清华机电系为我国电力体系保险稳固运转护航

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●消息核心记者 周襄楠

　　卢强院士（中）与团队成员探讨（蒋光锐 摄）

　　在2008年度国家做作科学奖的获奖名单中，一个来自清华工科院系的项目在34项获奖项目中很是惹人留神：这就是由清华大学机电系卢强院士引导的科研团队所完成的项目??《电力大系统非线性控制学》。

　　该项目创建了电力大系统非线性控制学科体制，处理了电力大系统中持久存在的非线性最优控制和非线性鲁棒控制的理论难题，提出了我国电气工程多少严重技术科知识题的控制方法。基于该理论冲破的、拥有自立常识产权的大型发电机组非线性励磁控制器和水轮机调速非线性控制器也随即问世，该类装备可进步功率保送极限15%以上，既提高了系统的安全性，也具备显著的经济效益。由于其成果显著的原始翻新性和开拓性，使得该项目在国家天然科学奖评审时从浩繁来自数文科学的科研成果中怀才不遇，获此殊荣。

　　该名目的率领者卢强院士在电力系统非线性控制领域的出色任务，使他成为国际上公认的该范畴的开辟者和奠定人。2003年，因为他在最优控制领域的杰出贡献，卢强中选为IEEE Fellow， 这是国际电气与电子工程界的最高声誉之一。2006年，更因为他在“非线性控制领域的明显奉献和不凡的天下影响”，卢强入选瑞典皇家工程迷信院外籍院士。

　　长达二十余年的研究过程、二十余名清华师生的不懈寻求??来之不容易的嘉奖的背地，不但是对该课题重大科学意思和杰出学术程度的确定，更是对研究者孳孳以求的科学精神的鼓励和表扬。

　　“顶天登时”的奋进目的

　　自1831年法拉第发明电磁感到定律、次年皮克西制作降生界上第一台发电机以来，人类试图把握电力系统的尽力就素来不结束过。跟着古代科技的提高，人类对电力系统的依附程度也到达了惊人的水平??频率的一个明灭会在工场里形成成品，一次长久停电酿成的丧失甚至不亚于一场大地动。若何保证电力系统的平安运转，成为现代社会见临的一大科技问题。

　　2003年8月14日，美国、加拿大互联电网发生大范围停电。数据表现，“8?14”停电对美国和加拿大海内生产总值形成的损掉估量在天天250亿到300亿美元之间。

　　2004年，卢强院士在接收《科技日报》采访时说：“决不让美、加大停电事故在我国重演。”

　　卢强以为，此次特大事故的产生诚然有其调度体系上的起因，但从科技角度看，则是美、加互联电网自身缺少防备灾害性事变的及时主动调剂控制系统而至。穷究其原因，则是电力大系统的控制和调度方面的一系列严重科学识题至今还没有处理??由于电力系统外部和内部情况存在的复杂性、多样性和诸多灾以预感的要素，电力大系统自然就是高维复杂的非线性系统，这使得该系统的控制成绩成为世界性困难。

　　别的一方面，我国电网能耗较大，降低能耗势在必行??如能在先进的优化运行理论领导下，仅将网损下降两个百分点，则每年可节电400亿度，约相称于年节煤2000万吨并大大降低了相应的传染。

　　为此，卢强带领的科研团队一直将完成电力大系统的安全与经济综合优化运行作为科研目标，出力探索电力大系统的控制理论。

　　改造开放以来，在完成电力年夜体系的最优把持这一主旋律下，团队的科研重点可分为三个阶段：电力系统线性最优节制、考虑诸多庞杂身分的非线性最优掌握和斟酌外界烦扰跟外部不断定性的非线性鲁棒控制。这三个阶段在难度和高度上浮现层层递进的关联，标识出研讨者不懈攀缘的脚印。

　　纵不雅团队的科研思绪，出现出典范的“顶天破地”的特点：起首深刻下层，懂得电力工程界存在的成绩，将要害性的工程问题进行科学形象，提炼出理论问题，树立起响应的数学模子，而后采取严厉的数学方式停止剖析、求解。卢强从不把所获得的理论成果当作研究的起点，而是将其视为另外一个出发点??理论的成果终极还要“立地”，要研制出设备，发明出效益。

　　“顶天立地”的科研目标发生的，是新的学科理论及其向事实出产力转化的成果。卢强带领科研团队在《电力大系统非线性控制学》的科研攻关中，出版专著3部（含1部英文专著），颁发的SCI收录论文他引200余次，此中不乏该领域内的首创性代表作；中文中心期刊他引2500余次。传统工程学科领域的科研能够取得如斯凸起的学术造诣的，并未几见。

　　同时，该项目的成果在实践运用中也展示出美妙的远景：依据所创立理论并在国内电力企业的鼎力支撑下，研制成功了大型发电机组非线性励磁控制产业装置，以及面向三峡电站的大型水轮发电机组水门开度非线性控制器样机和超导储能非线性控制试验装置。个中非线性励磁控制安装已正式投入西南白山电厂30万千瓦机组运行，验证了理论的准确性并取得了显著安全和经济效益，打破了美国通用电气公司的惯例励磁控制对我国发电行业的恒久把持。

　　在卢强的带领下，科研团队践行着“用最新、最早进的理论和方法来解决人类需要但尚未解决的问题”的科研原则。

　　严谨求真的科学态度

　　卢强院士（右一）与研究团队就研究课题停止研究（蒋光锐 摄）

　　 提起卢强院士,清华金融培训，团队中的师生无错误他精打细算的科研立场印象深入，这类谨严的科研态度也是促使团队一步一个足迹向前的主要要素。

　　1999年6月，国际上最著名的科技出版社之一??美国克鲁沃学术出版社向卢强约稿，盼望他可能将对于“电力系统非线性最优控制”的最新研究结果撰写成专著出版。尔后，他拿出整整一年的时光编缉撰写这本英文专著《Nonlinear control systems and power system dynamics》（非线性控制系统与电力系统静态学），他的助手、项目标第二实现人梅生伟传授乃至记不清这部书稿究竟修正了几多次。

　　为了能宁静地修改书稿，卢强索性“隐居”甲所。甲所的那间住房不大，他就把书稿满满铛铛地摊在地上，乍一看好像一幅幅颜色斑斓的丹青，细看下面密密层层的修改笔迹，有铅笔字、钢笔字，另有彩笔……把草稿都盖满了。真是花团锦簇，走出来就似乎进入了一个漂亮的科学世界。偶然碰到需要讨论的问题，卢强一个电话就打到梅生伟那边，完整不知屋外已经是半夜时候。在撰写该书的过程当中，有一次他趁讲学的机遇，静静离开黄山脚下一个小镇。屋外景致如诗如画，他却得空顾及，整整一月足不出户，聚精会神，完成了专著第十章。

　　为了修改书稿，卢强因适度操劳两次被校病院就地“扣下”住院。即使是在那种情况下，他还是让梅生伟帮手在病床上支了一个小桌，一边输液一边修改书稿。

　　这部在扉页上写着“献给我的母校清华大学”的英文专著出书后，被国际有名工程控制专家、美国华盛顿大学教学T.J.Tarn评估为“在利用进步控制实践和技巧改良电力系统稳固性方面”的“第一书”，国际著名电力系统专家、美国工程院院士V.Vittal则称该书“发育了一个极具吸引力和簇新的学科”。

　　该项目的第四完成人刘锋曾是卢强的博士生，在卢强的指点下，他的博士卒业论文《基于微分代数模型的电力系统非线性控制》取得2007年度天下优秀博士论文奖。对卢强一丝不苟的科研态度，他也深有感想。2000年，刘锋想给一个国际会议投送一篇论文的英文摘要。当时卢强正在输液，但仍是惜墨如金地修改了刘锋写的择要。“这件事件让我深受震动，它不时提示我检查自己的科研态度。”而刘锋的博士结业论文，卢强更是通篇修改了四五次之多。

　　为了了解中国电力系统的现实情形，卢强屡次带领师生深入电厂、电力公司和电网调度一线；为了测验新制造的控制器的机能，他多次亲临电厂第一线，担负现场调试的总批示。即便不克不及亲临现场，他也会经由过程德律风严谨地“遥控”调试现场，确保控制器调试投运胜利。

　　联合配合的科研团队

　　卢强领导的科研团队是一个朝气蓬勃的群体：梅生伟、孙元章、沈沉、何光宇、刘锋、陈颖、张雪敏等教师各有刚强，本科生、博士生、博士后各有千秋，大师互相合营和辅助，扬长避短。卢强特殊重视对研究生及年轻科技人材的培育，向他们提出“求知欲、设想力、创造力、义务感和勤恳”自我涵养和生长五准则并事必躬亲。此次获奖的4人中，除后面提到的刘锋荣获2007年全国优秀博士论文奖外，卢强指导的第一个博士生孙元章教授1998年获杰出青年科学基金，2000年当选教导部长江学者；梅生伟2003年破格提升教授，2005年获杰出青年科学基金。

　　为了给师生们创造精良的科研氛围，卢强多年来始终每周举行一次讨论班，从不中断。讨论班情势多样，有勉励先生报告请示本人科研停顿的，有外请专家学者来作学术讲演然落后行讨论的，讨论班浏览的范畴也很广。另外，卢强每一年还请著名学者来做研讨会或讲座，请企业界的一线工程专家与学生交流，每年遴派优秀的先生出境交换拜访，同时激励学生加入国际集会，了解外洋的研究系统和办法，宽阔眼界。

　　在如许的杰出团队气氛中，年轻的教师和学天生长很快，刚留校的年青先生和一些优良的博士生常常已可以在研究方面“挑大梁”。

　　梅生伟先容说：“团队里的中青年老师此后怎样成长，甚至生涯上的一些细节，卢教员都想得十分过细，他的品德魅利巴咱们牢牢连合在一路。”

　　“我们科研团队的各个项目、课题之间都是彼此接洽的。在电力系统这个领域，决不是单枪匹马就可以够做出成绩的。科研停顿的取得，须要理论分析、软件计划、硬件环境、工程实验等各个方面严密共同。因而，在我们的科研团队中，协作精力也被认定是一种科研才能。”刘锋如是说。