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  • 为电网装上“超强大脑”

    时间:[2019-02-15 ] 信息来源:人民日报
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    浙江20选5中3个号有多少钱 www.owikr.tw   人物小传

     
      孙宏斌,1969年生于浙江台州,清华大学电机工程与应用电子技术系教授、博士生导师,国家级教学名师,教育部“长江学者”,享受国务院特殊津贴专家,美国电气和电子工程师协会(IEEE)会士、英国工程与技术学会(IET)会士、国家杰出青年科学基金获得者、国家“万人计划”科技创新领军人才。2018年,获得国家科学技术进步奖一等奖。
     
      一座座输电铁塔耸立天地之间,仿佛一个个钢铁巨人,伸出巨手擎起特高压电网,一路穿山过川,行走在幅员辽阔的中华大地。4000米的海拔落差忽高忽低,零上零下80摄氏度的温差忽冷忽热,受制于自然的风电、光电输入忽强忽弱……这一切让控制电压成为一道世界难题。
     
      改变电压控制的人工操作,为我国极为庞大而复杂的电网装上“超强大脑”,清华大学电机工程与应用电子技术系教授孙宏斌和他的团队做到了!他们披肝沥胆27年完成的“复杂电网自律—协同自动电压控制关键技术、系统研制与工程应用”项目,让“自动电压控制”成为现实。1月8日,他们光荣地站上了国家科学技术进步奖一等奖的领奖台。
     
      攻坚,二十七年磨一剑
     
      1月23日下午,记者在清华大学西主楼的一层办公室里,见到了孙宏斌教授。今年50岁的他眼睛总含着笑,儒雅而又谦和,听到称赞,他会不好意思地低下头。
     
      我国很长一段时间里,为了维持系统电压安全,控制中心调度员要24小时监视全网各节点电压,一旦发现异常,就逐级拨打电话发出调节指令??伤孀攀贝⒄?,这种“笨功夫”不仅耗费大量人力,眼见电网规模日益扩大,也越来越难以执行。
     
      “尤其是经济发达、用电量大的地区,电从远方输送过来,就像瀑布注入深潭,容易形成电压‘凹陷区’。这种凹陷区如果遇到突发故障,就像推倒多米诺骨牌,容易引发连锁的大面积停电事故。”孙宏斌举例说,不论美加“8·14”大停电,还是希腊大停电、波兰大停电,背后都有电压失稳在作祟。
     
      如何破解这个世界性难题?孙宏斌团队提出,给电网装上“超强大脑”——自动电压控制系统。该系统能够实时采集电网数据进行分析,利用有效的算法形成全局决策,自动闭环控制无功和电压调节设备,使电网时刻处于最佳状态。
     
      “拿来主义”恐怕行不通。进入21世纪以来,我国全国装机总容量从2000年的3.2亿千瓦一举跃升到2015年的15.08亿千瓦,一年的新增装机容量就几乎与英国全国相当,需要蹚出一条前人从未走过的路。
     
      27年前,还是博士研究生的孙宏斌,就在导师相年德教授、张伯明教授指导下,开始涉足这一领域。团队决定,采取“自律协同”技术。如同一个“跷跷板”,一边是自律,让各个电网节点“严于律己”;一边是协同,让各个电网节点“默契配合”。“我们正是踩在自律和协同之间最难的地方,要找到那个微妙的平衡点。”孙宏斌说。
     
      “主从分裂理论”,这一物理学和数学的完美融合,成为解决复杂电网问题的破题之笔,为自动电压控制技术的广泛应用打下坚实理论基础。
     
      采访孙宏斌时,他一再欣喜而骄傲地提起他的团队,是这支薪火相传、精诚合作的队伍,共同取得令人瞩目的重大成果。
     
      吴文传,清华大学电机系教授、电力系统研究所所长、国家杰出青年科学基金获得者。他谦虚地这样解释自己的工作:“科研本身就是很艰苦的过程,跟农民种地类似,也是播种、耕耘、收获。”
     
      郭庆来,清华大学电机系副教授、教育部“青年长江学者”、国家优秀青年科学基金获得者。仅江苏电网一个项目,他就在机房里待了近3年,“几乎找不着人说话”。但他很知足,因为在其他人还使用仿真数据时,他已经拿到了一手的现场数据。
     
      王彬,清华大学电机系高级工程师,团队里的“拼命三郎”。他一年出差320多天。结婚只提前一天到家,婚礼结束就赶回外地现场。如今,他深度参与了全国20多家网省公司的自动电压控制系统研发和工程实施,足迹遍布全国六大区域电网。
     
      葛怀畅,清华大学电机系博士后。“90后”的他牢记孙老师的叮嘱,“一个博士生是否合格,就看他能否在细分领域做到世界范围最前沿”,他决心把团队精神传承下去。
     
      豪情,顶天立地做科研
     
      可怀揣着先进技术,时年31岁的孙宏斌却吃了“闭门羹”。当时,国内条件不具备,即使上门宣传“推销”,有的电网公司“听不懂”,有的“用不了”。一句话:“不感兴趣”。
     
      失落吗?孙宏斌认真地告诉记者:“我觉得正常,几乎所有新技术都要耐得住寂寞。”他想了想,强调道:“这是国家发展需要,必须有人坐‘冷板凳’,也必须有人去做看似当下还用不上的前瞻性研究。”
     
      除了专业书籍,孙宏斌从小最爱读的是金庸小说,“反复重温,喜之不尽”。当读到郭靖的“侠之大者,为国为民”,这个从小成长于浙江台州的男孩痴了,心潮澎湃,悠然神往,为那份万丈豪情,更为家国情怀。
     
      “作为工程学科,就是瞄准国民经济主战场,顶天立地做科研。天天琢磨自己的论文在哪儿发表,那不行!”这是导师张伯明教授当年的教导,如今,孙宏斌语重心长地嘱咐自己每个弟子。
     
      “束之高阁”两年,机会终于来了!2002年,江苏电网迫切需求自动电压控制系统,他们找过其他研究机构,可无人“揭榜”,孙宏斌接下了挑战。
     
      那一刻,让孙宏斌至今想来心惊肉跳:江苏电网调度控制中心机房里,孙宏斌和团队成员的神经紧绷到极点。理论和实践毕竟存在差距,控制中心测出的电压和实际电压存在误差,如果贸然调整,就会因电压超出合理范围引发事故。“电的速度非???,容不得出一点差错,全局闭环控制后果是什么?有没有意料之外的安全隐患?”孙宏斌和团队成员几天几夜不敢合眼,轮班盯着屏幕。
     
      当亲眼看到控制指令输入电网系统,设备按照预想达到理想效果时,整个机房沸腾了!“那一刻的成就感,这辈子都忘不掉。”郭庆来仍然心潮难平。
     
      随着大规模风电发展,需求越来越迫切。“孙老师,您赶紧过来吧!我们这儿警报大作,电压像皮鞭一样舞动,风机跟小萝卜头似的一个接一个离开电网。”2011年的一个晚上,孙宏斌接起电话,某电网公司调度主任焦急的声音传来。而就在两年前,这位主任还坚信自己的电网“铁板一块,那点风电接进来没问题”。
     
      这些年,孙宏斌几乎没有周末和假期。心脏出了问题,只肯大年二十九申请住院,只因这样不耽误工作。当年的他在控制系统现场一去不返,女朋友险些以为他失踪;现在的他平均每天工作十二三个小时,手机半年即记录了1447条工作任务,同事和学生经常收到他深夜一两点发来的微信和邮件。
     
      如今,孙宏斌团队的自动电压控制系统控制了全国81%的常规水火电机组与55%的风光机组,承担了已投运的全部17条交直流特高压线路近区电网电压控制,在我国电网安全运行、节能减排和大规??稍偕茉唇幽傻确矫嫒〉镁薮蟮木蒙缁嵝б?。
     
      “中国电网每年损耗电量约4000亿千瓦时,相当于损失4座三峡电厂全年发电量。”孙宏斌介绍,通过自动电压控制系统,不需增加任何设备投入就能显著降低损耗,仅江苏,一年就可节电近1亿千瓦时。
     
      育人,“教字当头”记心间
     
      1月8日,在人民大会堂接过沉甸甸的“国家科学技术进步奖一等奖”证书,孙宏斌的报喜讯息最早发向的,是他从小到大的老师们。
     
      自小成长于教师之家的孙宏斌觉得,当老师、当好老师,就是他骨子里一辈子的价值追求。“光靠一个人不行,只有一代一代人成长起来,中华民族伟大复兴的中国梦才能实现。”
     
      28岁那年,学校急需补充师资,博士毕业的他毅然放弃出国和下海,留了下来。第一次站上讲台,他战战兢兢,生怕耽误了孩子们。困难不是没有,科研任务繁重,教学刚刚入门,到底该顾哪头?“张伯明教授送我4个字——‘教字当头’!”孙宏斌暗下决心,要将教书育人作为第一学术责任。
     
      “我喜欢讲课,一上讲台就激动。”孙宏斌说。容纳120人的阶梯教室里,孙老师总是喜欢沿着台阶走到学生们中去,一节课能走20多个来回。“虽然大汗淋漓,但效果蛮好!”他得意地笑道。
     
      孩子们不知道,这堂孙老师讲授了22年的课,每讲2小时,他还要备课6小时。“只有肚子里的远多于讲出来的,讲课才能生动!”孙宏斌坚信,激发孩子们的动力,比什么都重要。经过他大刀阔斧的改革,如今,《电力系统分析》获得国家级教学成果一等奖、被评为“国家精品课”,孙宏斌也被评为“国家级教学名师”。
     
      这些年,孙宏斌常常做两个梦:当学生时,常梦到铃声响了,考卷没做完;当老师后,常梦到自行车链子掉了,讲课迟到。“我骨子里就是教书育人,上课是‘天字一号任务’,魂牵梦萦!”他这样解释。
     
      为了讲课这个“天字一号任务”,孙宏斌不管在哪里出差,只要第二天有课,都想方设法赶回,不知多少次在深夜和凌晨赶路。2003年,母亲病危,弥留之际给他打电话,得知儿子有课,当了一辈子教师的老母亲反而安慰他先好好讲课。当孙宏斌课后火速赶回老家,母亲流着眼泪,已经说不了话了……
     
      即使是给本科生上的百人大课,孙宏斌也要抽时间去学生宿舍谈心,一坚持就是十几年。“在我眼中,即使成绩排名最后的学生也同样优秀。”他笑着说起一位博士生的故事,他沉迷网络,怎么“拉”回来?孙宏斌决定用激将法,把一项非常重要的科研项目交给他。结果,项目做砸了!“失败一次没关系,但我希望,不要因为同样的原因再次失败。”孙宏斌耐心引导。这回,这位学生听进去了,顺利毕业不说,工作后还获得“突出贡献奖”和“先进工作者”称号。值吗?很多人觉得投入太大。孙宏斌却反问:“项目重要,还是人重要?要允许年轻人失败,他的岁月还长着呢。”
     
      如今,在孙宏斌带领下,一批批的学生也成为了教授、副教授,有的获得国家技术发明奖,有的获国家杰出青年科学基金,有的被评为教育部“青年长江学者”,也站上了教书育人的讲台。“这就是传帮带,我们团队的传统。”孙宏斌一脸欣慰和自豪。
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