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未雨绸缪护电网

[ 2014年1月18日 ]

本文转自上海科技报 http://www.duob.cn/cont/812/175907.html

 

        电网就像空气,人们生活于其中而不察觉,可作为智能电网技术专家,上海交通大学电子信息与电气工程学院教授程浩忠却特别明白未雨绸缪的重要性:一旦发生大范围停电,人们的生活将陷入困境,经济损失也将不可估量,社会影响更是相当负面。因此,电气工程师必须尽全力将灾难性的事故扼杀在摇篮里,并为事故的发生做好最全面的预案。在此基础上,还应充分考虑电网的能效和经济效益——

 

未雨绸缪护电网 效率优先重应用

       1987年的日本,2003年的美国、加拿大、英国伦敦,2005年的莫斯科,2009年的里约热内卢……几乎所有的国际大都市无一幸免遭遇过史无前例的电力“完全大瘫痪”,造成了社会混乱,在经济上也蒙受了巨大的损失。同为国际大都市的上海,经济快速发展,用电量与日俱增,城市输电供电、电源电网结构复杂,因台风等气候因素带来的电网负荷急剧变化等也随时可能给电力系统带来安全隐患。如何未雨绸缪,有效减少和面对可能发生的大停电险情和事故,尽可能降低相应的国民经济损失?长期致力于电力系统规划和安全经济运行领域研究的上海交通大学电子信息与电气工程学院教授程浩忠,用他主持研发的“城市电网电灾防治关键技术与应用”课题成果提供了解决方案。

        在这一包括电源规划、电网规划、电压稳定、安全预警、预防决策等多重任务,从立项到完成共历时7年的项目中,程浩忠和他的团队创新性地建成了“预防为主、积极施救、快速恢复”三位一体的我国城市电网电灾防治体系,在2008年上海电网支援湖南、浙江和江西抗冰抢险,支援四川抗震救灾,上海奥运赛场保电,国庆60周年上海保电,以及上海世博会保电等重大事件和每年的防汛防台工作中作出了重要贡献,并因此于2010年获得国家科技进步奖二等奖。作为项目的第一完成人,程浩忠说:“这是我们的理想,也是我们的使命。”

        在最近揭晓的第十三届上海市科技精英评选中,这位走在智能电网技术前沿、在电力系统优化战场上频立战功、曾获得16项省部级及以上科技奖励,并通过14项创新研究成果为合作企业创造了数亿元利润的科技工作者,再次榜上有名。出生于1962年、31岁时就已评上教授的他,在接踵而至的荣誉面前并未驻足。每天早晨7时20分,程浩忠依旧准时打开办公室的门;依旧在学生的论文上反复地圈圈改改;依旧催促着新入门的学生提前完成工作计划;依旧“未雨绸缪”地开始计划接下来两三年的工作,思考如何因地制宜地设计智能电网……他一如既往地将自己所有成绩的取得与勤勤恳恳、任劳任怨的秉性紧紧相联。

 

决不做一个平庸的人

 

明代大学士宋濂在《送东阳马生序》中写道:“当余之从师也,负箧曳屣,行深山巨谷中,穷冬烈风,大雪深数尺,足肤皲裂而不知……寓逆旅主人日再食,无鲜肥滋味之享……”当年的东阳马生为了“中有足乐”可以忘却所有的筋骨之劳,同从著名“教育之乡”东阳走出的程浩忠,其后来之所以学有所成,答案也许也可以从这里寻找到线索。

 

1977年9月,跟随着中国原子弹、卫星上天等人类社会进步的消息度过中学启蒙岁月的程浩忠,进入了东阳的巍山高中。当年12月,正值全国恢复高考,东阳人祖祖辈辈认定的“知识改变命运”的教子乡风,又回到了程浩忠身边。巍山镇上许多青年在恢复高考第一年就考上了大学,笛子演奏家赵松庭的儿子,因“成分问题”回乡劳动数年,虽然只有小学毕业,也在那一年考上了大学。时时被教学大楼墙上的“知识就是力量”6个大字激励着的程浩忠告诉自己:“我也一定要考上大学!”

 

那时,由于电力供应不足,巍山古镇的夜晚常常停电。晚自习的时候,程浩忠班里的同学带着各式各样的自制煤油灯或蜡烛到教室,几十盏煤油灯同时亮起的场景甚为壮观。晚自习结束后,程浩忠还经常在家里的煤油灯下苦读到十一二点,有时母亲一觉醒来,还看见他坐在摇曳的灯光下。两年后,他以巍山高中全校第二名的高考好成绩被上海交通大学电工及计算机科学系录取。

 

“到现在,我还是很思念那时候半夜一个人静悄悄看书的情境。家乡古镇的夜特别安静,偶尔传来远处田野里青蛙的叫声,不悦耳,却很动听。”近日,程浩忠在他位于闵行乡间的学校办公室里向记者感怀地说起这段往事,那个深夜煤油灯下苦读的少年仿佛就在眼前,让人忍不住联想:眼前这位学者之所以从事电力电气领域的研究,与他年少时点煤油灯学习成长的经历可有某种必然的联系?

 

上海交大作为全国一流的高校,考入的学生都是各地的佼佼者。当时程浩忠想:只有加倍努力,才能脱颖而出。凭着少年时养成的发奋图强的习惯和毅力,他如愿顺利地考上了本系的研究生,并在毕业后从事自己心仪的教育和科研事业。面对当时系里许多学富五车的老教授,程浩忠不气馁,也不计较个人得失,积极寻找机会从前辈们身上学习,与他们开展合作,积累方方面面的知识和技能,同时开始在本系攻读博士学位。这些努力使他比同龄人早早取得了一些优秀的教学和科研成果,于1992年被破格评为副教授。

 

机遇总是垂青那些勤奋和有准备的人。1993年,程浩忠接受委派到日本广岛大学任研究员、高级访问学者,为期1年。广岛大学是日本著名的国立大学,它的电工学科科研实力很强,在国际上有相当大的影响。程浩忠在那里经常加班加点,每天工作14个小时以上,一次甚至因为过于疲劳而发烧到40摄氏度。高访结束回到母校后,他一路担任教授、系副主任、系主任、研究所所长、博士生导师,后来又获得国家杰出访问学者基金,任美国数所大学访问教授,求学治学之路可谓顺风顺水,但也绝对少不了不懈攀登的艰辛。上世纪70年代末进大学的程浩忠虽说在大学里曾学过计算机,但IT技术发展飞快,今天哪怕是中学生学习的计算机技术也比那时要先进得多。这就需要不断学习,更新知识。由程浩忠领衔获得国家科技进步奖二等奖的项目中有个核心内容——“电源和电网规划技术”,这就是一项高度依赖计算机技术的科学发明。为了“电源和电网规划技术”的软件编程和不断完善优化,20多年里,程浩忠和他的同事、学生们不知耗费了多少心血,度过了多少个“为伊消得人憔悴”的不眠之夜。

 

程浩忠说:“编程是一项非常苦的事,要不断思考、研究、修正,有时一个环节出了问题,导致全盘出错,就得花费很多时间仔细检查,乃至从头来过。所以在进入编程时,我和团队的同事们经常会像陈景润似的忘了时间,忘了吃饭,有时甚至不能回家,必须一鼓作气完成程序的编制和调试。在程序的调试过程中,又经常要为了一个小得不能再小的错误,而花费许多时间查找。比如:为了1和l(小写L)这样的区别而开展无数次的对应、核查。”

 

是什么激励这位科研领域的“获奖大户”从不在荣誉的沙滩上停歇?生于上世纪60年代的程浩忠向记者背诵了他们那代人的偶像保尔·柯察金那段关于生命的名言,并将之总结为:“绝不要做一个平庸的人。”

 

用知识解决现实问题

 

“未雨绸缪,效率优先。”这是程浩忠信奉的行为准则,也是他在教学和科研工作中言传身教的行事方法。

 

电网就像空气,人们生活于其中而不察觉,可作为智能电网技术专家,程浩忠却特别明白未雨绸缪的重要性:一旦发生大范围停电,人们的生活将陷入困境,经济损失也将不可估量,社会影响更是相当负面。因此,电气工程师必须尽全力将灾难性的事故扼杀在摇篮里,并为事故的发生做好最全面的预案,在此基础上,还应充分考虑电网的能效和经济效益。

 

程浩忠认为,电网的优化设计应从三方面入手,首先是要创新电网规划理论。规划理论应综合考虑电网的容量、建造地点、输送方向、技术可行性、经济效益,及其对民生和环境的影响,还要预估其中任一设备失效后电路正常工作的能力。其次,要做好城市应急保障工作,充分考虑供货工厂的位置和库存、抢修指挥的计划和安排、资源调动的经济性和技术可行性。最后,万一事故发生,还应尽量缩短停电的时间,保证在整个电网、甚至电源也处于瘫痪的状态下,电力系统能迅速恢复工作。

 

在他的工作历程中,为城市电网安全、可靠、经济供电作出贡献并取得重大经济和社会效益的例子不胜枚举。他曾参与和主持高速磁浮交通、世博会电网规划与安全保障、特高压直流、20kV电网规划、电网谐波的抑制解决等百余个技术项目,为国家电网、华东电网、上海电网、上海市轨道交通等设施解决了多项电力系统和工程应用中的实际问题。他和他的团队关于电压稳定性的成果被上海市电力公司采纳作为考核其2000年—2005年220千伏电力网络发展规划安全性与经济性的标准之一,并在2000年—2005年的投资期中,比原方案节省投资5亿元,年均节约投资约1亿元;关于电网规划的成果被华东电网有限公司采纳,作为考核华东500千伏电力网络发展规划可靠性与经济性的标准,在2000年—2010年的投资期中,比原方案节省投资近20亿元,年均节约投资近2亿元;谐波抑制和无功优化及其功率因素校正方面的成果被多家电力公司采纳,并产生4600万元利润和8900万元税款,节约资金达40亿元;电力系统安全保障技术方面的成果在2006年、2007年两年新增产值4.74亿元,新增利润1635万元,新增缴纳税款2632万元,两年社会效益总额达98.80亿元;“城市电网电灾防治关键技术与应用”项目成果被上海市电力公司采用,产生1.7亿元的新增利润,节约资金达10亿元;“特高压直流接入受端交流系统安全技术与应用”项目成果产生11.8亿元的新增产值、3.6亿元的新增利润和0.8亿元的税款。

 

掌握知识是为了解决问题。这一点上,程浩忠与许多“书斋里的学者”相比走在了前面。也正因此,当他获得“第十三届上海市科技精英”荣誉的喜讯传到上海交大,周围的同事和朋友都由衷地称之为“实至名归”。

 

言传身教与后生同进

 

如果说,程浩忠自身取得的成就多半归功于持之以恒的积累;那么,他之所以能带好门下30来个学生,则是因为严格要求和躬先表率。

 

程浩忠治学的严厉在系里人尽皆知。他对学生的要求很多,例如:课题研究的方向要有创新性和前瞻性,不能一味地急功近利;工作一定要提前完成,以留有足够的时间去校正、修改;论文的字句要反复斟酌,力求正确严谨……

 

程浩忠的学生张翔目前研三在读,早已在中文核心期刊发表过论文。“你总能看到程老师很早就在办公室伏案工作,有些晚上,他就在办公室的躺椅上将就着过夜,第二天继续工作。在这样的老师门下,你几乎没有理由怠惰。”张翔对自己第一次撰写论文时的场景记忆犹新:当时,论文在老师的电脑上多次修改,几易其稿,整篇文章翻了个新。最后一次,程浩忠索性让张翔坐在自己的身边,当面逐字修改完毕,才定稿投递。自从那回起,张翔养成了自己反复校验论文的习惯,在把终稿递交给程老师之前,他总会事先多看几遍,以免再发生错误。

 

但张翔认为,无论自己多么努力,其程度都远不及自己的导师。学生们眼中的程教授是一个孜孜以求、永不倦怠的铁人:他身兼数职,但海量的工作丝毫不降低他对自己的要求。在他“效率优先”准则下,他的工作水平也从不失水准。他在最高效的时间段里做最重要的事,在低效的时间里及时处理一些琐事,这样的行事作风也影响了他的学生们。

 

严师其实也不乏柔情。程浩忠对学生的日常生活、精神状态的关心犹如为人父母。他的博士后柳璐告诉记者,导师在学业上严格要求学生,在生活中则尽可能为学生提供最大的帮助。有学生生病时,程浩忠还会主动帮助联系医生。

 

有位社会学家曾对世界各国“工作与兴趣吻合情况”进行抽样调查,得出的结论中,中国人的吻合度排名很靠后,大约还不足10%。而程浩忠显然属于“工作与兴趣” 吻合度极高的人。“我其实就是喜欢自己的职业,在实验室里有时上午进去,半夜出来,我一点也不觉得累。特别是当当天的实验取得突破性进展时,我会非常高兴。”他说起自己喜爱的职业,一脸灿烂阳光。

 

如今,在获得“国家自然科学基金重点项目”立项的支持下,程浩忠和他的团队正在大规模风电场群接入的输电系统规划研究领域扬帆起航,年过半百的他仍奋斗在科研一线的征途上。

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