□ 戶 萬 吳 彪

專家簡介：

湯涌，工學(xué)博士，1959年9月生，福建周寧人。1982年畢業(yè)于福州大學(xué)，1984、2002年分別在中國電力科學(xué)研究院獲工學(xué)碩士、博士學(xué)位。現(xiàn)任中國電力科學(xué)研究院電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點實驗室主任，教授級高級工程師，博士生導(dǎo)師，中國電機工程學(xué)會會士，IEEE高級會員，CIGRE會員。

長期從事電氣工程的科學(xué)研究，主攻電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)科方向，在電網(wǎng)仿真分析和安全防御領(lǐng)域做出重要貢獻。發(fā)表EI/SCI論文160余篇、專著6部，授權(quán)發(fā)明專利52項，編寫國標(biāo)/行標(biāo)7項。以第1完成人獲國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎1項、省部級科學(xué)技術(shù)獎一等獎5項、中國專利優(yōu)秀獎2項。

享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，首批新世紀(jì)“百千萬人才工程”國家級人選，中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會首批全國電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)科首席科學(xué)傳播專家，中國電力科學(xué)技術(shù)杰出貢獻獎獲得者。

假如生活沒有了電，在《突然失明——人類歷史上災(zāi)難性大停電紀(jì)實》一書中，作者給出了這樣一個發(fā)人深省的假設(shè)。

是的，或許對當(dāng)今生活穩(wěn)定特別是生活在大城市的老百姓來說，這個問題似乎已經(jīng)離他們很遙遠，但細思極恐，停電帶來的影響遠超出我們的想象！地鐵停運、航班取消、金融交易停止、傷者無法救治、高溫致死、社會騷亂……沒有了電，人間或成地獄!而這一切并非聳人聽聞！

在現(xiàn)代社會，電對一個人，對一個國家的重要性不言而喻。當(dāng)電網(wǎng)越織越廣，萬家燈火、光熱燦爛、工廠林立……有誰會關(guān)注到背后，有這樣一群人在默默地為電網(wǎng)運行構(gòu)筑著安全防線。2016年度國家科技進步獎一等獎獲得者、中國電力科學(xué)研究院電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點實驗室主任湯涌就是他們的帶頭人。

天地之功不可倉卒艱難之業(yè)當(dāng)累日月

——厚積薄發(fā)迎突破

機會是留給有所準(zhǔn)備的人，這句話，放在湯涌的身上再合適不過。但讓人深感意外的是，他與電網(wǎng)結(jié)緣，其實是誤打誤撞。

湯涌與很多同年代的人一樣，改革一生春雷，給了他用知識改變命運的機會。在時代變革的關(guān)口，他被福州大學(xué)電力專業(yè)錄取，從此與電結(jié)下了深厚的情緣。之后又憑借優(yōu)異成績一路攀登更高峰，考取中國電力科學(xué)研究院研究生，并最終留在了這里。在這家建院60多年的國內(nèi)外知名電力科研機構(gòu)里，他一步一步從一名普通的科研人員成長為院總工程師、電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點實驗室主任。

從20世紀(jì)80年代進入中國電力科學(xué)研究院至今30余年，30余年風(fēng)雨征程，萬丈高樓平地起，正是在摸爬滾打的過程中，讓湯涌最終與電力系統(tǒng)仿真技術(shù)與軟件開發(fā)、電力系統(tǒng)運行分析、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制等研究結(jié)緣。最初考入中國電力科學(xué)研究院的時候，他就跟隨導(dǎo)師學(xué)習(xí)互聯(lián)電網(wǎng)穩(wěn)定性分析，在他正式投入工作的時候，正好院里開始引進吸收國外先進的軟件，在這方面急需人才。機緣巧合之下，湯涌在中國電力科學(xué)研究院工作的頭10年一直在從事軟件開發(fā)研究工作，也正是這10年，讓他對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定機理和仿真分析技術(shù)有了深刻的理解，為他之后的理論研究和工程實踐積累了豐富的經(jīng)驗，解決電網(wǎng)安全領(lǐng)域的諸多關(guān)鍵問題打下了堅實的基礎(chǔ)。

大停電是現(xiàn)代人的噩夢。近十幾年來，美國、印度、巴西、歐洲等國家和地區(qū)相繼發(fā)生了大面積的停電事故。這些事故給社會和經(jīng)濟帶來了巨大的損失。2012年7月30日，印度遭遇大面積停電事故帶來的影響令世界震驚，全國近一半地區(qū)的供電出現(xiàn)中斷，影響約6億人口用電。

作為世界上最大的發(fā)展中國家，我國無論是輸電規(guī)模、輸電距離還是電壓等級均居世界第一。而遠距離大容量輸電、重要負荷中心大比例受電是我國電網(wǎng)的基本特征。這些重大停電事故發(fā)生在中國將會怎樣？因此，如何保障關(guān)鍵輸電斷面安全運行，提升負荷中心動態(tài)電壓支撐能力，避免大停電發(fā)生，對于保障我國能源安全和國家安全極為重要。

帶領(lǐng)團隊開展研究工作

從1998年開始，湯涌率領(lǐng)團隊針對這一世界難題，展開了系列攻關(guān)：1998年3月，承擔(dān)了國家電力公司科技項目“電力系統(tǒng)分析軟件的開發(fā)”，開始開展互聯(lián)電網(wǎng)動態(tài)全過程建模與仿真技術(shù)方面的研究；2004年9月，承擔(dān)了原國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃“973計劃”課題“電力受端系統(tǒng)的動態(tài)特性及安全性評價的基礎(chǔ)研究”項目，開展受端電網(wǎng)多時間尺度電壓穩(wěn)定評估與控制技術(shù)方面的研究。2005年3月，由湯涌主持的國家自然科學(xué)基金重大項目課題“電力系統(tǒng)動態(tài)安全分析的廣域建模和仿真理論與方法”啟動，宣告電力元件廣域建模和仿真理論方法的研究正式開展；2010年3月，“三華同步電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率波動特性研究”啟動，正式開展輸電斷面動態(tài)功率分析與控制技術(shù)研究。這些項目在2012年年底前，均順利通過驗收，14年的努力終于收獲成果。

程式語的固定及半固定的特征使得英語學(xué)習(xí)者在辨認和使用它的時候能從整體上來學(xué)習(xí)和記憶這類語言。程式語能提升說話者的流利性，促進實時交流的進行，并減少對工作記憶的負荷。程式語的使用頻率高于控制短語成分單詞間的過渡概率（transitional probability）大于非程式語單詞間的過渡概率，這種高頻性和高過渡概率將導(dǎo)致程式語可預(yù)測性的增力。受試在加工程式語的部分單詞后就能準(zhǔn)確預(yù)測其剩余部分，進而縮短了加工時間，程式語的加工速度得到了提高(李更春，2017)。

十年磨一劍，礪得梅花香。多年的努力付出終于換來了一個又一個創(chuàng)新成果，湯涌聯(lián)合多個團隊在這系列基礎(chǔ)之上開展了“互聯(lián)電網(wǎng)動態(tài)過程安全防御關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”研究項目，并借此項目攻克了一系列互聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行領(lǐng)域面臨的諸多難題。項目形成了世界首個互聯(lián)電網(wǎng)動態(tài)過程安全防御技術(shù)體系，揭示了輸電斷面功率波動和振蕩的機理，攻克了功率波動峰值預(yù)測、振蕩性質(zhì)辨識、擾動源定位和功率控制4項難題；提出了電網(wǎng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式辨識方法，研制出電壓穩(wěn)定全過程防控系統(tǒng)，提出了國家電網(wǎng)動態(tài)電壓支撐能力提升方案，大幅提升了電網(wǎng)電壓穩(wěn)定水平；研發(fā)出世界首套“毫秒級—秒級—分鐘級”統(tǒng)一仿真的電力系統(tǒng)全過程動態(tài)仿真軟件，實現(xiàn)了數(shù)十分鐘乃至數(shù)小時動態(tài)過程的準(zhǔn)確仿真，為分析確定關(guān)鍵輸電斷面和電壓失穩(wěn)風(fēng)險區(qū)域提供了必要手段，可以說，項目產(chǎn)生的每一項成果都極富創(chuàng)新性，且每一個創(chuàng)新點都解決了一線應(yīng)用過程中面臨的重大安全難題，總體達到國際領(lǐng)先水平。

2017年1月9日，一年一度的國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在北京舉行。黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人習(xí)近平、李克強等出席大會并為獲獎代表頒獎。由湯涌領(lǐng)銜的“互聯(lián)電網(wǎng)動態(tài)過程安全防御關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”研究項目喜獲2016年度國家科技進步獎一等獎（湯涌是第1完成人）。這是黨和國家對他們成績的充分肯定，更是一種鞭策。

值得一提的是，除了帶領(lǐng)團隊獲得2016年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎之外，30多年來，湯涌作為第1完成人，先后榮獲北京市科學(xué)技術(shù)獎（技術(shù)發(fā)明類）一等獎1項、中國電力科學(xué)技術(shù)獎一等獎2項，中國電工科學(xué)技術(shù)獎一等獎2項，中國專利優(yōu)秀獎2項；發(fā)表論文220余篇，出版專著5部（第1作者）；獲授權(quán)發(fā)明專利52項；編寫國標(biāo)、行標(biāo)7項。

因其在專業(yè)領(lǐng)域的突出貢獻，湯涌1995年獲國務(wù)院政府特殊津貼，2004年入選首批新世紀(jì)“百千萬人才工程”國家級人選，并被評為國家電網(wǎng)公司優(yōu)秀青年科技專家，2011年入選首批國家電網(wǎng)公司十大科技領(lǐng)軍人才，2013年入選中國科協(xié)首批全國電力系統(tǒng)及自動化學(xué)科首席科學(xué)傳播專家，2016年獲中國電力科學(xué)技術(shù)杰出貢獻獎。

“天地之功不可倉卒，艱難之業(yè)當(dāng)累日月?！背晒Φ谋澈?，總是飽含艱辛汗水和埋藏著一些鮮為人知的故事。30余年風(fēng)雨兼程，將每一段經(jīng)歷細心積累的經(jīng)驗、感悟都凝練、升華，轉(zhuǎn)化為自身的財富。

勇于創(chuàng)新見微知著善于總結(jié)融會貫通

——攻關(guān)路上結(jié)碩果

創(chuàng)新地提出了系列電網(wǎng)仿真算法、軟件和建模技術(shù), 解決了大電網(wǎng)非線性剛性微分—代數(shù)方程組（DAE）求解不收斂和計算效率低的難題，首次實現(xiàn)了交直流互聯(lián)電網(wǎng)多時間尺度動態(tài)全過程仿真；研發(fā)了精細化的電網(wǎng)元件模型，建立了精細化的國家電網(wǎng)仿真模型參數(shù)庫，保證了仿真模型參數(shù)的準(zhǔn)確性、可靠性；

揭示了互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率振蕩和波動機理，建立了強迫功率振蕩理論，闡明了強迫功率振蕩與負阻尼低頻振蕩在物理本質(zhì)上的區(qū)別，發(fā)明了快速辨識兩種振蕩和擾動源定位的有效方法；

提出了受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定理論判據(jù)和防控策略，建立了電壓穩(wěn)定評價標(biāo)準(zhǔn)，研制成功電壓穩(wěn)定全過程防控系統(tǒng)，有效提高了受端電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平；

…………

互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率振蕩和波動是電網(wǎng)互聯(lián)后面臨的威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的一個重要難題，闡明其機理顯得尤為重要。此前輸電斷面隨機型功率波動峰值預(yù)測依賴經(jīng)驗公式，精度低；沖擊型功率波動峰值預(yù)測依賴仿真，耗時長、對模型參數(shù)精度要求高。揭示不同類型功率波動和振蕩的機理，找出主導(dǎo)因素并及時采取針對性控制措施難度很大又是迫切需要的。

針對這一難題，已經(jīng)有很多課題組先后開展了系列攻堅，但問題仍然得不到根本解決。湯涌及其團隊立足堅實的理論基礎(chǔ)和多年的實踐經(jīng)驗，綜合運用各方面知識融匯貫融，最終得出了一系列巧妙解決的方法，揭示了聯(lián)絡(luò)線功率波動的機理：提出了隨機波動峰值概率預(yù)測方法，與經(jīng)驗公式相比，最大誤差由30%減少到3%；首次發(fā)現(xiàn)了隨機功率波動峰值、頻率與輸電能力之間的雙指數(shù)對應(yīng)規(guī)律，提出了計及隨機功率波動的輸電斷面運行限額計算方法，填補了國際空白；發(fā)明了基于能量傳播三階段理論及主導(dǎo)振蕩模式線性化的沖擊型功率波動峰值快速預(yù)測方法，突破了通過仿真計算波動峰值需要全網(wǎng)參數(shù)的限制，僅需4個參數(shù)，耗時由單個算例10～20秒減小到整體0.1秒；發(fā)明了利用擾動曲線極大值一次、二次差分符號快速辨識強迫振蕩和負阻尼低頻振蕩的方法，突破了依靠經(jīng)驗辨識兩種振蕩模式時難辨識、耗時長的局限，7～10個起始振蕩周期內(nèi)即可準(zhǔn)確辨識振蕩性質(zhì)。

創(chuàng)新有時候看似很容易，它往往在思考過后的一瞬間靈光閃現(xiàn)；創(chuàng)新很多時候又顯得很難，因為它常常隱藏于很多看似平常的事物中，不容易被人察覺。對湯涌來說，他創(chuàng)新的“利器”就是多年沉淀基礎(chǔ)之上的融會貫通，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。正是將這其中涉及的自動控制、功率擾動以后的功率分配等各種知識綜合運用起來一起解決問題，讓他迎來了最終的柳暗花明。

“與很多其他學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)試驗不一樣，電網(wǎng)的運行是不能中斷的，不可能在實際電網(wǎng)中進行破壞性試驗驗證；互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模巨大，不能實現(xiàn)物理模擬，只有通過數(shù)字仿真或數(shù)模仿真，才能掌握互聯(lián)電網(wǎng)特性，驗證理論分析和安全防御策略的準(zhǔn)確性，為電網(wǎng)提供定量決策支持。”這是湯涌多年堅持這一領(lǐng)域方向的初衷，在他看來，國家電網(wǎng)的正常運行事關(guān)國家經(jīng)濟、人民生活穩(wěn)定，容不得有半點不謹慎?！盎ヂ?lián)電網(wǎng)的實際故障過程會很快，幾秒鐘就面臨崩潰?！狈彩露家朐谇邦^，多幾種準(zhǔn)備，小心行事。在他的腦海里，唯一一次在實際電網(wǎng)中做500kV三相短路大擾動驗證，以驗證仿真計算的準(zhǔn)確性，由他擔(dān)任技術(shù)組組長，動用了國家電網(wǎng)領(lǐng)域2000多人來協(xié)調(diào)配合完成現(xiàn)場試驗，外國專業(yè)人士都說“中國人瘋了”，做這樣的大擾動試驗，但他們還是協(xié)同攻關(guān)共同完成了，這次試驗體現(xiàn)出仿真對于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要性?！薄耙娢⒅?，睹始知終”，是多年堅持在科研一線積累的真知灼見，讓湯涌習(xí)慣了站在全局的角度去看問題，和湯涌身邊的同事們一起守護電網(wǎng)一路平安。

做事業(yè)不但要從實踐中來，到實踐中去，更要敢于創(chuàng)新、見微知著、善于思考、樂于總結(jié)、融會貫通……將一路在實踐中總結(jié)的經(jīng)驗不斷凝練升華，湯涌這才有了今天的收獲。

同心聚力構(gòu)筑安全防線懷抱夢想搭建安全屏障

——情牽事業(yè)開拓未來方向

當(dāng)夜幕降臨，璀璨的燈光讓黑暗消失，光明走向千家萬戶，幸福了每一個家庭；當(dāng)一座現(xiàn)代化的工廠拔地而起，綠草如茵的園林環(huán)境、日夜轟鳴的發(fā)電機，交織出一幅現(xiàn)代化工業(yè)的立體畫面……投入電力事業(yè)30余年，湯涌用對事業(yè)的那份熱情換來了鮮花和掌聲，但最讓他感到高興也是他最看重的，還是看到自己多年科研所得，給中國電力科技創(chuàng)新發(fā)展、給人民帶去的福利。

由湯涌牽頭完成的2016年度國家科技進步獎一等獎項目“互聯(lián)電網(wǎng)動態(tài)過程安全防御關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”提出的聯(lián)絡(luò)線功率波動理論和計算方法首次成為調(diào)度運行方式計算的日常校核計算內(nèi)容的基礎(chǔ)，并應(yīng)用于編制國家電網(wǎng)各級調(diào)度運行規(guī)程，振蕩性質(zhì)辨識及擾動源定位技術(shù)大大縮短了振蕩事故分析時間。受端電網(wǎng)全過程電壓穩(wěn)定評估與控制技術(shù)大幅提升了我國電網(wǎng)電壓穩(wěn)定水平，動態(tài)電壓支撐能力提升方案應(yīng)用于我國5大區(qū)域電網(wǎng)、22個重點輸電工程。如今全過程動態(tài)仿真軟件成為我國電力規(guī)劃設(shè)計單位、電網(wǎng)調(diào)度運行部門、科研院校的基礎(chǔ)仿真工具，完成了全國2600余臺發(fā)電機控制系統(tǒng)、5大區(qū)域電網(wǎng)負荷站點的精細化建模，建立了國家電網(wǎng)仿真計算數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)了國家電網(wǎng)數(shù)十分鐘乃至數(shù)小時動態(tài)過程的準(zhǔn)確仿真……

項目成果廣泛應(yīng)用于全國34個省級及以上電網(wǎng)規(guī)劃調(diào)度運行及高?？蒲薪虒W(xué)中，大幅提升了關(guān)鍵輸電斷面輸電能力及受端電網(wǎng)電壓支撐能力，降低了大停電的風(fēng)險。成果還應(yīng)用于葡萄牙、巴西、印度尼西亞、菲律賓等國家電網(wǎng)的安全分析中，大幅提升了我國在相關(guān)領(lǐng)域的國際影響力。

長期從事電力系統(tǒng)仿真分析理論和穩(wěn)定控制技術(shù)研究，湯涌接連在仿真算法、建模和軟件開發(fā)、互聯(lián)電網(wǎng)穩(wěn)定性理論研究與工程應(yīng)用等領(lǐng)域取得了系統(tǒng)性、創(chuàng)造性的學(xué)術(shù)成就。這些創(chuàng)新成果發(fā)展和指導(dǎo)了我國電力系統(tǒng)仿真分析和穩(wěn)定控制的理論和實踐，為筑牢我國電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定防線，確保我國跨區(qū)交直流互聯(lián)電網(wǎng)的安全運行、防止發(fā)生大面積停電事故提供了堅強的技術(shù)支撐，具有重要的意義。

“將科技成果搬下高閣，飛入尋常百姓家”，國家電網(wǎng)20多年來沒有發(fā)生大面積停電事故，從基礎(chǔ)理論到仿真分析到運行控制，都有一套完整的基礎(chǔ)在支撐。這里面，就有湯涌和他的團隊的一份貢獻。雖然所做并不一定為人所熟知，但湯涌一直為自己的工作能給千家萬戶帶去持續(xù)的光明而深感自豪和驕傲，這源于一份探索的樂趣，無論遇到什么困難都樂在其中；更源于這份事業(yè)，惠國惠民，帶給自己滿滿的成就感。

如今，他正將這份成就感帶動更多志同道合的人。一個人走得快，一群人走得遠。對人才的培養(yǎng)、團隊的管理，湯涌一直都很重視?！盎ヂ?lián)電網(wǎng)動態(tài)過程安全防御關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”研究項目通過14年的攻關(guān)，培養(yǎng)了新世紀(jì)“百千萬人才工程”國家級人選1人、國務(wù)院享受政府特殊津貼專家2人、中國電機工程杰出青年工程師1人、北京市科技新星1人，國家電網(wǎng)公司科技領(lǐng)軍人才1人、專業(yè)領(lǐng)軍人才3人，培養(yǎng)博士23人，博士后13人。

自2015年從院長手中接過電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點實驗室主任一職以來，湯涌盡力把自己對事業(yè)的那份熱愛，多年凝練的經(jīng)驗帶動團隊一路成長。在前不久國家科技部對國內(nèi)99家企業(yè)國家重點實驗室進行的評估中，電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點實驗室在能源領(lǐng)域參與評估的14個實驗室中脫穎而出，斬獲了該領(lǐng)域唯一的優(yōu)秀。

作為中國電力科學(xué)研究院博士生導(dǎo)師；清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、天津大學(xué)、山東大學(xué)、北京交通大學(xué)等高校兼職博士生導(dǎo)師；同時還兼任《中國電機工程學(xué)報》主編、全國短路電流計算標(biāo)準(zhǔn)化委員會主任委員等職，這些年來湯涌在致力將經(jīng)驗與年輕人分享的同時，帶動更多的人來為這份事業(yè)獻策獻力。

“未來，新能源與傳統(tǒng)電網(wǎng)融合之后，與其安全性的預(yù)判和控制相配套的一系列軟件系統(tǒng)開發(fā)；還有電力系統(tǒng)人工智能仿真分析等都是我們要探索的方向，我們團隊申報的‘基于數(shù)字仿真的大電網(wǎng)人工智能分析方法研究’項目成功入選國家自然科學(xué)基金委NSFC-SGCC智能電網(wǎng)聯(lián)合基金重大研究計劃（集成）項目，將與哈爾濱工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)和華中科技大學(xué)等多學(xué)科交叉的團隊開展聯(lián)合探索……”為國家電網(wǎng)構(gòu)筑安全防線，為百姓用電搭建安全屏障，懷抱共同的志向理想，從應(yīng)用需求出發(fā)，扎實探索，湯涌帶領(lǐng)他的團隊將再次揚帆起航。