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星光|中国工程院院士薛禹胜:矢志科研 勇攀电力科学最高峰
2021/10/26 19:21  交汇点新闻  

  交汇点讯 电网的安全稳定对国家安全至关重要。中国工程院院士、国网电力科学研究院名誉院长薛禹胜为我国能源电力科技与工程的进步不懈奋斗半个多世纪,坚持自主创新,攻克了多个世界性难题,并带领团队走在相关研究领域的世界前列。如今,年过80周岁的薛禹胜院士仍然活跃在科研一线,探索基于混合仿真的碳达峰碳中和路径协同优化方法,致力于为中国双碳目标的实现提供科技支撑。

  【一】

  “我在博士论文的扉页上写下了‘献给我的母亲孙黻銓女士和我的祖国’。”

  踌躇满志 为中国科技的崛起奋斗

  “我不会忘记37岁那年,在出差途中听说首届硕士研究生招生的年龄临时放宽到38岁那一刻的激动。”回忆起1978年那一场改变人生的考试,薛禹胜不胜感慨,“如果没有那3年硕士学位学习打下的扎实基础,我不可能达到今天的高度。”

  当时离考试只有一个月,他却要重新拾起15年前放下的课本,但强烈的求知欲驱使他牢牢抓住了这个机会,以考分第一的成绩被原电力自动化研究所录取为首届硕士研究生,3年后又以全班第一的优秀成绩毕业。

  他踌躇满志地想为中国的电力研究做一番事业,在不惑之年坚定地给自己定下了攀登电力科学最高峰的目标。但他不愿意盲目地选择出击方向,于是放弃了前往美国著名电力企业学习一年的机会,并沉下心来进行学术准备,打算找准科研方向再出国深造。

  1985年,44岁的薛禹胜终于带着自己钟爱的研究课题——电力系统暂态稳定性研究,满怀憧憬地前往比利时列日大学蒙特菲尔电气学院。

  “稳定性是力学系统的基本问题,不能保证稳定性的系统是谈不上其他品质的。”薛禹胜说,之所以选择这一研究方向,是因为它不仅极具挑战性,也是国际电力界急需解决的关键难题,“特别在电网发展大大落后于电源的中国,不乏由于系统失稳而大面积停电的惨痛教训,稳定性的快速定量分析极为重要。”

  这所世界上成立最早的电气学院坐落在一座非常幽静的山丘上,但薛禹胜无暇欣赏美景。一见面,指导教授就要求他在3个月内完成关于电力系统分析方法的综述,并独立判断最有可能突破的研究方向。“在冥思苦想的白天与不眠之夜的交织之中,我与整个学院的师生在公用终端室争夺着一台速度只有10MIPS的计算机资源。”他笑着回忆道,一想到等待上机时所受的煎熬,就绝不敢轻易离开终端。

  他在暑假结束前提前完成了报告,得到了教授的高度评价,并破例直接进入博士学位研究阶段。第二年,学校开始给他提供全额奖学金,这是中国学者在该校得到的第一份奖学金。

  在比利时列日大学的两年半中,薛禹胜创造了该校获得博士学位的最快记录,也成为在该校获得博士学位的第一个中国学者。“我在博士论文的扉页上写下了‘献给我的母亲孙黻銓女士和我的祖国’。母亲一贯教导我爱祖国爱科学,我能为中国科技的崛起尽力,母亲在天之灵当感欣慰。”

  1987年12月28日,薛禹胜带着创立的扩展等面积准则(EEAC)及5篇论文踏上回国之路。回国前,他向研究所提出的唯一要求是拒绝当官但求潜心研究,并承诺在3年内带领研究小组走在世界前列。回国后,他谢绝了众多应酬,埋头钻研,又过了6年两地分居的生活才与家庭团聚。

  2011年,薛禹胜院士参加第十一届全国人大会议

  【二】

  “思路豁然开朗时,脑中瞬间一片空白,清醒后才会击掌捶桌。”

  自主创新 攻克多个世界性难题

  电力系统是由人类创造的最复杂的工业系统之一,其状态空间的维数、分布的地域、时间尺度的多样性、非自治性、控制的实时性要求等,都为其稳定分析和控制带来困难。但薛禹胜不惧挑战与艰辛,数十年如一日沉浸在漫漫科研长路上,“如曾点浴沂风雪,自得其乐”。

  他曾这样形容自己的工作状态:理论创新需要面壁静思,发散思维,往往只能“孤芳自赏”;工程应用却要四方游说,论证效益,始终保持多方协调。理论研究的重要突破往往来得突然,思路豁然开朗时,脑中瞬间一片空白,清醒后才会击掌捶桌;重大工程的最后完成则是瓜熟蒂落,验收宣布通过前,心中早已激情满怀,喜悦中已在握手互贺。赢得研究与应用的不同挑战,感受理论与方法的互补互长,体验茅塞顿开与水到渠成的不同欢乐,这样的回报已属慷慨,更何况我还领略了数学与物理和谐之美。

  在58年的工作中,薛禹胜从国家安全与经济社会发展对能源电力安全的需求出发,坚持自主创新,攻克了多个世界性难题。

  他于1987年发明的扩展等面积准则(EEAC)方法,至今仍是国际上唯一得到理论证明并实现工程应用的电力系统暂态稳定性量化分析方法,成功应用于长江三峡水利枢纽、四川二滩水电送出等大量的重大工程,相关软件包应用众多境外机构。

  他主持研发的WARMAP系统于2006年在华东电网投入运行,成为世界首个大电网停电预警系统,目前WARMAP已覆盖我国4/5的省级以上电网,建立了该领域中国独有、全球引领的全面优势,支撑了中国电网的稳定运行。

  2008年,中国南方罕见冰灾对电网造成颠覆性破坏。他带领团队建立起外部自然灾害下电网风险评估和防控体系,将停电防御体系从电力系统内部拓展到台风、雷电、山火、覆冰等外部灾害,将电网防御自然灾害的理念由“事后被动防御”提升为“提前主动防御”,相关成果成功应用于华东、西北、江西、云南、湖南、广东、宁夏等省级及以上电网。

  2002年开始,他带领团队不断将研究视角从电力系统拓展至电力市场、碳市场、能源低碳转型等领域,于2017年提出了能源的信息物理社会系统(CPSSE)研究框架,相关成果在国家、地区以及能源企业的低碳转型研究中得到应用,有力支撑了我国清洁低碳、安全高效的现代能源体系的建设。

  如今,年过80的薛禹胜院士依然坚持在科研一线,带领团队在CPSSE框架下,探索基于混合仿真的碳达峰碳中和路径协同优化方法,致力于为中国双碳目标的实现提供科技支撑!

  2016年,薛院士参加2016美中绿色能源峰会

  【三】

  “我们需要大量不同层次的创新,但特别需要的是颠覆性的创新。”

  传承开拓 打造治学严谨的创新团队

  国家科学技术进步奖一等奖、二等奖,全国优秀科技图书一等奖,全国先进工作者……在科研工作中,薛禹胜大胆质疑、客观求证,收获了丰硕成果;与此同时,他甘为人梯、奖掖后学,也收获了桃李芬芳。

  “未来属于年轻有为、治学严谨的研究团队。”薛禹胜说,创新团队的建设始终是他关注的核心。当他还在国外时,就不断将自己的研究成果包括源程序送回国内,同步开发。回国后也一直将人才问题放在首位。“利用一切机会向海内外学子宣传我们的研究理念,安排他们短期和长期学术访问,分享研究思路,主动邀请他们加入我负责的重大科研项目。”

  薛禹胜记得,在相当长的一段时间内,由于分配制度的缺陷及成果转换的艰难,他的研究并没有产生任何经济效益,团队的待遇远远低于旁人。除了以身作则外,他尽力传授科研心得,帮助年轻人出成果,为他们改善工作环境,创造出国研究机会。“这段时间内,人员难免进进出出,但沉淀下来的都赞同我的理念,并成为现在的骨干。”

  这些年来,他创建了国家电网公司“电网安全运行风险量化分析与协调控制攻关团队”和“能源互联网风险分析与决策科技攻关团队”,培养了一批学科带头人和科研骨干;还担任多所大学兼职教授,已指导29名硕士和46名博士毕业,8名博士后出站。即使年过80,他还在亲自指导博士研究生10名,博士后3名。

  “我们需要大量不同层次的创新,但特别需要的是颠覆性的创新,这是我多年研究工作中的深刻体会。”薛禹胜说,如何做到源头性创新、颠覆性创新,攻克关键核心技术,是科技工作者当前的重要使命之一。

  他认为,求异思维是创新的思想源泉,然而先行者必然孤独。对于向传统概念挑战的那些研究成果来说,非常可能被埋没。这一方面是因为新思想在诞生初期往往不够完善;另一方面,越有创造性的观点往往越显得反常,当然也就越难被接受。因此他提醒后辈,如果真想做出一番事业,就必须做好充分的思想准备,可能会面壁一生却一无所获,或者成果无法被人们理解。“一个优秀的研究者必须具备良好的心理素质,既要积极与外界沟通,又不要过分在意周围对你成果的评价。重要的是仔细从质疑中获取有用的见解,不断提高自己。”

  他对学生反复强调:没有科学的态度,也就很难有真正的科学创造,必须坚持科学的精神和方法、执着的自强和努力。“攀登者的志趣是不断征服一座又一座险峰。只要我们不被自己打败,就没有任何力量能阻挡我们。”

  个人简介

  薛禹胜,男,汉族,1941年2月生,江苏无锡人,1963年毕业于原山东工学院,1981年于电力科学研究院获硕士学位,1987年于比利时列日大学获博士学位,1995年当选为中国工程院院士。第十届、十一届全国人大代表。曾任南瑞集团有限公司/国网电力科学研究院有限公司总工程师,现任名誉院长。

  薛禹胜是国内外知名的稳定性理论及电力系统自动化专家,时变非线性运动系统稳定性量化理论的创立者,电网安全稳定量化分析控制体系的奠基人,我国电网停电防御框架的总设计师。在50多年的工作中,他从经济社会发展对能源电力的需求出发,长期致力于原创性研发,在多个科研与工程领域取得重大突破,获全国科学大会奖1项、国家科学技术进步奖一等奖1项、二等奖3项,国家技术发明奖二等奖2项;中国专利金奖1项,中国专利优秀奖1项;何梁何利基金科学与技术进步奖。共出版专著5部,发表国内外高水平学术论文600余篇,授权发明专利60项。学术专著《运动稳定性量化理论》获全国优秀科技图书一等奖、国家图书奖提名奖。

  新华日报·交汇点记者 蔡姝雯 通讯员蔡斌

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责编:刘艳元

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