交匯點訊 電網的安全穩定對國家安全至關重要。中國工程院院士、國網電力科學研究院名譽院長薛禹勝為我國能源電力科技與工程的進步不懈奮鬥半個多世紀,堅持自主創新,攻克了多個世界性難題,並帶領團隊走在相關研究領域的世界前列。如今,年過80週歲的薛禹勝院士仍然活躍在科研一線,探索基於混合模擬的碳達峰碳中和路徑協同最佳化方法,致力於為中國雙碳目標的實現提供科技支撐。
【一】
“我在博士論文的扉頁上寫下了‘獻給我的母親孫黻銓女士和我的祖國’。”
躊躇滿志 為中國科技的崛起奮鬥
“我不會忘記37歲那年,在出差途中聽說首屆碩士研究生招生的年齡臨時放寬到38歲那一刻的激動。”回憶起1978年那一場改變人生的考試,薛禹勝不勝感慨,“如果沒有那3年碩士學位學習打下的紮實基礎,我不可能達到今天的高度。”
當時離考試只有一個月,他卻要重新拾起15年前放下的課本,但強烈的求知慾驅使他牢牢抓住了這個機會,以考分第一的成績被原電力自動化研究所錄取為首屆碩士研究生,3年後又以全班第一的優秀成績畢業。
他躊躇滿志地想為中國的電力研究做一番事業,在不惑之年堅定地給自己定下了攀登電力科學最高峰的目標。但他不願意盲目地選擇出擊方向,於是放棄了前往美國著名電力企業學習一年的機會,並沉下心來進行學術準備,打算找準科研方向再出國深造。
1985年,44歲的薛禹勝終於帶著自己鍾愛的研究課題——電力系統暫態穩定性研究,滿懷憧憬地前往比利時列日大學蒙特菲爾電氣學院。
“穩定性是力學系統的基本問題,不能保證穩定性的系統是談不上其他品質的。”薛禹勝說,之所以選擇這一研究方向,是因為它不僅極具挑戰性,也是國際電力界急需解決的關鍵難題,“特別在電網發展大大落後於電源的中國,不乏由於系統失穩而大面積停電的慘痛教訓,穩定性的快速定量分析極為重要。”
這所世界上成立最早的電氣學院坐落在一座非常幽靜的山丘上,但薛禹勝無暇欣賞美景。一見面,指導教授就要求他在3個月內完成關於電力系統分析方法的綜述,並獨立判斷最有可能突破的研究方向。“在冥思苦想的白天與不眠之夜的交織之中,我與整個學院的師生在公用終端室爭奪著一臺速度只有10MIPS的計算機資源。”他笑著回憶道,一想到等待上機時所受的煎熬,就絕不敢輕易離開終端。
他在暑假結束前提前完成了報告,得到了教授的高度評價,並破例直接進入博士學位研究階段。第二年,學校開始給他提供全額獎學金,這是中國學者在該校得到的第一份獎學金。
在比利時列日大學的兩年半中,薛禹勝創造了該校獲得博士學位的最快記錄,也成為在該校獲得博士學位的第一個中國學者。“我在博士論文的扉頁上寫下了‘獻給我的母親孫黻銓女士和我的祖國’。母親一貫教導我愛祖國愛科學,我能為中國科技的崛起盡力,母親在天之靈當感欣慰。”
1987年12月28日,薛禹勝帶著創立的擴充套件等面積準則(EEAC)及5篇論文踏上回國之路。回國前,他向研究所提出的唯一要求是拒絕當官但求潛心研究,並承諾在3年內帶領研究小組走在世界前列。回國後,他謝絕了眾多應酬,埋頭鑽研,又過了6年兩地分居的生活才與家庭團聚。
【二】
“思路豁然開朗時,腦中瞬間一片空白,清醒後才會擊掌捶桌。”
自主創新 攻克多個世界性難題
電力系統是由人類創造的最複雜的工業系統之一,其狀態空間的維數、分佈的地域、時間尺度的多樣性、非自治性、控制的實時性要求等,都為其穩定分析和控制帶來困難。但薛禹勝不懼挑戰與艱辛,數十年如一日沉浸在漫漫科研長路上,“如曾點浴沂風雪,自得其樂”。
他曾這樣形容自己的工作狀態:理論創新需要面壁靜思,發散思維,往往只能“孤芳自賞”;工程應用卻要四方遊說,論證效益,始終保持多方協調。理論研究的重要突破往往來得突然,思路豁然開朗時,腦中瞬間一片空白,清醒後才會擊掌捶桌;重大工程的最後完成則是瓜熟蒂落,驗收宣佈透過前,心中早已激情滿懷,喜悅中已在握手互賀。贏得研究與應用的不同挑戰,感受理論與方法的互補互長,體驗茅塞頓開與水到渠成的不同歡樂,這樣的回報已屬慷慨,更何況我還領略了數學與物理和諧之美。
在58年的工作中,薛禹勝從國家安全與經濟社會發展對能源電力安全的需求出發,堅持自主創新,攻克了多個世界性難題。
他於1987年發明的擴充套件等面積準則(EEAC)方法,至今仍是國際上唯一得到理論證明並實現工程應用的電力系統暫態穩定性量化分析方法,成功應用於長江三峽水利樞紐、四川二灘水電送出等大量的重大工程,相關軟體包應用眾多境外機構。
他主持研發的WARMAP系統於2006年在華東電網投入執行,成為世界首個大電網停電預警系統,目前WARMAP已覆蓋我國4/5的省級以上電網,建立了該領域中國獨有、全球引領的全面優勢,支撐了中國電網的穩定執行。
2008年,中國南方罕見冰災對電網造成顛覆性破壞。他帶領團隊建立起外部自然災害下電網風險評估和防控體系,將停電防禦體系從電力系統內部拓展到颱風、雷電、山火、覆冰等外部災害,將電網防禦自然災害的理念由“事後被動防禦”提升為“提前主動防禦”,相關成果成功應用於華東、西北、江西、雲南、湖南、廣東、寧夏等省級及以上電網。
2002年開始,他帶領團隊不斷將研究視角從電力系統拓展至電力市場、碳市場、能源低碳轉型等領域,於2017年提出了能源的資訊物理社會系統(CPSSE)研究框架,相關成果在國家、地區以及能源企業的低碳轉型研究中得到應用,有力支撐了我國清潔低碳、安全高效的現代能源體系的建設。
如今,年過80的薛禹勝院士依然堅持在科研一線,帶領團隊在CPSSE框架下,探索基於混合模擬的碳達峰碳中和路徑協同最佳化方法,致力於為中國雙碳目標的實現提供科技支撐!
【三】
“我們需要大量不同層次的創新,但特別需要的是顛覆性的創新。”
傳承開拓 打造治學嚴謹的創新團隊
國家科學技術進步獎一等獎、二等獎,全國優秀科技圖書一等獎,全國先進工作者……在科研工作中,薛禹勝大膽質疑、客觀求證,收穫了豐碩成果;與此同時,他甘為人梯、獎掖後學,也收穫了桃李芬芳。
“未來屬於年輕有為、治學嚴謹的研究團隊。”薛禹勝說,創新團隊的建設始終是他關注的核心。當他還在國外時,就不斷將自己的研究成果包括源程式送回國內,同步開發。回國後也一直將人才問題放在首位。“利用一切機會向海內外學子宣傳我們的研究理念,安排他們短期和長期學術訪問,分享研究思路,主動邀請他們加入我負責的重大科研專案。”
薛禹勝記得,在相當長的一段時間內,由於分配製度的缺陷及成果轉換的艱難,他的研究並沒有產生任何經濟效益,團隊的待遇遠遠低於旁人。除了以身作則外,他盡力傳授科研心得,幫助年輕人出成果,為他們改善工作環境,創造出國研究機會。“這段時間內,人員難免進進出出,但沉澱下來的都贊同我的理念,併成為現在的骨幹。”
這些年來,他建立了國家電網公司“電網安全執行風險量化分析與協調控制攻關團隊”和“能源網際網路風險分析與決策科技攻關團隊”,培養了一批學科帶頭人和科研骨幹;還擔任多所大學兼職教授,已指導29名碩士和46名博士畢業,8名博士後出站。即使年過80,他還在親自指導博士研究生10名,博士後3名。
“我們需要大量不同層次的創新,但特別需要的是顛覆性的創新,這是我多年研究工作中的深刻體會。”薛禹勝說,如何做到源頭性創新、顛覆性創新,攻克關鍵核心技術,是科技工作者當前的重要使命之一。
他認為,求異思維是創新的思想源泉,然而先行者必然孤獨。對於向傳統概念挑戰的那些研究成果來說,非常可能被埋沒。這一方面是因為新思想在誕生初期往往不夠完善;另一方面,越有創造性的觀點往往越顯得反常,當然也就越難被接受。因此他提醒後輩,如果真想做出一番事業,就必須做好充分的思想準備,可能會面壁一生卻一無所獲,或者成果無法被人們理解。“一個優秀的研究者必須具備良好的心理素質,既要積極與外界溝通,又不要過分在意周圍對你成果的評價。重要的是仔細從質疑中獲取有用的見解,不斷提高自己。”
他對學生反覆強調:沒有科學的態度,也就很難有真正的科學創造,必須堅持科學的精神和方法、執著的自強和努力。“攀登者的志趣是不斷征服一座又一座險峰。只要我們不被自己打敗,就沒有任何力量能阻擋我們。”
個人簡介
薛禹勝,男,漢族,1941年2月生,江蘇無錫人,1963年畢業於原山東工學院,1981年於電力科學研究院獲碩士學位,1987年於比利時列日大學獲博士學位,1995年當選為中國工程院院士。第十屆、十一屆全國人大代表。曾任南瑞集團有限公司/國網電力科學研究院有限公司總工程師,現任名譽院長。
薛禹勝是國內外知名的穩定性理論及電力系統自動化專家,時變非線性運動系統穩定性量化理論的創立者,電網安全穩定量化分析控制體系的奠基人,我國電網停電防禦框架的總設計師。在50多年的工作中,他從經濟社會發展對能源電力的需求出發,長期致力於原創性研發,在多個科研與工程領域取得重大突破,獲全國科學大會獎1項、國家科學技術進步獎一等獎1項、二等獎3項,國家技術發明獎二等獎2項;中國專利金獎1項,中國專利優秀獎1項;何梁何利基金科學與技術進步獎。共出版專著5部,發表國內外高水平學術論文600餘篇,授權發明專利60項。學術專著《運動穩定性量化理論》獲全國優秀科技圖書一等獎、國家圖書獎提名獎。
新華日報·交匯點記者 蔡姝雯 通訊員 蔡斌