所以由曾经的全球光刻机市场霸主，沦为当今的世界半导体行业“小弟”，就是被传统的技术路径依赖所害，就是对新技术革命排斥所致。
当今全球最顶级的5纳米（nm）以水为介质的浸润式光刻机，由坐落在欧洲四大高科技聚居地的荷兰艾恩德霍芬（Eindhoven）的阿斯麦尔（ASML）公司制造。
阿斯麦尔公司之所以能一举成为占据全球90%光刻机市场的新霸主，得益于用成本更低、技术性更强的以水为介质的浸润式光刻机，取代了传统技术路径的以空气为介质的干式光刻机。这就是原始路径创新的魅力，这就是科技突破的价值。
日本尼康公司在光刻机竞争中，失败的原因是多方面的，其中最主要的有两条：
第一，败在光刻机的传统技术路径依赖上
所谓路径依赖（Path一Dependence），是指人类社会中的技术演进，均有类似于物理学中的惯性现象。也就是说，一旦进入某一技术路径，就可能对这种路径产生依赖，若是做了某种选择，就会在惯性力量的作用下，不断自我强化，难以摆脱该路径。日本尼康公司在面对光刻机继续细下去的技术突破瓶颈时，被禁锢在157纳米F2激光升级的稳健方案上，停滞不前。
第二，败在拒不接受也不采纳全新技术路径上
日本尼康公司在突破光刻机157nm技术瓶颈上，面对将光的传播介质，由传统的空气改为水，成功实现了193nm/1.4=132nm,远远超过157纳米的全新技术路径时，对该全新路径所具有的难度小，成本低，不需要对现有设备做大改造的独特优势，视而不见，仍拒绝接受，成为传统技术路径依赖的牺牲品，而名不见经传的ASML公司，则看到了光刻机这项全新技术路径的依赖领先优势，大胆的采用和推广，获得了异军突起，占据了全球光刻机70%的市场份额，顺利击败半导体行业的尼康等大型企业，成为全球光刻机的新霸主。
请收看精彩的光刻机技术的颠覆性创新过程讲解
祥和节能集团在研制祥和中央节能保护装置的技术与产品过程中，吸取了日本尼康公司在光刻机上的上述两条失败教训，也看到了颠覆性技术路径的竞争依赖优势，采用移植创新法，将空调行业的中央空调产品理念、产品思路、安装位置等，移植到节能节电行业，独家研制出《用电侧双向阻隔技术》，使祥和中央节能保护装置具有双向阻隔、抑制、滤除、吸收、吸收电能污染的独特优势，从而让祥和节能集团避开了传统的终（末）端节能市场“红海”，轻松地进入了系统节能、全面节能的“蓝海”市场之中，并在系统节能市场中独树一帜，独领风骚。
Part.4
从路径创新优势中领悟的经验
如果说路径依赖，会导致技术创新和技术应用的低效率的话，路径原始创新就会呈现强大动力和机会，获得路径原始创新的领先竞争优势。因为开创的新路径一旦被人们所接受，那么在路径依赖的惯性和冲击作用下，就能获得路径依赖的领先优势，其他竞争者若欲改变该路径将非常非常的艰难，从而保持盈利时间大大延长，获得“头大尾长”的长长盈利期。
例如，135相机这个规格，是在爱迪生时代就制定的。当时他们嫌70厘米胶片电影机不好用，就把胶片取下剪掉一半，再打上两排齿孔，形成了35毫米电影胶片，于是诞生了专用胶片的24×36画幅的小型相机。后来有不少人曾试图将其改为半幅24×18毫米或APS的24×32毫米，均以失败而告终。其原因是全世界135相机的保存量太多太大，人们绝不会因节省4毫米胶片，而自愿报废上万元的相机。研制生产135相机的公司，因此获得了较长的盈利时期，路径依赖的领先优势，让他们获得了长长的盈利机会期。若是没有不用胶卷的数码相机问世，不知135相机的盈利期，还会持续多久。
拥有路径依赖优势的135相机
路径依赖的这种无限牵引和领先优势，最典型的例子莫过于航天飞机发动机的直径，是按古罗马两匹马的屁股宽度设计的。因航天飞机从制造基地运送到发射基地，需要通过火车运输，而火车的轨道宽度来自于英国，英国制定轨道宽度的标准是当时战车的宽度，战车的宽度，又是两匹军马的屁股宽度。从古罗马到航天飞机发射，尽管科学技术早已高度发展，但还是被两匹军马的屁股宽度所限制，航天飞机的发动机直径，不得不仍然采用两匹军马屁股宽度。
古罗马两匹军马的屁股宽度
祥和节能集团从上述路径原始创新的领悟中，看到在我国系统节能的“下半场”中，在研发系统节能节电技术和产品时，若是能够采用直线超车的全新创新方式，千方百计地寻找新的技术路径，那么就可获得路径依赖的领先优势。虽然原始的技术创新、产品创新以及理论突破、应用突围等均不容易，前期的金钱、人力、物力和时间投入巨大，可一旦在路径依赖效应的牵引和作用下，就可获得长长的盈利周期，别人要追赶、超越将十分困难。祥和节能集团在研制成功祥和中央节能保护装置之后，在5G基站、数据中心、三甲医院、纺织印染、自来水和污水等二十多个行业，用了近八年时间安装使用，在“慢就是快”稳健思维指引下，收集、提升、总结应用经验，数十次地修改、完善产品设计，多次提高产品性能，降低产品成本，最终获得了十分可喜的成功。
路径创新领先优势的获得，关键是技术路径的选择。祥和节能集团坚持“想法比资源更重要”的信念，从用电设备”吃“的就是电能这个节能节电的“牛鼻子”出发，创立了用电侧冰山理论模型，研制出用电侧双向阻隔技术，从削减水下面两类不被人们关注和重视的隐藏因素，从而让水面上的两类人们十分熟悉的显现原因，自动降低和消失，发现了系统节能节电的全新路径，实现了系统节能节电的路径原始创新，获得了原始路径创新的领先优势。
祥和节能集团《用电侧冰山理论模型》
祥和基中央节能保护装置基本原理
祥和中央节能保护装置，是祥和节能集团从优化电能环境入手，从改善和提用电侧整个配电系统电能质量着力。其工作基本原理是，将祥和稀土霍尔共振棒与虚拟电容两者的结合后共同实现的。
祥和稀土霍尔共振棒的英文为xianghe Rare Earth Hall Resonance Rod，简称为XREHRR。它是祥和节能集团采用享有“工业黄金”、“现代工业维生素”美誉的稀土材料，与多种贵重金属、专用金属、非金属材料等组成的，基于世界著名物理学家、诺贝尔奖获得者霍尔的量子反常霍尔效应，而研制的共振型金属合金能量棒，具有提高导电性和能源效率，优化电能环境等改善和提高电能质量的功能。
上述效果的实现原理是什么？一句话，祥和稀土霍尔共振棒，以祥和中央节能保护装置的核心部件机芯的强大磁场作动力，通过电磁共振原理实现的。
电磁共振现象演示视频
在上述实验中，当一支电表振动（指针左右摆动）时，产生了电磁感应，并形成感应电流，从而引起另一个电表也跟着振动（指针亦左右摆动），其指针摆动的方向，在正正相连、负负相连时，指针摆动方向相同，而当正负相连时，则指针摆动方向相反。
电磁共振效果演示视频
由本实验可见，不同频率的电磁共振，所得到的共振结果是完全不同的。当共振频率在345Hz～6051Hz之间时，其共振的结果多种多样。如果把这里的同一种粉末视作用电侧配电系统中的电子，那么这些电子在不同频率作用下，最终形成的共振结果是不一样的。
祥和中央节能保护装置降低配电系统线损的工作原理，就是祥和节能集团将祥和稀土霍尔共振棒的振动频率，设计在使配电系统中的电子，能够形成整整齐齐，且相互撞碰几率极低的共振效果的特定频率所实现的。
量子反常霍尔效应，是指不需要外加强大磁场，而由材料本身的自发磁化，发生共振频率，形成量子反常霍尔效应场，将经过机芯的不规则运动电子，在共振频率作用下规律地运行，从而减少电子自旋碰撞与相互的电子“过度碰撞”，从而减少配电系统的线损，并与纯物理缠绕的不随温度、湿度变化而变化，不畏冲击的特制虚拟电容协同作用，共同削减电压凹陷与电压凸起、抑制电磁干扰与电磁泄漏，双向阻隔、抑制，滤除、吸收瞬流、浪涌、谐波污染，促进三相平衡，提高功率因数，降低设备温度，减少设备噪声，从电能源头上减少设备维护维修费用，延长设备使用寿命。在机芯的主回路上没有任何电子元器件，使用寿命长，故障率极低。
祥和节能集团借鉴慢性病的功能性病变机理，制造的虚拟电容工作原理图。
祥和节能集团的《用电侧双向阻隔技术》，应用到祥和中央节能保护装置等系列产品产品中，其核心部件机芯又是怎样的？其安全用电、经济用电、连续用电的工作原理是什么？故障率极低的依据有哪些？使用寿命长的原因如何理解？……请看在祥和中央节能保护装置安装现场，祥和节能集团营销事业一部的现场讲解视频。
这是在江西省某县三甲医院安装了630kVA祥和医院反常安全节能装置之后，祥和节能集团工作人员正在向来到安装现场参观、考察的代表们，讲解装置的机芯特点与工作原理。
Part.5
祥和中央节能保护装置视频鉴赏
祥和节能集团在祥和央节能保护装置的研发过程，既十分注意防止路径依赖的阻碍与问题，又成功选择了技术路径的原始创新，在全国节能节电产业中首家获得颠覆性的重大突破，实现了系统节能节电的理论创新、技术创新、产品创新、节能验收创新，获得了路径原始创新的依赖优势，拥有了“头大尾长”的长期盈利机会期。以下是研发历程中的视频精选。
A、2015年中央电视台（CCTV）访谈类
1、撰文人讲解技术原理视频
2、《节能环保》杂志社副主编等专家评价视频
3、经销商们在CCTV演播厅发言视频
4、《开创中央节能保护新纪元》专题访谈完整视频
B、2017年北京新闻发布会嘉宾讲话类
1、中国发展战略学研究会文化委员会副会长讲话视频
2、中国质量认证中心处长讲话视频
3、中国竞争情报网董事长讲话视频
C、2017年电视台新闻报道与2015年祥和宣传类
1、湖北襄阳电视台新闻报道类视频
2、祥和节能集团3分钟宣传短片
3、祥和节能集团医院类1分钟宣传短片
4、祥和节能集团银行类1分钟宣传短片
D、祥和中央节能保护装置推广新闻发布类
1、2016年北京国际会议中心新闻发布新闻发布视频
2、2017年中国科博会研讨会视频
3、2015年，四川成都新闻发布会报道视频（四川在线）
4、山东经销商在推广会上的讲话视频
祥和节能集团
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