天津大学智能电网团队：给加速奔跑的国家以动力

这个团队 最早 搭上了国家电网智能化发展的高速快车， 最早 驶上了分布式能源和微电网技术这条绿色能源高速路……

 

从有着“十八罗汉”之称的徐庆春教授，到如今耄耋之年的余贻鑫院士，再到2021年中国工程院新晋院士王成山教授，这个天津大学 “一门双院士” 的智能电网团队已是众木成林。

 

王成山是余贻鑫的第一位博士研究生；余贻鑫是徐庆春的第一位研究生，他也是 新中国培养的第一个电力系统专业研究生 ；而徐庆春则是 新中国电力系统专业的开拓者之一。  

 

这看似是一种巧合，实则是“先有伯乐，后有千里马”的团队育人理念；是拳拳爱国之心的传承；是“理论—实践—再理论—再实践”科研路线的坚持；是几十年形成的团结和谐的团队氛围；是基于国家和产业需求的高眼界；是“new idea”的不断迸发；是甘坐冷板凳，孜孜以求的执着。

 

拳拳爱国之心

始终将个人的科研与国家和产业需求紧紧结合在一起，是团队的传统。 这个传统始于“师祖”徐庆春。徐庆春教授是电力系统专业的开拓者之一，余贻鑫是他在1959年招收的第一名研究生，也是新中国培养的第一个电力系统专业研究生。

 

1901年生于东北的徐庆春，一生饱经战乱，也更深刻地体验到新中国成立对于中华民族的意义。 1936年出生在北京的余贻鑫，亲历了中华人民共和国开国大典，亲耳听到毛泽东主席宣布“中华人民共和国中央人民政府今天成立了”那铿锵有力的声音。早在青年时期，余贻鑫就立下了“为祖国健康工作50年”的目标。       师长们的爱国情怀让在这个团队中成长起来的一代代学者都自然把国家的需求放在首位。    

   

余贻鑫用几十年的心血把电力系统“安全域”的理论       “做实了、做细了、做透了” ，在国际上做到了最好。而结合我国电力系统的快速发展需要，形成理论上的突破并成功应用，这是团队的风格。从徐庆春到余贻鑫一脉相承的       “理论—实践—再理论—再实践”的科研思想和路线 也深深地烙刻在团队每位后来者的心中。

要考虑国家需要，也要有new idea

从徐庆春到余贻鑫再到王成山、贾宏杰，是团队一代又一代坚持不懈的托举，是一山更比一山高的守望。      
   

 

20世纪60年代，徐庆春就极力主张高等学校在教学工作的同时       加强科学研究活动，并着手创建电力系统动态模拟实验室。 正是由于实验室的创建，让刚刚本科毕业留校任助教的余贻鑫从一开始便参与了动模实验室的创建，这成为他“向科学进军的一大里程碑”。

 

而在教学上，据我国电力系统继电保护领域的奠基人之一、天津大学教授贺家李回忆，徐庆春当时给学生们       开设了大量的前沿课程 ，因为都是最新的知识，国内既没有教材也没有参考书，因此他不得不边讲边把大块的公式推导写在黑板上；后来，他又在开设的课程中引入了前苏联和欧美发达国家的学术研究和教材的新成果。

 

2005年，余贻鑫入选中国工程院院士。“在配电网方面做些什么？”这是他当选院士时正在思考的问题，       他甚至没有参加当年的院士大会，而是赴发达国家考察调研 ，“我寻找到了智能电网。”

 

“我们对得起我们的老师。大家都在爬台阶，咱争取爬得更高。还有，就是别光爬这一个台阶。”在余贻鑫看来，2005年后团队重点突破的是智能电网，王成山挑起了大梁；紧接着，贾宏杰成长起来，又挑起来一个梯队，做能源互联网。

   

什么才是引领未来的科研方向？在这个团队看来，电力电子将是未来发展的重要方向。大家要奔着新兴学科，跨学科地去发展。

 

余贻鑫常挂在嘴边的一个词是       “new idea”。 “       第一你要考虑国家需要，二你要有new idea。 没有新想法，就不是大学。效果是基于new idea的。”余贻鑫的“new idea”基于国家和行业的需求，但又超前并不囿于行业发展。

 

“      

我们赶上了时代的机遇，但我们要想得更远一些。不能光想着眼前的项目挺多。

要干新的，new idea，是不是符合中国的发展方向，是不是创新。

”      

从科研到应用，需要很长一段时间的等待

1987年王成山用自学的电脑编程语言为天津电力公司做了第一个城市电网规划相关的项目——城市电网负荷预测，而那时的电脑还是DOS系统，C语言也还是新鲜事物；电网的规划布局则是靠有经验的规划工程师一把圆规、一支铅笔来人工完成，画出变电站的位置，画出线路的路径。       这就是“城市电网规划计算机辅助决策系统”研究开始。    

       

此后的10年时间，科研经费很少，       “坐冷板凳”一直到1998年，国家进行大规模的城市电网改造投资了3000个亿，团队才抓到了机会。 推广的过程在王成山的记忆中往往是这样的场景：“当时计算机都是单机系统的，也没现在这么好用。我们用大的打印机打出很多图纸，都是一卷卷的。背着这些图纸到各个城市去讲，每到一地先把图纸挂满一屋子。”

 

乘着国家对电力改造升级的东风，团队也在城市电网规划研究以及应用方面大展身手，短短几年时间团队就为国内上百个城市做了电网规划工作。看着国内城市电网规划工作日益受到政府和行业的重视，逐渐成为常态化的工作，此时，团队开始了新的思考，       将更多的目光转移到具有高效、绿色、灵活特点的分布式发电和微电网技术上。    

 

在20年前的中国，国内还较少关注微电网技术研究，人们认为昂贵的光伏不可能大规模应用，分布式能源和微电网，只不过是一个概念化的“美好愿景”。       这个团队又成为最早开启研究的头雁。    

 

2000年之初，王成山先后承担了教育部科学技术研究重大项目“分布式能源发电系统并网运行关键技术”和国家重大基础研究计划（973）项目“分布式发电供能系统相关基础研究”，并在天津大学建立了微电网实验室。

   

在余贻鑫看来，智能电网包含高度自动化和广泛分布式，对于高度自动化在国内被认识和接纳得很快，但是广泛分布式却一直因为能源布局等因素没有得到充分发展。       为此，近几年，他一直在不同的场合奔走呼吁。    

 

而在这十余年中，团队在分布式能源和微电网技术应用以及综合能源利用等方面都做了大量的工作。 如，团队的技术被应用于国内首个海岛微电网、首个冷电联供微电网、首个交直流混合微电网等一批实际微电网工程。

   

在国家电网公司客服中心建成的综合能源微网工程，把光伏、地源热泵、冰蓄冷等各种储热技术结合在一起，解决了用户的冷热电能源的综合需求，运行5年效果良好，2019年获评APEC智慧能源社区最佳实践奖。同时，技术还被应用于国外一批实际工程，例如：技术在马尔代夫10个海岛微电网中应用，已成功运行了四年，把当地的电价从2块多钱降到1块多，更重要的是用光伏发电替代了柴油机组发电，解决了当地环境污染问题。

我们的身份首先是“老师”

86岁高龄的余贻鑫几乎每天都会出现在办公室，青年教师和学生可以推门就进和他聊聊天。       在他们看来，自己的身份首先是“老师”，首要的任务是培养学生。 王成山工作再忙也会定期召集课题组的青年教师和学生开组会，讨论每个人的科研进展。

 

先有伯乐后有千里马，在余贻鑫看来，他取得成绩“一切都应归功于我所受到的良好教育和培养”。至今，余贻鑫提起当年老师们的教导，还能清晰地记得大三时作为天津大学原校长吴咏诗教授所带的唯一“课外辅导”的学生，指导他查文献给他答疑解惑的情景；记得徐庆春带着他一起筹建动模实验室，给了他独立开展科学研究最基本的素养。

 

   

如今，他也践行着自己教书育人的使命，正如他所说，“我遇到了像徐庆春教授这样的一些恩师，把我留校，并引入科学的殿堂。30年之后，轮上我了，除了尽最大努力认真为学生们上好课、答好疑和指导好论文之外，我时刻不忘物色品德优秀、潜质突出的年轻人才，提携他们，尽我所能为他们崭露头角提供条件和平台，与他们互相勉励，共同形成一个具有良好合作精神的科研集体。”

 

2021年底，       智能电网团队入选教育部第二批“全国高校黄大年式教师团队” ，作为团队负责人，王成山延续了从徐庆春到余贻鑫一脉相承的重视教学、重视教材、重视实验、重视本科生的教育教学风格。

 

讲好课，尤其是讲好本科生的课程，是这个团队的共识，无论你是“院士”、“长江”还是“杰青”。 “老师首要责任就是要讲好课。”团队中主讲课程《电力系统基础》的青年教师刘艳丽在获得天津市高校青年教师教学竞赛工科组特等奖之后，脑海中经常想到的就是导师余贻鑫先生经常说的这句话。

 

而在王成山繁忙的日程表上，一门名为《智能电网概论》的本科生创新课程是已坚持多年的“必选项”。王成山在科研之外将更多的精力投入到了教学及人才培养体系的创新改革中。

   

近年来，瞄准国家能源领域的重大战略需求，利用专业前沿科研优势，王成山主持建设了融合电气工程、控制科学与工程、信息与通信工程三个一级学科的新工科专业——智能电网信息工程，已经招生三届学生，目的是培养未来能源领域的优秀人才。

 

考虑到分布式电源、微电网是电气工程专业的前沿技术，也是本科生必不可少的实践环节，王成山又带领团队设计开发了《分布式发电与智能微电网虚拟仿真实验》，该实验获批国家虚拟仿真实验教学一流课程，被虚拟仿真联盟评为2021年度实验教学应用示范课程。系统在2019年10月正式上线实验空间，一年时间内其实验浏览量就达到       21555 次，完成实验人数       3579 人，完成实验次数       5406 次，覆盖学校       137 所，在分布式发电与智能微电网系统的相关实践教学中发挥了重要作用。

 

   

“事实上，面对新工科建设对于教学提出的新要求，我们也正在修改培养方案，组织新的课程体系。同时，我们正在和兄弟学院一起建设智慧储能平台，希望在人才培养、学科建设、产教融合、成果转化等方面进行新的探索和实践。”王成山说，       未来他将在人才培养方面下更大的功夫，希望他的学生在时代的机遇中比他走得更超前，走得更远。    

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