撰文:本站記者 劉曉艷
起步就是高峰,之后一路登攀,持續(xù)向上。這個團(tuán)隊(duì)最早搭上了國家電網(wǎng)智能化發(fā)展的高速快車,最早駛上了分布式能源和微電網(wǎng)技術(shù)這條綠色能源高速路……從有著“十八羅漢”之稱的徐慶春教授,到如今耄耋之年的余貽鑫院士,再到2021年中國工程院新晉院士王成山教授,這個天津大學(xué)“一門雙院士”的智能電網(wǎng)團(tuán)隊(duì)已是眾木成林。
王成山是余貽鑫的第一位博士研究生;余貽鑫是徐慶春的第一位研究生,他也是新中國培養(yǎng)的第一個電力系統(tǒng)專業(yè)研究生;而徐慶春則是新中國電力系統(tǒng)專業(yè)的開拓者之一。這看似是一種巧合,實(shí)則是“先有伯樂,后有千里馬”的團(tuán)隊(duì)育人理念;是拳拳愛國之心的傳承;是“理論—實(shí)踐—再理論—再實(shí)踐”科研路線的堅(jiān)持;是幾十年形成的團(tuán)結(jié)和諧的團(tuán)隊(duì)氛圍;是基于國家和產(chǎn)業(yè)需求的高眼界;是“new idea”的不斷迸發(fā);是甘坐冷板凳,孜孜以求的執(zhí)著。
第一節(jié)傳承
拳拳愛國之心
“我們趕上了好的時代。”在采訪王成山院士時,他不斷地強(qiáng)調(diào),他之所以能取得一些成績,除了個人努力,更多是趕上了國家高速發(fā)展帶來的機(jī)遇。
始終將個人的科研與國家和產(chǎn)業(yè)需求緊緊結(jié)合在一起,是團(tuán)隊(duì)的傳統(tǒng)。這個傳統(tǒng)始于“師祖”徐慶春。
在天津大學(xué),提起“十八羅漢”讓人高山仰止,而他們的故事也早已傳為美談。“十八羅漢”是天津大學(xué)在建校一百二十余年中最具代表性的18位老先生,多是各學(xué)科的開創(chuàng)者和泰斗。其中,名列“十八羅漢”之一的徐慶春教授是電力系統(tǒng)專業(yè)的開拓者之一,余貽鑫是他在1959年招收的第一名研究生。由此,余貽鑫也成為新中國培養(yǎng)的第一個電力系統(tǒng)專業(yè)研究生。
1901年生于東北的徐慶春,一生飽經(jīng)戰(zhàn)亂,也更深刻地體驗(yàn)到新中國成立對于中華民族的意義。在抗戰(zhàn)時期的國立西北工學(xué)院,徐慶春經(jīng)常和學(xué)生們一起參加抗日救亡運(yùn)動。盡管曾留學(xué)日本,精通英、日、俄、德多國語言,但抗戰(zhàn)時期學(xué)生們沒聽到他講一句日語。新中國成立后,徐慶春加入民盟積極參與到新中國民主政治建設(shè)中,并投身電力系統(tǒng)專業(yè)建設(shè)。上世紀(jì)60年代初,已是知天命年紀(jì)的徐慶春在任國家電工學(xué)科規(guī)劃組組長時,清醒地意識到,國家電力事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展,需要大量的技術(shù)人才,更需要對電力系統(tǒng)工程的深入探索研究,因此在培育人才的同時他開始著手建設(shè)電力系統(tǒng)動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)室,并在理論上開始進(jìn)行電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的探索研究。
1936年出生在北京的余貽鑫,親歷了中華人民共和國開國大典,親耳聽到毛澤東主席宣布“中華人民共和國中央人民政府今天成立了”那鏗鏘有力的聲音。1954年他入學(xué)天津大學(xué)時,電力系所在的第六教學(xué)樓門口的橫幅“蘇維埃政權(quán)加全國電氣化=共產(chǎn)主義”實(shí)際上也成為他們這一批電氣工程專業(yè)學(xué)子長期奮斗的理想。如今,在余貽鑫的辦公室里,還掛著一張拍攝于1963年的“大合影”。這張照片是他當(dāng)年作為研究生參加中國電機(jī)工程學(xué)會代表大會時受到毛澤東、周恩來、朱德、劉少奇等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人接見時的留影。從弱冠到耄耋,這張照片一直鼓舞著余貽鑫直面向科學(xué)進(jìn)軍中所遇到的困難,從不畏縮,奮勇拼搏。
“為祖國健康工作50年”這是余貽鑫年輕時立下的目標(biāo),如今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)并還在工作的余貽鑫為此感到驕傲,“毫無疑問,正是這拳拳愛國之心,以及對電力事業(yè)的熱愛、執(zhí)著追求,成就了我今天的科學(xué)事業(yè)。”
師長們的愛國情懷讓在這個團(tuán)隊(duì)中成長起來的一代代學(xué)者都自然把國家的需求放在首位。“我能做出一點(diǎn)成績,是國家的發(fā)展成就的。個人或者一個團(tuán)隊(duì)只是把國家需求的工作做得適當(dāng)超前一點(diǎn)、早一點(diǎn)、領(lǐng)先一點(diǎn)。”正如王成山所言,包括他在內(nèi)的團(tuán)隊(duì)中每個人都是在國家的快速發(fā)展中找到了自己的定位,并且為之不斷奮斗。
“德字當(dāng)先。”在團(tuán)隊(duì)中的“70后”,國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、長江學(xué)者特聘教授賈宏杰看來,首任帶頭人是什么風(fēng)格,團(tuán)隊(duì)自然就會受影響。從“00后”的徐慶春到“30后”的余貽鑫,再到“60后”的王成山、“70后”的賈宏杰,再到剛剛留校任教的“90后”英才副教授冀浩然,“大家的追求都很純粹”,團(tuán)隊(duì)的科研方向永遠(yuǎn)“第一要考慮的就是國家需要”。
“理論—實(shí)踐—再理論—再實(shí)踐”的科研路線
在王成山和賈宏杰的眼中,導(dǎo)師余貽鑫用幾十年的心血把電力系統(tǒng)“安全域”的理論“做實(shí)了、做細(xì)了、做透了”,在國際上做到了最好。而結(jié)合我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展需要,形成理論上的突破并成功應(yīng)用,這是團(tuán)隊(duì)的風(fēng)格。
事實(shí)上,團(tuán)隊(duì)中的每個人對此都有極深刻的感受。王成山和賈宏杰從導(dǎo)師余貽鑫那里學(xué)到:“你要想把這個東西做出影響力,且用的時候心里不虛,就必須要有理論支撐。”
而在余貽鑫的回憶中,導(dǎo)師徐慶春甚至“沒有發(fā)表一篇文章,沒有出版過一本書”,但正是因?yàn)樗谔K聯(lián)進(jìn)修時收集整理了當(dāng)時最先進(jìn)的理論研究成果,獲取了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的一手信息,才得以在回到天大后籌建了電力系統(tǒng)動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)室。這個實(shí)驗(yàn)室供學(xué)校教學(xué)實(shí)踐,也是開展科學(xué)研究的試驗(yàn)場所。在理論上,徐慶春也提出了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的新概念,并進(jìn)行相應(yīng)的研究。他的這種將教學(xué)、科研與科學(xué)實(shí)踐相結(jié)合的思想深深影響了包括余貽鑫在內(nèi)的師生。
經(jīng)過不斷地改造和更新,如今這個實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)發(fā)展成為智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分,也成為學(xué)科科研和育人的重要基地。而徐慶春到余貽鑫一脈相承的“理論—實(shí)踐—再理論—再實(shí)踐”的科研思想和路線也深深地烙刻在團(tuán)隊(duì)每位后來者的心中。
“我們正是沿著這樣的科研路線,經(jīng)過十幾年的不懈努力,解決了城市電網(wǎng)規(guī)劃中的許多難題。”余貽鑫談到的這項(xiàng)工作,其主力隊(duì)員正是他的首位博士生王成山。如今和導(dǎo)師一樣當(dāng)上院士的王成山對此也頗有感觸:“我們這個團(tuán)隊(duì),不僅是做理論研究,最后成果都要加以應(yīng)用。雖然我們想法上會超前一些,但最后都變成實(shí)際工程。”
如今,王成山沿著這條科研路線在分布式能源和微電網(wǎng)領(lǐng)域做到了獨(dú)樹一幟。而同樣沿著這條科研路線,賈宏杰在自己更擅長的“綜合能源利用”領(lǐng)域的理論研究和應(yīng)用實(shí)踐如今已躋身國內(nèi)研究一線。
“90”后的英才副教授冀浩然是王成山的學(xué)生,在剛踏入科學(xué)研究之初他就體會到了這個思想和路線并嘗到了甜頭。
剛讀博士時,冀浩然就投入海南的一個配電網(wǎng)工程項(xiàng)目,一待就是3個月。這個經(jīng)歷給他的成就感,包括他對科學(xué)問題來源的認(rèn)識以及回校后科研方向的選擇,都起到了很大的幫助。“包括現(xiàn)在,我也是帶著學(xué)生做實(shí)際的項(xiàng)目。現(xiàn)在我?guī)е鴮W(xué)生在廣州、貴州做數(shù)字電網(wǎng)的工程。我們的問題都是從實(shí)際工程中來,而不是從文獻(xiàn)中來。你一研究就會發(fā)現(xiàn)特別有‘意義’,同時這種實(shí)踐對理論方面的研究也有很大的觸動。能提煉出來科學(xué)問題,就自然有了創(chuàng)新點(diǎn),高水平論文發(fā)起來也會比較順利,因?yàn)樗小饬x’呀。”
在冀浩然看來,從實(shí)踐到理論再返回實(shí)踐,并且能達(dá)到實(shí)際效果,這個循回漸進(jìn)的過程相當(dāng)有成就感。
團(tuán)結(jié)包容的氛圍
人們在講王成山的故事時,經(jīng)常會提到1996年他放棄留在美國的優(yōu)越條件毅然回國的故事。但事實(shí)上,王成山對于這種說法并不完全認(rèn)同。的確,康奈爾的合作教授曾趁著到中國交流的機(jī)會兩次和天津大學(xué)溝通希望把王成山留在康奈爾的實(shí)驗(yàn)室。但是王成山做出回國的決定想法卻特別簡單:“其實(shí)回國是特別樸素的想法,因?yàn)閲鴥?nèi)我所在的余貽鑫老師的團(tuán)隊(duì)是個特別團(tuán)結(jié)有愛的團(tuán)隊(duì),對我而言像家一樣,而且余老師說有很重要的工作等著我完成。”
事實(shí)也的確如此,王成山回來的第二天便被同是天津大學(xué)教授的“師母”黃純?nèi)A從倒時差的睡夢中叫起來,希望他盡快投入解決東北某電力公司引進(jìn)軟件“水土不服”的工作。這項(xiàng)工作無論對于王成山個人還是對于整個團(tuán)隊(duì)來說都具有里程碑式的意義,它成為團(tuán)隊(duì)智能電網(wǎng)規(guī)劃研究和實(shí)踐的第一篇章。
在賈宏杰看來,團(tuán)隊(duì)一直傳承的風(fēng)格中,包容是很重要的一個品質(zhì)。“每個人都有不同的脾氣秉性和學(xué)術(shù)追求,但在大的目標(biāo)下,大家都能包容。”
余貽鑫和黃純?nèi)A是大學(xué)的同班同學(xué),余貽鑫是班長,黃純?nèi)A是團(tuán)支書。在余貽鑫的眼里,愛人不僅熱心而且團(tuán)結(jié)能力強(qiáng),不僅給予了學(xué)生學(xué)業(yè)和科研上的幫助,對學(xué)生的生活也是關(guān)懷備至。
“師兄弟們回校都是第一時間跟黃老師報到。”王成山笑著說,當(dāng)年學(xué)校分房子還是黃老師帶著他去爭取的。
“他們倆就跟家長一樣,特別能為后輩人著想。”賈宏杰說,在他留校工作時,團(tuán)隊(duì)無論是在科研規(guī)劃還是在其他涉及資源分配上的事,他都能感受到老師和學(xué)長們的以身示范。
但在余貽鑫看來,他自己并沒有團(tuán)隊(duì)。“年輕人上來要給他足夠的活動余地。”在智能電網(wǎng)領(lǐng)域,他更希望人們提起來是“我們”,是天津大學(xué),是團(tuán)隊(duì)里的青年人。
團(tuán)隊(duì)的和諧包容,還在于科研方向上的不斷開拓,每個人都有自己獨(dú)樹一幟的研究領(lǐng)域。比如,王成山的微電網(wǎng)、賈宏杰的綜合能源、李鵬的仿真,甚至年輕的冀浩然在數(shù)字電網(wǎng)的研究方面也已獨(dú)樹一幟。
“余老師帶學(xué)生,特別希望他的學(xué)生在某一個細(xì)分方向上比他強(qiáng),做得有特色,要深扎。比如說我同時留了兩個學(xué)生,或者留了三個學(xué)生,那么他們彼此之間不能完全一樣,但一定要能合作。賈宏杰說,比如李鵬老師做智能軟開關(guān),這是智能電網(wǎng)的一個核心技術(shù),它可以對配電網(wǎng)未來的結(jié)構(gòu)運(yùn)行產(chǎn)生很大的變化,他在這個方向上現(xiàn)在也是做得非常深。
對于自己的學(xué)生們,余貽鑫有著深沉的愛和囑托:“我更希望他們牢記:團(tuán)結(jié)和諧的氛圍、愛和包容與自強(qiáng)不息的精神是成功的必要條件。”
第二節(jié) 登攀
眼界
“電力行業(yè)的發(fā)展,不是靠幾個人的科研推動的。我也只是在行業(yè)的大發(fā)展中做了一些工作,而這些工作可能做得比其他人要早一些而已。”在王成山看來,做得“早”是成功的“機(jī)遇”,“機(jī)遇”來自準(zhǔn)確的判斷,判斷考驗(yàn)的則是眼界。
從徐慶春到余貽鑫再到王成山、賈宏杰,是團(tuán)隊(duì)一代又一代堅(jiān)持不懈的托舉,是一山更比一山高的守望。
“我科研當(dāng)中,一些最基本的素質(zhì)是受他影響,他看到了世界上最高水平,讓我耳濡目染。我認(rèn)為眼界比什么都重要。”在余貽鑫看來,他之所以能取得如今的成就是因?yàn)樽约旱母咂瘘c(diǎn),而這個起跳點(diǎn)的高度則是徐慶春等老師的眼界所決定的。
對于學(xué)科的發(fā)展,徐慶春做出了一位杰出學(xué)者所應(yīng)有的高屋建瓴式的思考并付諸實(shí)踐。如,20世紀(jì)60年代,徐慶春就極力主張高等學(xué)校在教學(xué)工作的同時加強(qiáng)科學(xué)研究活動,并著手創(chuàng)建電力系統(tǒng)動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)室。正是由于實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建,讓剛剛本科畢業(yè)留校任助教的余貽鑫從一開始便參與了動模實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建,這成為他“向科學(xué)進(jìn)軍的一大里程碑”。而在教學(xué)上,據(jù)我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域的奠基人之一、天津大學(xué)教授賀家李回憶,徐慶春當(dāng)時給學(xué)生們開設(shè)了大量的前沿課程,因?yàn)槎际亲钚碌闹R,國內(nèi)既沒有教材也沒有參考書,因此他不得不邊講邊把大塊的公式推導(dǎo)寫在黑板上;后來,他又在開設(shè)的課程中引入了前蘇聯(lián)和歐美發(fā)達(dá)國家的學(xué)術(shù)研究和教材的新成果。
“我是從徐老師那耳濡目染,就要考慮這些。”回憶自己的科研歷程,余貽鑫說思考未來的科研方向是他科研中最重要的一項(xiàng)內(nèi)容。雖然在大電網(wǎng)“安全域”的理論研究和工程實(shí)踐上都做到了世界領(lǐng)先水平,但當(dāng)20世紀(jì)80年代他在伯克利做訪問學(xué)者和國外同行交流時,聽對方說近年來和他們交流的中國學(xué)者大多是搞電力系統(tǒng)穩(wěn)定的之后,他被深深地觸動了:的確,大電網(wǎng)的系統(tǒng)穩(wěn)定幾乎集中了國內(nèi)最優(yōu)秀的學(xué)者。這次訪學(xué)給了余貽鑫很大的啟發(fā),回國后他開始“兩條腿走路”:大電網(wǎng)繼續(xù)跑,但同時開始在青年學(xué)者中搞配電網(wǎng),并開始尋求工程科研項(xiàng)目立項(xiàng)的機(jī)會。
“雖然我在大電網(wǎng)的理論方面做得很深,但配電網(wǎng)我是第一人。”談到此,余貽鑫頗感自豪。在余貽鑫思考并開拓的配電網(wǎng)研究方向中,青年王成山開始快速成長。
在解決東北某電力公司引進(jìn)軟件“水土不服”的工作中,年輕的王成山和團(tuán)隊(duì)一起利用計(jì)算機(jī)程序完成了國內(nèi)第一個完整的城市電網(wǎng)規(guī)劃。“這對于我們團(tuán)隊(duì)來說是非常重要的一個項(xiàng)目。我們從1987年前后開始嘗試用計(jì)算機(jī)程序來做城市電網(wǎng)規(guī)劃,直到1997年才真正實(shí)現(xiàn)了用程序設(shè)計(jì)出一個完整的城市電網(wǎng)。這個程序正是我們團(tuán)隊(duì)研發(fā)的我國首個‘城市電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)’。”王成山說,也就是從那時候開始,國內(nèi)各地更加重視城市電網(wǎng)的科學(xué)規(guī)劃工作,團(tuán)隊(duì)也迎來了科研發(fā)展的第一個大爆發(fā)時期。
2005年,余貽鑫入選中國工程院院士。“在配電網(wǎng)方面做些什么?”這是他當(dāng)選院士時正在思考的問題,他甚至沒有參加當(dāng)年的院士大會,而是赴發(fā)達(dá)國家考察調(diào)研,“我尋找到了智能電網(wǎng)。”
這是王成山的起跳點(diǎn),也是他科研路上最堅(jiān)實(shí)的根基。在此基礎(chǔ)上,王成山將目光轉(zhuǎn)向了具有綠色、高效、靈活等特點(diǎn)的分布式發(fā)電和微電網(wǎng)技術(shù),他最早搭上了分布式發(fā)電和微電網(wǎng)技術(shù)這輛高速行駛的“綠色能源快車”,成為國內(nèi)最早開展微電網(wǎng)研究的學(xué)者之一,也成為我國該領(lǐng)域第一個“973”項(xiàng)目的首席科學(xué)家。這個“973”項(xiàng)目2013年通過科技部驗(yàn)收,是當(dāng)年能源領(lǐng)域9個驗(yàn)收項(xiàng)目中,3個獲評優(yōu)秀結(jié)題項(xiàng)目之一,成果有力推動了我國微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和一大批實(shí)際工程的落地。
“還記得參評院士答辯時,三位專家問了三個問題,其中兩個都是和微電網(wǎng)有關(guān)。無論是學(xué)界還是產(chǎn)業(yè)界,對于新型電力系統(tǒng)的關(guān)注已經(jīng)到了一個前所未有的高度,而微電網(wǎng)正是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。各個領(lǐng)域也都在朝著這個方向努力,我們又是相對做得比較早的。”王成山說,他已經(jīng)感受到微電網(wǎng)技術(shù)“將來肯定會有一個很大的發(fā)展。”
“我們對得起我們的老師。大家都在爬臺階,咱爭取爬得更高。還有,就是別光爬這一個臺階。”在余貽鑫看來,2005年后團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)突破的是智能電網(wǎng),王成山挑起了大梁;緊接著,賈宏杰成長起來,又挑起來一個梯隊(duì),做能源互聯(lián)網(wǎng)。而在天大自動化學(xué)院,電力電子和高電壓等方向也有實(shí)力非常強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)。這在余貽鑫看來,“大的方向基本一致,但每個人在自己的領(lǐng)域都走得更深遠(yuǎn)產(chǎn)生的合力才能更大。”
什么才是引領(lǐng)未來的科研方向?在這個團(tuán)隊(duì)看來,電力電子將是未來發(fā)展的重要方向。大家要奔著新興學(xué)科,跨學(xué)科地去發(fā)展。
“new idea”!
剛剛當(dāng)選院士的王成山在思考自己未來的科研突破時,腦海中一直是導(dǎo)師余貽鑫常掛在嘴邊的一個詞:“new idea”。
“第一你要考慮國家需要,二你要有new idea。沒有新想法,就不是大學(xué)。效果是基于new idea的。”余貽鑫的“new idea”基于國家和行業(yè)的需求,但又超前并不囿于行業(yè)發(fā)展。
在余貽鑫看來,“我們趕上了時代的機(jī)遇,但我們要想得更遠(yuǎn)一些。不能光想著眼前的項(xiàng)目挺多。要干新的,new idea,是不是符合中國的發(fā)展方向,是不是創(chuàng)新。”
但事實(shí)上,一個“new idea”變成實(shí)實(shí)在在的技術(shù)和應(yīng)用,不僅需要學(xué)者去做科學(xué)研究,也需要行業(yè)的接納和民眾的認(rèn)可,而這中間往往需要很長一段時間的等待。
如“城市電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)”的研究,始于1987年王成山用自學(xué)的電腦編程語言為天津電力公司做了第一個城市電網(wǎng)規(guī)劃相關(guān)的項(xiàng)目——城市電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測,而那時的電腦還是dos系統(tǒng),c語言也還是新鮮事物;電網(wǎng)的規(guī)劃布局則是靠有經(jīng)驗(yàn)的規(guī)劃工程師一把圓規(guī)、一支鉛筆來人工完成,畫出變電站的位置,畫出線路的路徑。此后的10年時間,科研經(jīng)費(fèi)很少,“坐冷板凳”一直到1998年,國家進(jìn)行大規(guī)模的城市電網(wǎng)改造投資了3000個億,團(tuán)隊(duì)才抓到了機(jī)會。推廣的過程在王成山的記憶中往往是這樣的場景:“當(dāng)時計(jì)算機(jī)都是單機(jī)系統(tǒng)的,也沒現(xiàn)在這么好用。我們用大的打印機(jī)打出很多圖紙,都是一卷卷的。背著這些圖紙到各個城市去講,每到一地先把圖紙掛滿一屋子。”
乘著國家對電力改造升級的東風(fēng),團(tuán)隊(duì)也在城市電網(wǎng)規(guī)劃研究以及應(yīng)用方面大展身手,短短幾年時間團(tuán)隊(duì)就為國內(nèi)上百個城市做了電網(wǎng)規(guī)劃工作。看著國內(nèi)城市電網(wǎng)規(guī)劃工作日益受到政府和行業(yè)的重視,逐漸成為常態(tài)化的工作,此時,團(tuán)隊(duì)開始了新的思考,將更多的目光轉(zhuǎn)移到具有高效、綠色、靈活特點(diǎn)的分布式發(fā)電和微電網(wǎng)技術(shù)上。
分布式能源,是一種建在用戶端的能源供應(yīng)方式。系統(tǒng)能夠在消費(fèi)地點(diǎn)或附近發(fā)電,高效生產(chǎn)冷/熱和電,滿足用戶多種能源需求的同時實(shí)現(xiàn)資源、環(huán)境效益最大化。但風(fēng)、光等分布式能源產(chǎn)生的電能有間歇性和波動性的特點(diǎn),如果直接大量接入配電網(wǎng)會對電網(wǎng)運(yùn)行造成直接的沖擊,影響電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量,大規(guī)模分布式能源的接入,甚至?xí)?dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行的安全問題,造成電力系統(tǒng)不可控制和缺乏管理的局面。這些因素都限制了分布式可再生能源在電力系統(tǒng)的接入規(guī)模和運(yùn)行效率。微電網(wǎng)技術(shù),則是解決這個難題的核心,它使分布式發(fā)電系統(tǒng)與用戶資源合理組合后再接入電網(wǎng),在最大限度利用就地分布式能源的同時,又可最小化對電網(wǎng)的不利影響。同時,其技術(shù)發(fā)展也有助于解決大電網(wǎng)故障時一些關(guān)鍵用戶保供電難的問題。
在20年前的中國,國內(nèi)還較少關(guān)注微電網(wǎng)技術(shù)研究,人們認(rèn)為昂貴的光伏不可能大規(guī)模應(yīng)用,分布式能源和微電網(wǎng),只不過是一個概念化的“美好愿景”。這個團(tuán)隊(duì)又成為最早開啟研究的頭雁。2000年之初,王成山先后承擔(dān)了教育部科學(xué)技術(shù)研究重大項(xiàng)目“分布式能源發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)”和國家重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃(973)項(xiàng)目“分布式發(fā)電供能系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)研究”,并在天津大學(xué)建立了微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室。
在余貽鑫看來,智能電網(wǎng)包含高度自動化和廣泛分布式,對于高度自動化在國內(nèi)被認(rèn)識和接納得很快,但是廣泛分布式卻一直因?yàn)槟茉床季值纫蛩貨]有得到充分發(fā)展。為此,近幾年,他一直在不同的場合奔走呼吁。
而在這十余年中,團(tuán)隊(duì)在分布式能源和微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用以及綜合能源利用等方面都做了大量的工作。如,團(tuán)隊(duì)的技術(shù)被應(yīng)用于國內(nèi)首個海島微電網(wǎng)、首個冷電聯(lián)供微電網(wǎng)、首個交直流混合微電網(wǎng)等一批實(shí)際微電網(wǎng)工程。在國家電網(wǎng)公司客服中心建成的綜合能源微網(wǎng)工程,把光伏、地源熱泵、冰蓄冷等各種儲熱技術(shù)結(jié)合在一起,解決了用戶的冷熱電能源的綜合需求,運(yùn)行5年效果良好,2019年獲評apec智慧能源社區(qū)最佳實(shí)踐獎。同時,技術(shù)還被應(yīng)用于國外一批實(shí)際工程,例如:技術(shù)在馬爾代夫10個海島微電網(wǎng)中應(yīng)用,已成功運(yùn)行了四年,把當(dāng)?shù)氐碾妰r從2塊多錢降到1塊多,更重要的是用光伏發(fā)電替代了柴油機(jī)組發(fā)電,解決了當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染問題。
事實(shí)上,團(tuán)隊(duì)在技術(shù)之外也格外關(guān)注新理念和新機(jī)制。在王成山看來,新技術(shù)、新理念、新機(jī)制是推動新型電力系統(tǒng)發(fā)展的“三駕馬車”,由此帶來的電力系統(tǒng)的爆發(fā)性變革“又是一個大的機(jī)遇期”。
如今,隨著國家建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)目標(biāo)的提出,王成山能感受到分布式綜合能源利用以及微電網(wǎng)的“春天”來了。
第三節(jié) 伯樂
先有伯樂后有千里馬
如今,王成山工作再忙也會定期召集課題組的青年教師和學(xué)生開組會,討論每個人的科研進(jìn)展。而已是86歲高齡的余貽鑫則幾乎每天都會出現(xiàn)在辦公室,青年教師和學(xué)生可以推門就進(jìn)和他聊聊天。在他們看來,自己的身份首先是“老師”,首要的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生。
先有伯樂后有千里馬,在余貽鑫看來,他取得成績“一切都應(yīng)歸功于我所受到的良好教育和培養(yǎng)”。至今,余貽鑫提起當(dāng)年老師們的教導(dǎo),還能清晰地記得大三時作為天津大學(xué)原校長吳詠詩教授所帶的唯一“課外輔導(dǎo)”的學(xué)生,指導(dǎo)他查文獻(xiàn)給他答疑解惑的情景;記得徐慶春帶著他一起籌建動模實(shí)驗(yàn)室,給了他獨(dú)立開展科學(xué)研究最基本的素養(yǎng)。如今,他也踐行著自己教書育人的使命,正如他所說,“我遇到了像徐慶春教授這樣的一些恩師,把我留校,并引入科學(xué)的殿堂。30年之后,輪上我了,除了盡最大努力認(rèn)真為學(xué)生們上好課、答好疑和指導(dǎo)好論文之外,我時刻不忘物色品德優(yōu)秀、潛質(zhì)突出的年輕人才,提攜他們,盡我所能為他們嶄露頭角提供條件和平臺,與他們互相勉勵,共同形成一個具有良好合作精神的科研集體。”
“余先生,治學(xué)很嚴(yán)謹(jǐn)。比如,我們做學(xué)生的時候,計(jì)算機(jī)還沒那么普及,他都是一筆一劃改。你去一次,給你改個滿臉花,或者改到后半夜,你下次就不好意思了。他手把手把人帶出來。”賈宏杰說,正是這種言傳身教,讓團(tuán)隊(duì)養(yǎng)成了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)。
“我能作出一點(diǎn)成績,是國家的發(fā)展成就的,也是有幸進(jìn)入名校、遇到名師成就的。”深感“教師”身份的重要,如今王成山對教育和教學(xué)也格外用心。
受益于天津大學(xué)的“優(yōu)異生”制度,冀浩然在大三時獲得直博機(jī)會并選擇了王成山做導(dǎo)師。也就是從本科開始,冀浩然進(jìn)入王成山課題組,跟著師兄師姐們開組會、做項(xiàng)目。在團(tuán)隊(duì)中,他感受到的是團(tuán)隊(duì)的拼搏精神和一個特別進(jìn)取的精神狀態(tài)。
“課題組每周都會給所有學(xué)生開一次組會,匯報工作進(jìn)展,并從工程實(shí)用化角度等指明方向。”冀浩然說,盡管他們這一屆王成山所帶的博士和碩士只有3位,但開組會的時候并不會區(qū)分誰是誰的學(xué)生,都會跟王老師匯報。此外,有意思的是,和許多課題組不同,這個團(tuán)隊(duì)中論“輩分”,不看導(dǎo)師是誰,只論入學(xué)年份早晚。“只要是在一個組里,都會一視同仁。按照方向分組,交替匯報。”談到本科時就開始參加的“組會”,冀浩然說,開組會的時候既有宏觀上的把握,也會有細(xì)節(jié)上的指導(dǎo),當(dāng)他做完本科畢業(yè)設(shè)計(jì)時,獨(dú)立開展科研的基本能力就已經(jīng)具備了。“李(鵬)老師和王老師,包括師兄們,手把手帶我走完了這個過程。我們在一起也建立起來深厚的感情。我剛剛走過來,我還是很愿意把我的經(jīng)歷告訴他們,讓他們少走一些彎路。”現(xiàn)在剛剛從學(xué)生身份轉(zhuǎn)換到教師身份的冀浩然就擔(dān)任了大學(xué)一年級學(xué)生的班主任,并承擔(dān)了指導(dǎo)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作,讓更多更年輕的學(xué)生在人生的關(guān)鍵時期得到老師的引導(dǎo)。
教學(xué)和本科
2021年底,智能電網(wǎng)團(tuán)隊(duì)入選教育部第二批“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”,作為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,王成山延續(xù)了從徐慶春到余貽鑫一脈相承的重視教學(xué)、重視教材、重視實(shí)驗(yàn)、重視本科生的教育教學(xué)風(fēng)格。
余貽鑫1980到1982年在伯克利電機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)系做訪問學(xué)者期間,發(fā)現(xiàn)這些名校對于研究生的培養(yǎng)都非常重視數(shù)學(xué)和系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)教育,其中一門叫“線性系統(tǒng)”的課程是博士生入門的必考科目。回到天大后,余貽鑫結(jié)合自己所學(xué),在研究生中開設(shè)了“現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析”和“線性系統(tǒng)”課程,其講稿結(jié)合團(tuán)隊(duì)最新科研實(shí)踐之后也陸續(xù)出版。也正是“線性系統(tǒng)”這門課,讓余貽鑫對當(dāng)時還在電機(jī)方向讀碩士的王成山留下了非常好的印象——這門課很長時間都被工科學(xué)生認(rèn)為極難的課程,王成山是學(xué)得最好的。
講好課,尤其是講好本科生的課程,是這個團(tuán)隊(duì)的共識,無論你是“院士”、“長江”還是“杰青”。“老師首要責(zé)任就是要講好課。”團(tuán)隊(duì)中主講課程《電力系統(tǒng)基礎(chǔ)》的青年教師劉艷麗在獲得天津市高校青年教師教學(xué)競賽工科組特等獎之后,腦海中經(jīng)常想到的就是導(dǎo)師余貽鑫先生經(jīng)常說的這句話。
而在王成山繁忙的日程表上,一門名為《智能電網(wǎng)概論》的本科生創(chuàng)新課程是已堅(jiān)持多年的“必選項(xiàng)”。“電力技術(shù)在近10年、20年發(fā)展得非常快。我們的學(xué)生們趕上了這個際遇,他們要有能力推動這個領(lǐng)域繼續(xù)創(chuàng)新。”抱著這樣的觀點(diǎn),他的授課內(nèi)容每年都在更新,希望讓同學(xué)們更多地了解到國家的重大需求,前沿的科技發(fā)展,重要的技術(shù)成果。
王成山在科研之外將更多的精力投入到了教學(xué)及人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新改革中。近年來,瞄準(zhǔn)國家能源領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略需求,利用專業(yè)前沿科研優(yōu)勢,王成山主持建設(shè)了融合電氣工程、控制科學(xué)與工程、信息與通信工程三個一級學(xué)科的新工科專業(yè)——智能電網(wǎng)信息工程,已經(jīng)招生兩屆學(xué)生,目的是培養(yǎng)未來能源領(lǐng)域的優(yōu)秀人才。考慮到分布式電源、微電網(wǎng)是電氣工程專業(yè)的前沿技術(shù),也是本科生必不可少的實(shí)踐環(huán)節(jié),王成山又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)了《分布式發(fā)電與智能微電網(wǎng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》,該實(shí)驗(yàn)獲批國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)一流課程,被虛擬仿真聯(lián)盟評為2021年度實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用示范課程。系統(tǒng)在2019年10月正式上線實(shí)驗(yàn)空間,一年時間內(nèi)其實(shí)驗(yàn)瀏覽量就達(dá)到21555次,完成實(shí)驗(yàn)人數(shù)3579人,完成實(shí)驗(yàn)次數(shù)5406次,覆蓋學(xué)校137所,在分布式發(fā)電與智能微電網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)踐教學(xué)中發(fā)揮了重要作用。
“事實(shí)上,面對新工科建設(shè)對于教學(xué)提出的新要求,我們也正在修改培養(yǎng)方案,組織新的課程體系。同時,我們正在和兄弟學(xué)院一起建設(shè)智慧儲能平臺,希望在人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)、產(chǎn)教融合、成果轉(zhuǎn)化等方面進(jìn)行新的探索和實(shí)踐。”王成山說,未來他將在人才培養(yǎng)方面下更大的功夫,希望他的學(xué)生在時代的機(jī)遇中比他走得更超前,走得更遠(yuǎn)。
來源:天津大學(xué)新聞網(wǎng)
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