清華機(jī)電系為我國(guó)電力體系保險(xiǎn)穩(wěn)固運(yùn)轉(zhuǎn)護(hù)航

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●消息核心記者 周襄楠

　　盧強(qiáng)院士（中）與團(tuán)隊(duì)成員探討（蔣光銳 攝）

　　在2008年度國(guó)家做作科學(xué)獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)名單中，一個(gè)來(lái)自清華工科院系的項(xiàng)目在34項(xiàng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目中很是惹人留神：這就是由清華大學(xué)機(jī)電系盧強(qiáng)院士引導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)所完成的項(xiàng)目??《電力大系統(tǒng)非線性控制學(xué)》。

　　該項(xiàng)目創(chuàng)建了電力大系統(tǒng)非線性控制學(xué)科體制，處理了電力大系統(tǒng)中持久存在的非線性最優(yōu)控制和非線性魯棒控制的理論難題，提出了我國(guó)電氣工程多少嚴(yán)重技術(shù)科知識(shí)題的控制方法�；�于該理論沖破的、擁有自立常識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型發(fā)電機(jī)組非線性勵(lì)磁控制器和水輪機(jī)調(diào)速非線性控制器也隨即問(wèn)世，該類裝備可進(jìn)步功率保送極限15%以上，既提高了系統(tǒng)的安全性，也具備顯著的經(jīng)濟(jì)效益。由于其成果顯著的原始翻新性和開(kāi)拓性，使得該項(xiàng)目在國(guó)家天然科學(xué)獎(jiǎng)評(píng)審時(shí)從浩繁來(lái)自數(shù)文科學(xué)的科研成果中懷才不遇，獲此殊榮。

　　該名目的率領(lǐng)者盧強(qiáng)院士在電力系統(tǒng)非線性控制領(lǐng)域的出色任務(wù)，使他成為國(guó)際上公認(rèn)的該范疇的開(kāi)辟者和奠定人。2003年，因?yàn)樗�在最�?yōu)控制領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)，盧強(qiáng)中選為IEEE Fellow， 這是國(guó)際電氣與電子工程界的最高聲譽(yù)之一。2006年，更因?yàn)樗�在“非線性控制領(lǐng)域的明顯奉獻(xiàn)和不凡的天下影響”，盧強(qiáng)入選瑞典皇家工程迷信院外籍院士。

　　長(zhǎng)達(dá)二十余年的研究過(guò)程、二十余名清華師生的不懈尋求??來(lái)之不容易的嘉獎(jiǎng)的背地，不但是對(duì)該課題重大科學(xué)意思和杰出學(xué)術(shù)程度的確定，更是對(duì)研究者孳孳以求的科學(xué)精神的鼓勵(lì)和表?yè)P(yáng)。

　　“頂天登時(shí)”的奮進(jìn)目的

　　自1831年法拉第發(fā)明電磁感到定律、次年皮克西制作降生界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)以來(lái)，人類試圖把握電力系統(tǒng)的盡力就素來(lái)不結(jié)束過(guò)。跟著古代科技的提高，人類對(duì)電力系統(tǒng)的依附程度也到達(dá)了驚人的水平??頻率的一個(gè)明滅會(huì)在工場(chǎng)里形成成品，一次長(zhǎng)久停電釀成的喪失甚至不亞于一場(chǎng)大地動(dòng)。若何保證電力系統(tǒng)的平安運(yùn)轉(zhuǎn)，成為現(xiàn)代社會(huì)見(jiàn)臨的一大科技問(wèn)題。

　　2003年8月14日，美國(guó)、加拿大互聯(lián)電網(wǎng)發(fā)生大范圍停電。數(shù)據(jù)表現(xiàn)，“8?14”停電對(duì)美國(guó)和加拿大海內(nèi)生產(chǎn)總值形成的損掉估量在天天250億到300億美元之間。

　　2004年，盧強(qiáng)院士在接收《科技日?qǐng)?bào)》采訪時(shí)說(shuō)：“決不讓美、加大停電事故在我國(guó)重演�！�

　　盧強(qiáng)以為，此次特大事故的產(chǎn)生誠(chéng)然有其調(diào)度體系上的起因，但從科技角度看，則是美、加互聯(lián)電網(wǎng)自身缺少防備災(zāi)害性事變的及時(shí)主動(dòng)調(diào)劑控制系統(tǒng)而至。窮究其原因，則是電力大系統(tǒng)的控制和調(diào)度方面的一系列嚴(yán)重科學(xué)識(shí)題至今還沒(méi)有處理??由于電力系統(tǒng)外部和內(nèi)部情況存在的復(fù)雜性、多樣性和諸多災(zāi)以預(yù)感的要素，電力大系統(tǒng)自然就是高維復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，這使得該系統(tǒng)的控制成績(jī)成為世界性困難。

　　別的一方面，我國(guó)電網(wǎng)能耗較大，降低能耗勢(shì)在必行??如能在先進(jìn)的優(yōu)化運(yùn)行理論領(lǐng)導(dǎo)下，僅將網(wǎng)損下降兩個(gè)百分點(diǎn)，則每年可節(jié)電400億度，約相稱于年節(jié)煤2000萬(wàn)噸并大大降低了相應(yīng)的傳染。

　　為此，盧強(qiáng)帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)一直將完成電力大系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)綜合優(yōu)化運(yùn)行作為科研目標(biāo)，出力探索電力大系統(tǒng)的控制理論。

　　改造開(kāi)放以來(lái)，在完成電力年夜體系的最優(yōu)把持這一主旋律下，團(tuán)隊(duì)的科研重點(diǎn)可分為三個(gè)階段：電力系統(tǒng)線性最優(yōu)節(jié)制、考慮諸多龐雜身分的非線性最優(yōu)掌握和斟酌外界煩擾跟外部不斷定性的非線性魯棒控制。這三個(gè)階段在難度和高度上浮現(xiàn)層層遞進(jìn)的關(guān)聯(lián)，標(biāo)識(shí)出研討者不懈攀緣的腳印。

　　縱不雅團(tuán)隊(duì)的科研思緒，出現(xiàn)出典范的“頂天破地”的特點(diǎn)：起首深刻下層，懂得電力工程界存在的成績(jī)，將要害性的工程問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)形象，提煉出理論問(wèn)題，樹(shù)立起響應(yīng)的數(shù)學(xué)模子，而后采取嚴(yán)厲的數(shù)學(xué)方式停止剖析、求解。盧強(qiáng)從不把所獲得的理論成果當(dāng)作研究的起點(diǎn)，而是將其視為另外一個(gè)出發(fā)點(diǎn)??理論的成果終極還要“立地”，要研制出設(shè)備，發(fā)明出效益。

　　“頂天立地”的科研目標(biāo)發(fā)生的，是新的學(xué)科理論及其向事實(shí)出產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的成果。盧強(qiáng)帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)在《電力大系統(tǒng)非線性控制學(xué)》的科研攻關(guān)中，出版專著3部（含1部英文專著），頒發(fā)的SCI收錄論文他引200余次，此中不乏該領(lǐng)域內(nèi)的首創(chuàng)性代表作；中文中心期刊他引2500余次。傳統(tǒng)工程學(xué)科領(lǐng)域的科研能夠取得如斯凸起的學(xué)術(shù)造詣的，并未幾見(jiàn)。

　　同時(shí)，該項(xiàng)目的成果在實(shí)踐運(yùn)用中也展示出美妙的遠(yuǎn)景：依據(jù)所創(chuàng)立理論并在國(guó)內(nèi)電力企業(yè)的鼎力支撐下，研制成功了大型發(fā)電機(jī)組非線性勵(lì)磁控制產(chǎn)業(yè)裝置，以及面向三峽電站的大型水輪發(fā)電機(jī)組水門開(kāi)度非線性控制器樣機(jī)和超導(dǎo)儲(chǔ)能非線性控制試驗(yàn)裝置。個(gè)中非線性勵(lì)磁控制安裝已正式投入西南白山電廠30萬(wàn)千瓦機(jī)組運(yùn)行，驗(yàn)證了理論的準(zhǔn)確性并取得了顯著安全和經(jīng)濟(jì)效益，打破了美國(guó)通用電氣公司的慣例勵(lì)磁控制對(duì)我國(guó)發(fā)電行業(yè)的恒久把持。

　　在盧強(qiáng)的帶領(lǐng)下，科研團(tuán)隊(duì)踐行著“用最新、最早進(jìn)的理論和方法來(lái)解決人類需要但尚未解決的問(wèn)題”的科研原則。

　　嚴(yán)謹(jǐn)求真的科學(xué)態(tài)度

　　盧強(qiáng)院士（右一）與研究團(tuán)隊(duì)就研究課題停止研究（蔣光銳 攝）

　　 提起盧強(qiáng)院士,清華金融培訓(xùn)，團(tuán)隊(duì)中的師生無(wú)錯(cuò)誤他精打細(xì)算的科研立場(chǎng)印象深入，這類謹(jǐn)嚴(yán)的科研態(tài)度也是促使團(tuán)隊(duì)一步一個(gè)足跡向前的主要要素。

　　1999年6月，國(guó)際上最著名的科技出版社之一??美國(guó)克魯沃學(xué)術(shù)出版社向盧強(qiáng)約稿，盼望他可能將對(duì)于“電力系統(tǒng)非線性最優(yōu)控制”的最新研究結(jié)果撰寫成專著出版。爾后，他拿出整整一年的時(shí)光編緝撰寫這本英文專著《Nonlinear control systems and power system dynamics》（非線性控制系統(tǒng)與電力系統(tǒng)靜態(tài)學(xué)），他的助手、項(xiàng)目標(biāo)第二實(shí)現(xiàn)人梅生偉傳授乃至記不清這部書(shū)稿究竟修正了幾多次。

　　為了能寧?kù)o地修改書(shū)稿，盧強(qiáng)索性“隱居”甲所。甲所的那間住房不大，他就把書(shū)稿滿滿鐺鐺地?cái)傇诘厣�，乍一看好像一幅幅顏色斑斕的丹青，�?xì)看下面密密層層的修改筆跡，有鉛筆字、鋼筆字，另有彩筆……把草稿都蓋滿了。真是花團(tuán)錦簇，走出來(lái)就似乎進(jìn)入了一個(gè)漂亮的科學(xué)世界。偶然碰到需要討論的問(wèn)題，盧強(qiáng)一個(gè)電話就打到梅生偉那邊，完整不知屋外已經(jīng)是半夜時(shí)候。在撰寫該書(shū)的過(guò)程當(dāng)中，有一次他趁講學(xué)的機(jī)遇，靜靜離開(kāi)黃山腳下一個(gè)小鎮(zhèn)。屋外景致如詩(shī)如畫，他卻得空顧及，整整一月足不出戶，聚精會(huì)神，完成了專著第十章。

　　為了修改書(shū)稿，盧強(qiáng)因適度操勞兩次被校病院就地“扣下”住院。即使是在那種情況下，他還是讓梅生偉幫手在病床上支了一個(gè)小桌，一邊輸液一邊修改書(shū)稿。

　　這部在扉頁(yè)上寫著“獻(xiàn)給我的母校清華大學(xué)”的英文專著出書(shū)后，被國(guó)際有名工程控制專家、美國(guó)華盛頓大學(xué)教學(xué)T.J.Tarn評(píng)估為“在利用進(jìn)步控制實(shí)踐和技巧改良電力系統(tǒng)穩(wěn)固性方面”的“第一書(shū)”，國(guó)際著名電力系統(tǒng)專家、美國(guó)工程院院士V.Vittal則稱該書(shū)“發(fā)育了一個(gè)極具吸引力和簇新的學(xué)科”。

　　該項(xiàng)目的第四完成人劉鋒曾是盧強(qiáng)的博士生，在盧強(qiáng)的指點(diǎn)下，他的博士卒業(yè)論文《基于微分代數(shù)模型的電力系統(tǒng)非線性控制》取得2007年度天下優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)。對(duì)盧強(qiáng)一絲不茍的科研態(tài)度，他也深有感想。2000年，劉鋒想給一個(gè)國(guó)際會(huì)議投送一篇論文的英文摘要。當(dāng)時(shí)盧強(qiáng)正在輸液，但仍是惜墨如金地修改了劉鋒寫的擇要�！斑@件事件讓我深受震動(dòng)，它不時(shí)提示我檢查自己的科研態(tài)度�！倍鴦�鋒的博士結(jié)業(yè)論文，盧強(qiáng)更是通篇修改了四五次之多。

　　為了了解中國(guó)電力系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)情形，盧強(qiáng)屢次帶領(lǐng)師生深入電廠、電力公司和電網(wǎng)調(diào)度一線；為了測(cè)驗(yàn)新制造的控制器的機(jī)能，他多次親臨電廠第一線，擔(dān)負(fù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的總批示。即便不克不及親臨現(xiàn)場(chǎng)，他也會(huì)經(jīng)由過(guò)程德律風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亍斑b控”調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)，確�？刂破髡{(diào)試投運(yùn)勝利。

　　聯(lián)合配合的科研團(tuán)隊(duì)

　　盧強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)是一個(gè)朝氣蓬勃的群體：梅生偉、孫元章、沈沉、何光宇、劉鋒、陳穎、張雪敏等教師各有剛強(qiáng)，本科生、博士生、博士后各有千秋，大師互相合營(yíng)和輔助，揚(yáng)長(zhǎng)避短。盧強(qiáng)特殊重視對(duì)研究生及年輕科技人材的培育，向他們提出“求知欲、設(shè)想力、創(chuàng)造力、義務(wù)感和勤懇”自我涵養(yǎng)和生長(zhǎng)五準(zhǔn)則并事必躬親。此次獲獎(jiǎng)的4人中，除后面提到的劉鋒榮獲2007年全國(guó)優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)外，盧強(qiáng)指導(dǎo)的第一個(gè)博士生孫元章教授1998年獲杰出青年科學(xué)基金，2000年當(dāng)選教導(dǎo)部長(zhǎng)江學(xué)者；梅生偉2003年破格提升教授，2005年獲杰出青年科學(xué)基金。

　　為了給師生們創(chuàng)造精良的科研氛圍，盧強(qiáng)多年來(lái)始終每周舉行一次討論班，從不中斷。討論班情勢(shì)多樣，有勉勵(lì)先生報(bào)告請(qǐng)示本人科研停頓的，有外請(qǐng)專家學(xué)者來(lái)作學(xué)術(shù)講演然落后行討論的，討論班瀏覽的范疇也很廣。另外，盧強(qiáng)每一年還請(qǐng)著名學(xué)者來(lái)做研討會(huì)或講座，請(qǐng)企業(yè)界的一線工程專家與學(xué)生交流，每年遴派優(yōu)秀的先生出境交換拜訪，同時(shí)激勵(lì)學(xué)生加入國(guó)際集會(huì)，了解外洋的研究系統(tǒng)和辦法，寬闊眼界。

　　在如許的杰出團(tuán)隊(duì)氣氛中，年輕的教師和學(xué)天生長(zhǎng)很快，剛留校的年青先生和一些優(yōu)良的博士生常常已可以在研究方面“挑大梁”。

　　梅生偉先容說(shuō)：“團(tuán)隊(duì)里的中青年老師此后怎樣成長(zhǎng)，甚至生涯上的一些細(xì)節(jié)，盧教員都想得十分過(guò)細(xì)，他的品德魅利巴咱們牢牢連合在一路�！�

　　“我們科研團(tuán)隊(duì)的各個(gè)項(xiàng)目、課題之間都是彼此接洽的。在電力系統(tǒng)這個(gè)領(lǐng)域，決不是單槍匹馬就可以夠做出成績(jī)的�？蒲型ｎD的取得，須要理論分析、軟件計(jì)劃、硬件環(huán)境、工程實(shí)驗(yàn)等各個(gè)方面嚴(yán)密共同。因而，在我們的科研團(tuán)隊(duì)中，協(xié)作精力也被認(rèn)定是一種科研才能�！眲�鋒如是說(shuō)。