【尋訪身邊的榜樣】二十載扎根電力領域傾心血譜寫創新篇章——訪我校電氣工程學院教授顧偉

發布者:李震發布時間:2019-05-21瀏覽次數:13

“陰陽回薄成雷,申泄為電”,早在千百年前,人類從自然界獲得啟發開始注意電磁現象。歐洲文藝復興后,越來越多的學者熱衷于探索其中的奧秘,吉爾伯特的巨著《論磁》,格里克的靜電發電機,法拉第的電磁感應定律等等,人們對電的認知推陳出新,而電燈電車的相繼問世帶領著人類步入電氣時代……

短短四百年,電已走進千家萬戶,造福人類,而背后的五大環節“發、輸、變、配、用”無不凝聚著眾多科學家、工程師的智慧與貢獻。我校電氣工程學院的顧偉老師正是一位深耕電力領域20余年的學者,80后的他是業界的青年才俊,是學生們的良師益友,是科技創新的開拓者。

成功之路始于良好家庭教育

“我的小小成就很大一部分得益于家庭教育。”生于徐州邳州市張樓鄉的顧偉,父母是中學教師。那時農村的教育資源匱乏——“老師少”“學生多”“教學資料有限”。作為班級最年幼的一名成員,他的成績卻一直名列前茅,顧偉說:“但是我的父母并不滿意現狀,他們認為目前的教育環境仍會阻礙我未來的發展。”昔有孟母,擇鄰三遷,為了孩子能獲得更好學習條件,他的父母堅持調動工作進入縣城。

小學三年級,顧偉便跟著母親來到縣里讀書,一家人擠在一間出租房。縣城小學的第一次考試就給他來了個下馬威,從曾經的佼佼者落后至30多名,顧偉的內心受到了巨大的打擊,更不幸的是還因生病不得不休學三個月。母親給他做好了留級的準備,但自尊心極強的他拒絕了,硬是頂著心理和身體上雙重壓力刻苦學習,從落后到追趕最終超越他人,考取當地最好的初中,又進入最好的高中。“城里上學”無疑是顧偉人生分水嶺濃墨重彩的一筆,正如他所言:“如果沒有父母塑造的學習環境,我想也不會來到這里。”

說起母親,顧偉總是充滿了感激之情:“她是一名語文老師,每年都被評為校優秀的班主任。母親熱愛閱讀,桌上總有一摞摞書籍,我也秉承了這點,常和母親兩人晚上一起看書,只要她不睡,我也不肯松懈。她還常常引經據典教導我學習的重要性”。

高考填志愿那天,顧偉毫不猶豫選擇了東南大學電氣專業,他感慨道:“小時候停電是我最煩惱的事情,在農村又是家常便飯,我和母親只能在煤油燈下學習,到了高中也時有發生,大家只能在蠟燭下晚自習。那時我就暗下決心,要解決停電問題,要讀電力專業,要成為行業的工作者!”  

求學生涯九載年華系東南  

進入大學后,顧偉開始從專業的角度認識“電”,要想解決問題首先要清楚問題的來龍去脈,掌握扎實的專業知識。要想游刃有余地分析電力系統甚至是工程中的困難,必須熟練掌握電路運行的基本原理和勤加實踐。每一次上課他都是坐在前排認真聽講做筆記,每一次實驗都要做出理想結果。電路、電機學、電力系統穩態/暫態、繼電保護等重要課程學習幫他構建完整電氣工程的知識體系,形成骨骼與脈絡,而其他課程則作為補充,形成血肉。然而學的越多,顧偉困惑的越多,于是決定考研繼續深造,便開啟了東大碩博生涯。

“碩博期間我的兩位導師分別在生活和科研方面給予我很多指導,唐國慶教授為人樂觀,尊重學生,在培養過程中注重學生的主觀能動性,這對我成為老師如何與學生友好相處樹立了榜樣;另一位是蔣平教授,做事認真細致,思維敏捷,每次都能快速洞察到學生想法的閃光點,對我在學業上有很大幫助。”

頭兩年,顧偉從事電能質量、有源濾波器(APF)的研究,基本上確定了博士的畢業課題方向。2003年8月14日,美國、加拿大發生了震驚中外的“大停電”事件,5000萬人遭受影響,經濟損失約300億美元。此情此景,顧偉心中已是千層浪:“連發達國家也面臨著電力中斷的風險,更何況中國呢?”而兩個月前,他剛接觸了電力系統穩定方面的研究,于是趕忙找了兩位老師商量,重新確定開題方向——從APF轉向電力系統穩定。這意味著放棄已有的研究基礎、良好的實驗室條件,大概率還將面臨著兩年的延期畢業,但在顧偉的眼里,做好新課題能為國家電網安全穩定運行提供原理支持,電網安全關系國家安全,也是國民安居樂業的關鍵,這不正是顧偉的理想么?

道阻且長,行將則至。顧偉先從穩定性的機理入手,開始閱讀成千上百篇國內外重要文獻,經常在實驗室通宵科研,三個多月的時間,就編寫了所有電壓穩定分析連續潮流和暫態穩定分析的通用算法。著名文獻中,專家們嚴謹的證明、激烈的討論和執著的態度令他著迷,他更加堅定了在電力系統穩定控制方向上探索:“最后我選擇了具有挑戰性的課題——電力系統最優分岔控制,這需要深入掌握非線性系統理論,而我的數學基礎是比較弱的。”為此,顧偉專門去旁聽數學系的非線性和自動化系的最優控制課程,購買了數十本非線性、混沌、分岔中英文書籍。

顧偉的科研之路還發生了很多耐人尋味的故事:“我是學院里第一位研究電力系統分岔控制,遇到棘手的問題只好寫信請教國外論文作者,在交流中彼此建立了深厚的友誼,比如和PSAT的開發者 Federico Milano教授合作撰寫了多篇SCI論文。”皇天不負有心人,雖然中途轉換了研究方向,他依然順利按時畢業,完善了國內該領域的重要理論研究。顧偉說:“在學校呆久了,感情越來越深,干脆留校,還有很多技術難關等待我去攻克!”  


乘風破浪科研創新從未止步  

2019年春暖花開的4月,位于Palexpo的展館齊聚來自幾十個國家的發明人,他們帶著自己的新發明,新技術,新思想,同場競技,切磋較量,成千上萬的觀眾和各界大咖親臨現場,歐洲各國的專業評委評審與頒獎,這是第47屆日內瓦國際發明展,顧偉團隊的“電力-信息混合實時仿真測試平臺”與“多能互補綜合能源系統規劃平臺”分別榮獲金獎、銅獎,項目所涵蓋的核心技術屬于國際領先水平,應用在國內外諸多研究機構和重大工程,而這一切都離不開顧偉在科研創新中的“十年磨一劍”。

2008年顧偉評上了副教授,思考著未來的研究方向,決心先到國外看看,次年9月去了當時電力系統研究實力最強的美國亞利桑那州立大學,師從赫赫有名的Prof. Vijay Vittal 院士,著手電力系統動態安全評估的研究,但過程中,他敏銳覺察到,電力與燃氣、熱力系統耦合日漸緊密,未來必然會形成以電力系統為核心的綜合能源系統,能源產供消一體化將對我國經濟發展舉足輕重。于是他再一次轉變了自己科研方向,2010年回國后便開啟了分布式綜合能源系統領域探索,也是國內該方向最早的研究團隊之一。

2012年顧偉獲批了《冷熱電聯供型微電網高效運行的建模與優化方法》國家基金,在充足經費的支持下全面開展分布式綜合能源系統建模、規劃與運行優化研究。其間,習近平總書記在中財領導6次會議強調了要推動能源消費、能源供給、能源技術和能源體制的“四個革命”,顧偉的項目無疑先驗式順應了時代發展的潮流,2016年以小組第1獲評優秀結題項目,研究工作多次獲得優秀論文獎。其團隊在分布式綜合能源系統的研究工作,被劉吉臻院士等專家鑒定:“在分布式綜合能源系統規劃,混合時間分辨率建模和基于區間-魯棒聯合決策的優化調度方面達到國際領先水平!

2018年12月27日,東南大學向社會發布了“十大科學與技術問題”,這些“高精尖”的科學研究和成果不僅代表了學校學科發展前沿,未來更會服務社會需求,改變人類生活,其中就包括了“綜合能源系統智能控制”。當今環境下,構建能源互聯網、智慧能源和多能互補綜合系統是大勢所趨亦刻不容緩。而在科技創新的路上,顧偉從未止步,同年申請到了國家自然科學基金聯合基金重點項目《能源市場環境下多能互補系統協調運行理論及方法研究》。面對肩上的重擔,顧偉總是感慨科研時間不夠用,馬不揚鞭自奮蹄,常常在辦公室一坐就是一天,前段時間竟坐出了筋膜炎,躺在床上動彈不得,讓他啼笑皆非:“科研還是需要勞逸結合,有強壯的身體才能繼續為國奮斗!”  

君子至樂得天下英才而育之  

孟子曰:“得天下英才而育之,君子至樂。”回望指導研究生10余年,顧偉也正是這樣履行的:“他們每個人都讓我很滿意,既然是我的學生,我也要讓他們滿意!”他對學生的要求是:樂觀、自信、主動。攀登科研的高峰需要積極向上的心態和上下求索的執著。優秀的學生是主動追趕導師而不是被動依賴。顧偉平時事務繁忙,他說:“我時間每天就那么多,誰主動誰就占領了它!”對于學生的管理,他有自己的心得:“教研松弛有度,給予學生適度的自由發展空間,學生往往給自己帶來驚喜,比如本以為學生用線性規劃的方法去解決問題,不料用了非線性模型,解算的結果更加精細,也推進了我的認知。”

顧偉深諳高素質人才必須具備創新精神,電力能源作為傳統學科,若固步自封就很難有突破。對此他的學生趙毅深有感悟:“顧老師時常告誡我們不能只關注眼前研究內容還應多做些學科交叉性的探索,多看發表在nature、science上的相關論文,還會組織博士定期為我們剖析論文亮點。”顧偉將學生根據科研方向分為了綜合能源組、優化組和仿真組,每周執行一次例會,小組單雙周輪流PPT匯報。科研氛圍好,成果的質量和產量并驅,成員積極主動富有創新活力這些都是顧偉團隊的鮮明特色,學生的每一篇論文、每一份專利申請材料、每一本項目報告書、每一份匯報PPT,顧偉必會親自審核把關。有時假期也會給學生修改論文,深夜12點打電話給學生了解項目的進展,材料的撰寫情況,甚至在高鐵上的幾小時,也會忙著整理材料,查看文獻或是和學生交流。

名師出高徒,截至目前,他的團隊成員獲國家獎學金7人次,各類企業獎學金10余次,江蘇省優秀碩士論文4人次。他的博士邱海峰,碩士期間便在電力系統領域TOP1期刊IEEE Trans. Power Systems上發表了一篇論文,隨后一鼓作氣發表了4篇頂級期刊一區文章,如今這位學生獲得學校公費出國機會并在顧偉的幫助下聯系了國際知名的康奈爾大學,以杰出的表現贏得了華人教授的認可,主動為邱海峰支付6萬美金/年的學費。  

從電能質量、有源濾波器研究轉向電力系統穩定,從電力系統動態安全分析轉向綜合能源,兩次研究方向的轉變顧偉有舍有得,始終不變的是走在科技的前沿,響應國家的需求。他認為:“能源關系國家命脈,中國有些核心技術已經做到國際領先,但綜合能源的供應和利用,能源綜合效率的提升方面有很長的路要走,希望東大有志之士不忘使命走在科技發展前沿,關注民族企業,發揮自己的中堅力量,齊心攻克被其他國家卡脖子的技術,早把本土企業變成國際領先企業。將國家建設成科技強國!”(徐慧)

  

人物簡介:顧偉,1981年5月生。博士,教授,博士生導師,電氣工程學院院長助理,分布式發電與主動配電網研究所所長。任中國系統仿真學會電力系統仿真專業委員會副主任。美國亞利桑那州立大學訪問學者,IEEE Senior Member,中國電機工程學會電力與能源系統學報CSEE JPES青年學科編輯,中電聯直流配電標委會委員。主要從事綜合能源系統、分布式發電與微電網、主動配電網等領域的研究。


【院系薦語】:一代人有一代人的的使命擔當。今天的學院正處于創新發展、爭先進位的重要時期,需要每一位教師的智慧與奉獻,珍惜韶華、不負青春,更需要咬定青山不放松的毅力,板凳需坐十年冷的定力,為有源頭活水來的創造力。這些在青年教師顧偉的身上得到了很好的體現。榜樣是推動新時代學院發展的重要力量,向榜樣致敬,更要“見賢思齊”。 電氣工程學院黨委書記 米永強

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