清華機電系為我國電力體系保險穩固運轉護航

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●消息核心記者 周襄楠

　　盧強院士（中）與團隊成員探討（蔣光銳 攝）

　　在2008年度國家做作科學獎的獲獎名單中，一個來自清華工科院系的項目在34項獲獎項目中很是惹人留神：這就是由清華大學機電系盧強院士引導的科研團隊所完成的項目??《電力大系統非線性控制學》。

　　該項目創建了電力大系統非線性控制學科體制，處理了電力大系統中持久存在的非線性最優控制和非線性魯棒控制的理論難題，提出了我國電氣工程多少嚴重技術科知識題的控制方法�；�于該理論沖破的、擁有自立常識產權的大型發電機組非線性勵磁控制器和水輪機調速非線性控制器也隨即問世，該類裝備可進步功率保送極限15%以上，既提高了系統的安全性，也具備顯著的經濟效益。由于其成果顯著的原始翻新性和開拓性，使得該項目在國家天然科學獎評審時從浩繁來自數文科學的科研成果中懷才不遇，獲此殊榮。

　　該名目的率領者盧強院士在電力系統非線性控制領域的出色任務，使他成為國際上公認的該范疇的開辟者和奠定人。2003年，因為他在最優控制領域的杰出貢獻，盧強中選為IEEE Fellow， 這是國際電氣與電子工程界的最高聲譽之一。2006年，更因為他在“非線性控制領域的明顯奉獻和不凡的天下影響”，盧強入選瑞典皇家工程迷信院外籍院士。

　　長達二十余年的研究過程、二十余名清華師生的不懈尋求??來之不容易的嘉獎的背地，不但是對該課題重大科學意思和杰出學術程度的確定，更是對研究者孳孳以求的科學精神的鼓勵和表揚。

　　“頂天登時”的奮進目的

　　自1831年法拉第發明電磁感到定律、次年皮克西制作降生界上第一臺發電機以來，人類試圖把握電力系統的盡力就素來不結束過。跟著古代科技的提高，人類對電力系統的依附程度也到達了驚人的水平??頻率的一個明滅會在工場里形成成品，一次長久停電釀成的喪失甚至不亞于一場大地動。若何保證電力系統的平安運轉，成為現代社會見臨的一大科技問題。

　　2003年8月14日，美國、加拿大互聯電網發生大范圍停電。數據表現，“8?14”停電對美國和加拿大海內生產總值形成的損掉估量在天天250億到300億美元之間。

　　2004年，盧強院士在接收《科技日報》采訪時說：“決不讓美、加大停電事故在我國重演�！�

　　盧強以為，此次特大事故的產生誠然有其調度體系上的起因，但從科技角度看，則是美、加互聯電網自身缺少防備災害性事變的及時主動調劑控制系統而至。窮究其原因，則是電力大系統的控制和調度方面的一系列嚴重科學識題至今還沒有處理??由于電力系統外部和內部情況存在的復雜性、多樣性和諸多災以預感的要素，電力大系統自然就是高維復雜的非線性系統，這使得該系統的控制成績成為世界性困難。

　　別的一方面，我國電網能耗較大，降低能耗勢在必行??如能在先進的優化運行理論領導下，僅將網損下降兩個百分點，則每年可節電400億度，約相稱于年節煤2000萬噸并大大降低了相應的傳染。

　　為此，盧強帶領的科研團隊一直將完成電力大系統的安全與經濟綜合優化運行作為科研目標，出力探索電力大系統的控制理論。

　　改造開放以來，在完成電力年夜體系的最優把持這一主旋律下，團隊的科研重點可分為三個階段：電力系統線性最優節制、考慮諸多龐雜身分的非線性最優掌握和斟酌外界煩擾跟外部不斷定性的非線性魯棒控制。這三個階段在難度和高度上浮現層層遞進的關聯，標識出研討者不懈攀緣的腳印。

　　縱不雅團隊的科研思緒，出現出典范的“頂天破地”的特點：起首深刻下層，懂得電力工程界存在的成績，將要害性的工程問題進行科學形象，提煉出理論問題，樹立起響應的數學模子，而后采取嚴厲的數學方式停止剖析、求解。盧強從不把所獲得的理論成果當作研究的起點，而是將其視為另外一個出發點??理論的成果終極還要“立地”，要研制出設備，發明出效益。

　　“頂天立地”的科研目標發生的，是新的學科理論及其向事實出產力轉化的成果。盧強帶領科研團隊在《電力大系統非線性控制學》的科研攻關中，出版專著3部（含1部英文專著），頒發的SCI收錄論文他引200余次，此中不乏該領域內的首創性代表作；中文中心期刊他引2500余次。傳統工程學科領域的科研能夠取得如斯凸起的學術造詣的，并未幾見。

　　同時，該項目的成果在實踐運用中也展示出美妙的遠景：依據所創立理論并在國內電力企業的鼎力支撐下，研制成功了大型發電機組非線性勵磁控制產業裝置，以及面向三峽電站的大型水輪發電機組水門開度非線性控制器樣機和超導儲能非線性控制試驗裝置。個中非線性勵磁控制安裝已正式投入西南白山電廠30萬千瓦機組運行，驗證了理論的準確性并取得了顯著安全和經濟效益，打破了美國通用電氣公司的慣例勵磁控制對我國發電行業的恒久把持。

　　在盧強的帶領下，科研團隊踐行著“用最新、最早進的理論和方法來解決人類需要但尚未解決的問題”的科研原則。

　　嚴謹求真的科學態度

　　盧強院士（右一）與研究團隊就研究課題停止研究（蔣光銳 攝）

　　 提起盧強院士,清華金融培訓，團隊中的師生無錯誤他精打細算的科研立場印象深入，這類謹嚴的科研態度也是促使團隊一步一個足跡向前的主要要素。

　　1999年6月，國際上最著名的科技出版社之一??美國克魯沃學術出版社向盧強約稿，盼望他可能將對于“電力系統非線性最優控制”的最新研究結果撰寫成專著出版。爾后，他拿出整整一年的時光編緝撰寫這本英文專著《Nonlinear control systems and power system dynamics》（非線性控制系統與電力系統靜態學），他的助手、項目標第二實現人梅生偉傳授乃至記不清這部書稿究竟修正了幾多次。

　　為了能寧靜地修改書稿，盧強索性“隱居”甲所。甲所的那間住房不大，他就把書稿滿滿鐺鐺地攤在地上，乍一看好像一幅幅顏色斑斕的丹青，細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。真是花團錦簇，走出來就似乎進入了一個漂亮的科學世界。偶然碰到需要討論的問題，盧強一個電話就打到梅生偉那邊，完整不知屋外已經是半夜時候。在撰寫該書的過程當中，有一次他趁講學的機遇，靜靜離開黃山腳下一個小鎮。屋外景致如詩如畫，他卻得空顧及，整整一月足不出戶，聚精會神，完成了專著第十章。

　　為了修改書稿，盧強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小桌，一邊輸液一邊修改書稿。

　　這部在扉頁上寫著“獻給我的母校清華大學”的英文專著出書后，被國際有名工程控制專家、美國華盛頓大學教學T.J.Tarn評估為“在利用進步控制實踐和技巧改良電力系統穩固性方面”的“第一書”，國際著名電力系統專家、美國工程院院士V.Vittal則稱該書“發育了一個極具吸引力和簇新的學科”。

　　該項目的第四完成人劉鋒曾是盧強的博士生，在盧強的指點下，他的博士卒業論文《基于微分代數模型的電力系統非線性控制》取得2007年度天下優秀博士論文獎。對盧強一絲不茍的科研態度，他也深有感想。2000年，劉鋒想給一個國際會議投送一篇論文的英文摘要。當時盧強正在輸液，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，它不時提示我檢查自己的科研態度�！倍鴦�鋒的博士結業論文，盧強更是通篇修改了四五次之多。

　　為了了解中國電力系統的現實情形，盧強屢次帶領師生深入電廠、電力公司和電網調度一線；為了測驗新制造的控制器的機能，他多次親臨電廠第一線，擔負現場調試的總批示。即便不克不及親臨現場，他也會經由過程德律風嚴謹地“遙控”調試現場，確�？刂破髡{試投運勝利。

　　聯合配合的科研團隊

　　盧強領導的科研團隊是一個朝氣蓬勃的群體：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，本科生、博士生、博士后各有千秋，大師互相合營和輔助，揚長避短。盧強特殊重視對研究生及年輕科技人材的培育，向他們提出“求知欲、設想力、創造力、義務感和勤懇”自我涵養和生長五準則并事必躬親。此次獲獎的4人中，除后面提到的劉鋒榮獲2007年全國優秀博士論文獎外，盧強指導的第一個博士生孫元章教授1998年獲杰出青年科學基金，2000年當選教導部長江學者；梅生偉2003年破格提升教授，2005年獲杰出青年科學基金。

　　為了給師生們創造精良的科研氛圍，盧強多年來始終每周舉行一次討論班，從不中斷。討論班情勢多樣，有勉勵先生報告請示本人科研停頓的，有外請專家學者來作學術講演然落后行討論的，討論班瀏覽的范疇也很廣。另外，盧強每一年還請著名學者來做研討會或講座，請企業界的一線工程專家與學生交流，每年遴派優秀的先生出境交換拜訪，同時激勵學生加入國際集會，了解外洋的研究系統和辦法，寬闊眼界。

　　在如許的杰出團隊氣氛中，年輕的教師和學天生長很快，剛留校的年青先生和一些優良的博士生常常已可以在研究方面“挑大梁”。

　　梅生偉先容說：“團隊里的中青年老師此后怎樣成長，甚至生涯上的一些細節，盧教員都想得十分過細，他的品德魅利巴咱們牢牢連合在一路。”

　　“我們科研團隊的各個項目、課題之間都是彼此接洽的。在電力系統這個領域，決不是單槍匹馬就可以夠做出成績的。科研停頓的取得，須要理論分析、軟件計劃、硬件環境、工程實驗等各個方面嚴密共同。因而，在我們的科研團隊中，協作精力也被認定是一種科研才能。”劉鋒如是說。