【寻访身边的榜样】二十载扎根电力领域倾心血谱写创新篇章——访我校电气工程学院教授顾伟

发布者:李震发布时间:2019-05-21浏览次数:13

“阴阳回薄成雷,申泄为电”,早在千百年前,人类从自然界获得启发开始注意电磁现象。欧洲文艺复兴后,越来越多的学者热衷于探索其中的奥秘,吉尔伯特的巨著《论磁》,格里克的静电发电机,法拉第的电磁感应定律等等,人们对电的认知推陈出新,而电灯电车的相继问世带领着人类步入电气时代……

短短四百年,电已走进千家万户,造福人类,而背后的五大环节“发、输、变、配、用”无不凝聚着众多科学家、工程师的智慧与贡献。我校电气工程学院的顾伟老师正是一位深耕电力领域20余年的学者,80后的他是业界的青年才俊,是学生们的良师益友,是科技创新的开拓者。

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。”生于徐州邳州市张楼乡的顾伟,父母是中学教师。那时农村的教育资源匮乏——“老师少”“学生多”“教学资料有限”。作为班级最年幼的一名成员,他的成绩却一直名列前茅,顾伟说:“但是我的父母并不满意现状,他们认为目前的教育环境仍会阻碍我未来的发展。”昔有孟母,择邻三迁,为了孩子能获得更好学习条件,他的父母坚持调动工作进入县城。

小学三年级,顾伟便跟着母亲来到县里读书,一家人挤在一间出租房。县城小学的第一次考试就给他来了个下马威,从曾经的佼佼者落后至30多名,顾伟的内心受到了巨大的打击,更不幸的是还因生病不得不休学三个月。母亲给他做好了留级的准备,但自尊心极强的他拒绝了,硬是顶着心理和身体上双重压力刻苦学习,从落后到追赶最终超越他人,考取当地最好的初中,又进入最好的高中。“城里上学”无疑是顾伟人生分水岭浓墨重彩的一笔,正如他所言:“如果没有父母塑造的学习环境,我想也不会来到这里。”

说起母亲,顾伟总是充满了感激之情:“她是一名语文老师,每年都被评为校优秀的班主任。母亲热爱阅读,桌上总有一摞摞书籍,我也秉承了这点,常和母亲两人晚上一起看书,只要她不睡,我也不肯松懈。她还常常引经据典教导我学习的重要性”。

高考填志愿那天,顾伟毫不犹豫选择了betway电气专业,他感慨道:“小时候停电是我最烦恼的事情,在农村又是家常便饭,我和母亲只能在煤油灯下学习,到了高中也时有发生,大家只能在蜡烛下晚自习。那时我就暗下决心,要解决停电问题,要读电力专业,要成为行业的工作者!”  

求学生涯九载年华系东南  

进入大学后,顾伟开始从专业的角度认识“电”,要想解决问题首先要清楚问题的来龙去脉,掌握扎实的专业知识。要想游刃有余地分析电力系统甚至是工程中的困难,必须熟练掌握电路运行的基本原理和勤加实践。每一次上课他都是坐在前排认真听讲做笔记,每一次实验都要做出理想结果。电路、电机学、电力系统稳态/暂态、继电保护等重要课程学习帮他构建完整电气工程的知识体系,形成骨骼与脉络,而其他课程则作为补充,形成血肉。然而学的越多,顾伟困惑的越多,于是决定考研继续深造,便开启了东大硕博生涯。

“硕博期间我的两位导师分别在生活和科研方面给予我很多指导,唐国庆教授为人乐观,尊重学生,在培养过程中注重学生的主观能动性,这对我成为老师如何与学生友好相处树立了榜样;另一位是蒋平教授,做事认真细致,思维敏捷,每次都能快速洞察到学生想法的闪光点,对我在学业上有很大帮助。”

头两年,顾伟从事电能质量、有源滤波器(APF)的研究,基本上确定了博士的毕业课题方向。2003年8月14日,美国、加拿大发生了震惊中外的“大停电”事件,5000万人遭受影响,经济损失约300亿美元。此情此景,顾伟心中已是千层浪:“连发达国家也面临着电力中断的风险,更何况中国呢?”而两个月前,他刚接触了电力系统稳定方面的研究,于是赶忙找了两位老师商量,重新确定开题方向——从APF转向电力系统稳定。这意味着放弃已有的研究基础、良好的实验室条件,大概率还将面临着两年的延期毕业,但在顾伟的眼里,做好新课题能为国家电网安全稳定运行提供原理支持,电网安全关系国家安全,也是国民安居乐业的关键,这不正是顾伟的理想么?

道阻且长,行将则至。顾伟先从稳定性的机理入手,开始阅读成千上百篇国内外重要文献,经常在实验室通宵科研,三个多月的时间,就编写了所有电压稳定分析连续潮流和暂态稳定分析的通用算法。著名文献中,专家们严谨的证明、激烈的讨论和执着的态度令他着迷,他更加坚定了在电力系统稳定控制方向上探索:“最后我选择了具有挑战性的课题——电力系统最优分岔控制,这需要深入掌握非线性系统理论,而我的数学基础是比较弱的。”为此,顾伟专门去旁听数学系的非线性和自动化系的最优控制课程,购买了数十本非线性、混沌、分岔中英文书籍。

顾伟的科研之路还发生了很多耐人寻味的故事:“我是学院里第一位研究电力系统分岔控制,遇到棘手的问题只好写信请教国外论文作者,在交流中彼此建立了深厚的友谊,比如和PSAT的开发者 Federico Milano教授合作撰写了多篇SCI论文。”皇天不负有心人,虽然中途转换了研究方向,他依然顺利按时毕业,完善了国内该领域的重要理论研究。顾伟说:“在学校呆久了,感情越来越深,干脆留校,还有很多技术难关等待我去攻克!”  


乘风破浪科研创新从未止步  

2019年春暖花开的4月,位于Palexpo的展馆齐聚来自几十个国家的发明人,他们带着自己的新发明,新技术,新思想,同场竞技,切磋较量,成千上万的观众和各界大咖亲临现场,欧洲各国的专业评委评审与颁奖,这是第47届日内瓦国际发明展,顾伟团队的“电力-信息混合实时仿真测试平台”与“多能互补综合能源系统规划平台”分别荣获金奖、铜奖,项目所涵盖的核心技术属于国际领先水平,应用在国内外诸多研究机构和重大工程,而这一切都离不开顾伟在科研创新中的“十年磨一剑”。

2008年顾伟评上了副教授,思考着未来的研究方向,决心先到国外看看,次年9月去了当时电力系统研究实力最强的美国亚利桑那州立大学,师从赫赫有名的Prof. Vijay Vittal 院士,着手电力系统动态安全评估的研究,但过程中,他敏锐觉察到,电力与燃气、热力系统耦合日渐紧密,未来必然会形成以电力系统为核心的综合能源系统,能源产供消一体化将对我国经济发展举足轻重。于是他再一次转变了自己科研方向,2010年回国后便开启了分布式综合能源系统领域探索,也是国内该方向最早的研究团队之一。

2012年顾伟获批了《冷热电联供型微电网高效运行的建模与优化方法》国家基金,在充足经费的支持下全面开展分布式综合能源系统建模、规划与运行优化研究。其间,习近平总书记在中财领导6次会议强调了要推动能源消费、能源供给、能源技术和能源体制的“四个革命”,顾伟的项目无疑先验式顺应了时代发展的潮流,2016年以小组第1获评优秀结题项目,研究工作多次获得优秀论文奖。其团队在分布式综合能源系统的研究工作,被刘吉臻院士等专家鉴定:“在分布式综合能源系统规划,混合时间分辨率建模和基于区间-鲁棒联合决策的优化调度方面达到国际领先水平!

2018年12月27日,betway向社会发布了“十大科学与技术问题”,这些“高精尖”的科学研究和成果不仅代表了学校学科发展前沿,未来更会服务社会需求,改变人类生活,其中就包括了“综合能源系统智能控制”。当今环境下,构建能源互联网、智慧能源和多能互补综合系统是大势所趋亦刻不容缓。而在科技创新的路上,顾伟从未止步,同年申请到了国家自然科学基金联合基金重点项目《能源市场环境下多能互补系统协调运行理论及方法研究》。面对肩上的重担,顾伟总是感慨科研时间不够用,马不扬鞭自奋蹄,常常在办公室一坐就是一天,前段时间竟坐出了筋膜炎,躺在床上动弹不得,让他啼笑皆非:“科研还是需要劳逸结合,有强壮的身体才能继续为国奋斗!”  

君子至乐得天下英才而育之  

孟子曰:“得天下英才而育之,君子至乐。”回望指导研究生10余年,顾伟也正是这样履行的:“他们每个人都让我很满意,既然是我的学生,我也要让他们满意!”他对学生的要求是:乐观、自信、主动。攀登科研的高峰需要积极向上的心态和上下求索的执着。优秀的学生是主动追赶导师而不是被动依赖。顾伟平时事务繁忙,他说:“我时间每天就那么多,谁主动谁就占领了它!”对于学生的管理,他有自己的心得:“教研松弛有度,给予学生适度的自由发展空间,学生往往给自己带来惊喜,比如本以为学生用线性规划的方法去解决问题,不料用了非线性模型,解算的结果更加精细,也推进了我的认知。”

顾伟深谙高素质人才必须具备创新精神,电力能源作为传统学科,若固步自封就很难有突破。对此他的学生赵毅深有感悟:“顾老师时常告诫我们不能只关注眼前研究内容还应多做些学科交叉性的探索,多看发表在nature、science上的相关论文,还会组织博士定期为我们剖析论文亮点。”顾伟将学生根据科研方向分为了综合能源组、优化组和仿真组,每周执行一次例会,小组单双周轮流PPT汇报。科研氛围好,成果的质量和产量并驱,成员积极主动富有创新活力这些都是顾伟团队的鲜明特色,学生的每一篇论文、每一份专利申请材料、每一本项目报告书、每一份汇报PPT,顾伟必会亲自审核把关。有时假期也会给学生修改论文,深夜12点打电话给学生了解项目的进展,材料的撰写情况,甚至在高铁上的几小时,也会忙着整理材料,查看文献或是和学生交流。

名师出高徒,截至目前,他的团队成员获国家奖学金7人次,各类企业奖学金10余次,江苏省优秀硕士论文4人次。他的博士邱海峰,硕士期间便在电力系统领域TOP1期刊IEEE Trans. Power Systems上发表了一篇论文,随后一鼓作气发表了4篇顶级期刊一区文章,如今这位学生获得学校公费出国机会并在顾伟的帮助下联系了国际知名的康奈尔大学,以杰出的表现赢得了华人教授的认可,主动为邱海峰支付6万美金/年的学费。  

从电能质量、有源滤波器研究转向电力系统稳定,从电力系统动态安全分析转向综合能源,两次研究方向的转变顾伟有舍有得,始终不变的是走在科技的前沿,响应国家的需求。他认为:“能源关系国家命脉,中国有些核心技术已经做到国际领先,但综合能源的供应和利用,能源综合效率的提升方面有很长的路要走,希望东大有志之士不忘使命走在科技发展前沿,关注民族企业,发挥自己的中坚力量,齐心攻克被其他国家卡脖子的技术,早把本土企业变成国际领先企业。将国家建设成科技强国!”(徐慧)

  

人物简介:顾伟,1981年5月生。博士,教授,博士生导师,电气工程学院院长助理,分布式发电与主动配电网研究所所长。任中国系统仿真学会电力系统仿真专业委员会副主任。美国亚利桑那州立大学访问学者,IEEE Senior Member,中国电机工程学会电力与能源系统学报CSEE JPES青年学科编辑,中电联直流配电标委会委员。主要从事综合能源系统、分布式发电与微电网、主动配电网等领域的研究。


【院系荐语】:一代人有一代人的的使命担当。今天的学院正处于创新发展、争先进位的重要时期,需要每一位教师的智慧与奉献,珍惜韶华、不负青春,更需要咬定青山不放松的毅力,板凳需坐十年冷的定力,为有源头活水来的创造力。这些在青年教师顾伟的身上得到了很好的体现。榜样是推动新时代学院发展的重要力量,向榜样致敬,更要“见贤思齐”。 电气工程学院党委书记 米永强

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