本刊記者 祝傳海

專家簡介：

馬釗，博士，CEng，F(xiàn)IET，國家“千人計劃”專家，中國電力科學研究院有限公司智能配電首席專家?，F(xiàn)任CIGRE中國國家委員會技術委員會委員、配電系統(tǒng)及分布式發(fā)電專委會中國委員、CIGRE中國和亞太區(qū)SC6主席、IEC SYC LVDC中國委員、中國科學院電工研究所客座研究員、西安交通大學兼職教授、國家下一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會委員。曾獲部級科技進步獎3項，IEE專業(yè)持續(xù)進步獎2項，日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎1項。

2017年11月，由中國電力科學研究院（以下稱中國電科院）牽頭承擔、國家“千人計劃”專家馬釗主持的項目“現(xiàn)代配電網(wǎng)健康指數(shù)理論與工程實現(xiàn)體系研究及示范應用”順利通過國家電網(wǎng)公司（以下稱公司）科技部組織的驗收。

聞訊后，經(jīng)本刊記者多次努力，才成功約訪到百忙中的馬釗。開門見山，記者亮出了國際大電網(wǎng)會議（CIGRE）前主席克勞斯·弗羅里赫對馬釗團隊的高度評價：“據(jù)我所知，這是第一個針對配電網(wǎng)健康指數(shù)的項目，我認為非常值得電力部門關注。這對于全面顯著提升配電系統(tǒng)性能而言，是一項突出貢獻?！?/p>

但對馬釗而言，攻關出的成果是他和團隊歷經(jīng)1000多個日夜努力的印記?！澳軌蛱ぬ崒嵉刈鲆粌杉?，并把事情做好，也不枉回國這一場?！瘪R釗的“大道”就是這樣樸實。

直面挑戰(zhàn) 配電網(wǎng)的逆襲

配電網(wǎng)是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要公共基礎設施。隨著時代的發(fā)展，在以清潔能源為主導、電力為中心的能源發(fā)展新格局下，配電網(wǎng)不僅是直接聯(lián)接可再生能源和用戶的橋梁，還是智能電網(wǎng)的物理載體和基石，是一切新技術所需數(shù)據(jù)的來源，是能源互聯(lián)網(wǎng)不可或缺的角色。

公司作為國有特大型能源企業(yè)，高度重視配電網(wǎng)建設與發(fā)展，不斷加大對配電網(wǎng)的建設力度，持續(xù)提升配網(wǎng)供電可靠性和智能化水平。中國電科院作為公司直屬科研單位，下轄的配電研究所面向配電網(wǎng)規(guī)劃、能源互聯(lián)網(wǎng)、智能配電傳感及配電系統(tǒng)試驗檢測等重點領域和重大需求開展技術攻關，是國內(nèi)唯一從事配電專業(yè)技術與綜合業(yè)務的研究機構，擁有配電變壓器節(jié)能技術北京市重點實驗室、公司重點實驗室“先進配電自動化與配電網(wǎng)優(yōu)化控制聯(lián)合實驗室”，以及與法國電力集團聯(lián)手打造的實驗室和項目基地等一批科研平臺。配電研究所同時負責CIGRE C6中國國家委員會配電專委會、全國微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標準化技術委員會等多家學術組織的相關工作，成功培育了配電網(wǎng)高可靠供電技術、城市電網(wǎng)自愈控制技術、配電網(wǎng)數(shù)?；旌戏抡婕夹g等一批核心成果，累計獲各級科技獎勵110余項。在智能配電技術領域，配電研究所已處于國際先進、國內(nèi)領先地位。

“在很長一段時間內(nèi)，我國電力行業(yè)‘重發(fā)、輕供、不管用’，導致配電網(wǎng)發(fā)展基礎相對薄弱?！迸潆婎I域是“弱項”，也是“方向”。在國外從事智能配電網(wǎng)工作多年，馬釗很欣慰地看到配電網(wǎng)如今在國內(nèi)的逆襲和角色的轉(zhuǎn)變。尤其隨著國家能源局《配電網(wǎng)建設改造行動計劃（2015—2020年）》的發(fā)布，配電網(wǎng)正受到前所未有的重視，逐步走向舞臺中央。

當前，在配電領域的諸多科技問題中，量大面廣的配電設備和復雜多變的配電網(wǎng)健康評估，至今還是世界公認的難題。難在哪里？馬釗認為：其一，目前世界上缺乏評價配電設備和網(wǎng)絡健康指數(shù)的系統(tǒng)理論和有效工具；其二，全球電力行業(yè)，特別是歐美國家面臨著能源電力人才青黃不接和知識傳承的危機。

“上世紀50年代，發(fā)達國家電力系統(tǒng)就迎來了大發(fā)展。到上世紀末，大多數(shù)設備都已經(jīng)老化，檢修更換量很大?！瘪R釗回憶道。以他曾在的英國為例，英國電力私有化之后，相關經(jīng)費比較緊張，英國政府要求電力公司在提高供電可靠性的同時降低運營費用。一時間，如何讓不斷老化的設備檢修費用更低、使用壽命更長，用戶停電時間和頻率不斷降低，成為英國電力公司面臨的重要挑戰(zhàn)。接到任務的馬釗，也深覺此事不易。

無巧不成書，當時，馬釗剛好做完了體檢。體檢報告稱，馬釗在未來10年患上冠心病的概率為3%。這份報告令他靈光一閃，人體這么復雜都能通過健康指數(shù)檢查得如此清楚，能不能把這一理念應用在電網(wǎng)設備的資產(chǎn)管理上，也給電網(wǎng)設備做做體檢呢？

1998年，馬釗參與創(chuàng)建英國中部電力公司設備數(shù)據(jù)庫；2000年，他與合作伙伴共同提出輸配電力設備健康指數(shù)（HI）理念，并參與創(chuàng)建輸配電設備健康指數(shù)和管理體系。他所研究的基于狀態(tài)、風險和全壽命資產(chǎn)管理的配電網(wǎng)設計規(guī)劃和資產(chǎn)管理方法，為配電網(wǎng)設備檢修、更換計劃提供了一種全新的管理理念，被英國電力公司采納和推廣。2005年起，HI被英國電力監(jiān)管辦公室用于監(jiān)管指標。而后，用于指導有形實物資產(chǎn)管理優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展的重要標準PAS 55，也引入了該系列成果。到2014年1月，第一部國際資產(chǎn)管理標準ISO 55000正式頒布，該標準基于PAS 55，是當今應用范圍最廣泛、體系建設最完整的資產(chǎn)管理標準。當初的一閃靈光，如今綿延出旺盛的生命力。

在馬釗看來，以往粗放式資產(chǎn)管理方式已經(jīng)難以適應“集約化發(fā)展、精益化管理”的要求，我國配電網(wǎng)建設和管理也應順應大數(shù)據(jù)技術潮流，實現(xiàn)從定性到定量，從人工到智能檢測的躍升?！袄纾F(xiàn)在我們國家裝了5億多只電表，除了計量電費，它們還可以分析用戶的用電行為、總結用電趨勢，并根據(jù)實際負荷來進行用電調(diào)度，包括進行故障定位等。但這些功能還未能充分發(fā)揮出來。”

當更多的太陽能、風能等可持續(xù)再生能源接入，當電動汽車等新型負荷的出現(xiàn)產(chǎn)生出即插即用的需求，當用戶對用電數(shù)量、質(zhì)量等提出越來越高的要求，當消費者改變?yōu)楫a(chǎn)用能一體化的用戶單元……在新需求到來之際，要從網(wǎng)架結構、控制保護、運行維護、計量營銷、資產(chǎn)管理等諸多方面考慮改造現(xiàn)有配電網(wǎng)，使之具有靈活可靠、主動智能、精準檢修、高效環(huán)保、開放互動等功能特點，從而成為建設未來綜合能源電力系統(tǒng)的主動力。

馬釗理想中的配電網(wǎng)要能應對全方位的復雜局面。這要求研究思路從“配電網(wǎng)”思維向“系統(tǒng)思維”轉(zhuǎn)變，把技術視野下的“硬件組合”和經(jīng)濟社會以及人文相關的“軟件組合”相結合，在這一視野下再綜合考慮如何規(guī)劃設計適應電流雙向流動的主動配電系統(tǒng)？如何考慮不確定性、非線性的電源和負荷匹配平衡問題？如何避免重復性建設，因地制宜以差異化標準發(fā)展配電網(wǎng)？

“這是思維的轉(zhuǎn)變。隨著電力體制改革不斷深化，配電行業(yè)越來越不容許有‘糊涂賬’，配電資產(chǎn)逐步要‘算明白’。主動、精益地管理電力資產(chǎn)，意味著配電網(wǎng)管理思路要向‘以人民為中心’的服務理念轉(zhuǎn)變，從專業(yè)技術管理為主向綜合能源服務為主的轉(zhuǎn)變。對配電網(wǎng)來說，不是賣的電越多越好，要綜合考慮如何把電賣得更有經(jīng)濟價值、社會效益，并體現(xiàn)綠色觀念。習近平總書記指出，雄安新區(qū)建設要秉持‘世界眼光、國際標準、中國特色、高點定位’，配電網(wǎng)建設也應該有同樣的標準?！闭劶按颂?，馬釗目光炯炯。

突破邊界 挑戰(zhàn)難題

“我國配電資產(chǎn)會越來越龐大，但在理念和技術上與國際尚有差異?！弊鳛镃IGRE中國國家委員會技術委員會委員，馬釗深知CIGRE的兩大方向之一就是研究如何盡限利用現(xiàn)有電網(wǎng)資產(chǎn)。公司“千人計劃”專項支持項目——“現(xiàn)代配電網(wǎng)健康指數(shù)理論與工程實現(xiàn)體系研究及示范應用”，即屬于這一范疇。

2014年3月，該項目正式立項為“千人計劃”專項支持項目，以應對配電網(wǎng)健康評估的理論方法和實用化工具等挑戰(zhàn)?！傲幵谂潆娋W(wǎng)資產(chǎn)管理領域趕超國際領先水平，為實現(xiàn)國網(wǎng)公司確定的到2020年全面建成世界一流配電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略目標做出貢獻?！必熑稳缟?，從此，馬釗和團隊開始了3年多的攻關之路。

早在英國推廣HI時，馬釗就收到過一線工人和檢修工程師的反饋，他們在做檢修時面對的是一個變電站，一條線路，不可能把單一設備當成檢修單元去檢測。馬釗將這件事記在了心上，在“千人計劃”支持項目中，他結合我國配電系統(tǒng)的實際情況，將“健康指數(shù)”理念從單一設備擴展到群體設備和配電網(wǎng)絡，首創(chuàng)性地提出了配電網(wǎng)健康指數(shù)理論，開發(fā)了統(tǒng)一、全面、可共享的配電網(wǎng)健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺和評價系統(tǒng)，制定了健康指數(shù)評價規(guī)范和數(shù)據(jù)規(guī)范，系統(tǒng)地實現(xiàn)了配電設備和網(wǎng)絡健康狀態(tài)的評估和預測。

“知識資產(chǎn)”的更新傳承和管理，是一個新的世界性難題?！皣獾碾娏Πl(fā)展比我們早幾十年，現(xiàn)在已經(jīng)基本飽和，有經(jīng)驗的一線老工人、技師和工程師逐漸退休，年輕一代具備先進的IT技術但缺乏系統(tǒng)全面的電力系統(tǒng)培訓，也沒有傳統(tǒng)形式的師徒傳教和正式培訓，正在形成人才和知識的斷層?！睘榻鉀Q這一問題，馬釗帶領團隊，立足國內(nèi)現(xiàn)狀，以國際視野提出物理和知識資產(chǎn)傳承管理理念方法，開發(fā)出將機理分析、數(shù)據(jù)驅(qū)動、專家經(jīng)驗融合的平臺，提出了內(nèi)嵌專業(yè)知識和經(jīng)驗的機器學習方法——引導學習，有效將人的強項——創(chuàng)造性強、富有想象力和創(chuàng)造性、善于推理轉(zhuǎn)化并在不確定的環(huán)境中做出決策，和機器的特長——記憶力強、邏輯性強、善做重復性工作緊密結合，大幅提升了機器學習的精度和魯棒性，實現(xiàn)了人、機共生的混合智能。

“把我們算出的結果，與一線工人的實踐數(shù)據(jù)相比較，相差不大就證明模型性能達標；差異大，就再進行比較修改，直到最優(yōu)狀態(tài)?！瘪R釗輕描淡寫地說著攻關過程。他一心想要解決現(xiàn)有配電網(wǎng)健康評價難題，沒想到一招出手，竟能夠?qū)⒁痪€經(jīng)驗儲存下來，利用機器學習、自反饋學習、自循環(huán)迭代、自改進完善等前沿技術，逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)和知識的存儲與利用。當IET GTD主編表示這“填補了知識傳承的空白”時，馬釗才發(fā)覺，他們的工作開拓了知識資產(chǎn)傳承與管理的新方向。

既有世界眼光，又能緊接地氣，馬釗將理論指導實踐這一原則發(fā)揮得淋漓盡致?！按蟮乐梁啞?，他補充道：“我們的原則就是不求最全最細，但求科學實用，這應該是從事現(xiàn)代配電網(wǎng)研究的一個重要原則。得想怎么把復雜問題簡單做，簡單問題重復做，重復問題量化做，量化的問題讓計算機程序做?！?/p>

“世界一流”的配電網(wǎng)到底是什么？馬釗認為不能僅僅局限于一流設備和一流網(wǎng)架的“硬件組合”，畢竟它們都會隨著時間和技術的進展而迭代，應該拓展至配電系統(tǒng)的全流程資產(chǎn)管理等“軟件組合”維度，“軟硬結合、雙管齊下”。為了讓健康指數(shù)在規(guī)劃和運維中更具操作性，他和團隊梳理出了100多條影響因素，進一步篩選后依然有38條。一番考量之下，他們精簡出“安全、可靠、經(jīng)濟、綠色、開放”五大評價維度和標準；制定了從設備到網(wǎng)絡，從定性到定量，從局部到整體，自上而下與自下而上相結合的策略；按照科學性、簡潔性、可行性、系統(tǒng)性、相對全面性等原則，探索人機智能共生的行為增強與知識演化方法，并提出了基于全壽命周期健康指數(shù)的設備故障率模型及全狀態(tài)集成法的參數(shù)求解方法。

目前，該項目成果已經(jīng)在北京盧溝橋變電站和南京古平崗變電站進行了試點應用。據(jù)了解，配電網(wǎng)供電可靠性可提高10%，配電網(wǎng)運維費用則降低了約20%，能極大提高設備利用率，延緩配電網(wǎng)固定資產(chǎn)投資費用，提升配電網(wǎng)運營效率，推動配網(wǎng)資產(chǎn)管理向系統(tǒng)化、精益化躍升。

“這是一個基礎，也是一個新的視角，而且輻射面很廣，除電力行業(yè)之外，鐵路、石油、航空航天等資產(chǎn)密集型行業(yè)也可以應用相關的理論和工具，經(jīng)濟和社會效益巨大。”馬釗說。在他心中，這一套平臺工具，將在不斷實踐中融合不同行業(yè)對精益化資產(chǎn)管理的需求，并為其提供有力的技術支撐?！绊椖砍晒臐撛趦r值巨大，并且所提出的機器學習方法可有效應對復雜多變的計算環(huán)境的難題?！盇BB集團副總裁Britta Buchholz的這句話是行業(yè)內(nèi)對這套成果的典型意見，在業(yè)界高度認可之下，馬釗的“理想”似乎也沒那么遙遠了。

腳踏實地 奉獻畢生所學

在配電網(wǎng)領域，馬釗成績不俗。但作為恢復高考后的第二批天之驕子，上世紀80年代初入電力行業(yè)的大門起，他先從事了15年高壓設備研究，而后從事智能配電技術研究20多年。在他看來，發(fā)達國家的智能電網(wǎng)技術主要在配用電領域，這既是他的興趣所在，也是責任所擔。

2014年年初，馬釗與周孝信院士討論起“能源互聯(lián)”?；貒?，馬釗在國際咨詢公司為英國一個城市做規(guī)劃時，就用到了這一理念，以太陽能、風能為主，能源不足時就用天然氣作后備，來緩解當時“儲能太貴”的尷尬?；谠趪獾膶嵺`探索，兩人一致認為，可以在國內(nèi)嘗試建設“能源互聯(lián)網(wǎng)”重大研究方向，并領先開展研究。2015年，在周院士鼓勵下，馬釗以第一作者在《電網(wǎng)技術》發(fā)表了“能源互聯(lián)網(wǎng)概念、關鍵技術及發(fā)展模式探索”，推動了國內(nèi)“能源互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的研究熱潮。

“配電網(wǎng)很重要，多種能源的綜合利用也很重要?！瘪R釗表示，他所努力要達成的目標，一是盡可能多地利用可再生能源，二是將現(xiàn)有的配電網(wǎng)資產(chǎn)盡限利用。從這一角度來說，配電網(wǎng)是節(jié)流，能源互聯(lián)網(wǎng)是開源，二者缺一不可。他倡導在未來配電系統(tǒng)形態(tài)、能源互聯(lián)網(wǎng)基礎架構、信息物理系統(tǒng)（CPS）及綜合能源系統(tǒng)等前沿領域開展研究，所發(fā)表的相關文章中，一篇被中共中央黨校中國領導科學研究會《求是先鋒—新常態(tài)下中國改革與發(fā)展的理論與實踐》叢書收錄，另有一篇入選《領跑者5000—中國精品科技期刊頂尖學術論文(F5000)》。研究成果得到了廣泛關注，多次受邀在國內(nèi)外學術會議上作報告，并為中國科學院“能源技術革命戰(zhàn)略行動計劃”等提供技術咨詢服務。

“‘千人計劃’項目是一個很好的平臺，國家支持力度也比較大，我想把平生所學奉獻給中國的電力事業(yè)，并力爭有所創(chuàng)新與突破，實實在在做一兩件實事，真正為國家做點貢獻?！被貒?，馬釗如是說。幾年來，他也的確在盡力挖掘“平生所學”的潛力。

在英國25年，馬釗先后在利物浦大學、阿爾斯通高壓開關公司、英國中部電力公司及國際咨詢公司從事研究工作，涉獵甚廣。正因如此，他敏感地意識到，一場研發(fā)高壓直流斷路器的激烈競爭甚至正在ABB、西門子和阿爾斯通等國際電力設備制造商之間悄然進行。旅英期間，馬釗就向國家電網(wǎng)公司建議將之作為研究方向，很快被采納。而他關于高壓隔離斷路器的建議和超導限流斷路器的探索都為后續(xù)研究起到了積極引導和借鑒作用。

2015年7月，馬釗代表中國在CIGRE發(fā)起成立“直流配電可行性研究”并獲批，SC6.31成為CIGRE SC6成立來第一個由中國發(fā)起成立、并擔任召集人的工作組。由于在CIGRE C6的一系列杰出貢獻，他受邀作為配電系統(tǒng)和分布式能源專委會優(yōu)先專題的特邀報告人，審閱點評論文并提出方向、問題，以供討論。目前，承擔國網(wǎng)公司“直流配電網(wǎng)絡架構與關鍵技術初證研究”項目，研究適應未來交直流配電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的思路與方法，身為項目負責人的他正在組織撰寫MVDC可行性研究技術專著。

“我瞅準了是一個勢頭，但不確定世界會給什么反應，就想先嘗試做可行性研究，沒想到進展還不錯?！迸c這一派風光相比，馬釗最開心的是，這些努力能夠為中國在國際配電領域占住一席之地并逐步成為主導力量，能為將中國電科院建成世界一流的電力研究咨詢機構，為提升中國在智能配電技術領域在國際的地位貢獻自己的力量。

言傳身教 培養(yǎng)人才

回國5年來，無論參加什么會議，馬釗都不忘呼吁社會重視配電系統(tǒng)。在他和團隊共同努力下，成果頗豐：近5年來發(fā)表學術論文51篇（第一作者14篇，SCI檢索11篇，EI檢索23篇）；申請中國專利15項，另有1項海外專利在PCT階段；登記軟件著作權3項；完成配電網(wǎng)健康指數(shù)數(shù)據(jù)規(guī)范、評價規(guī)范等2項標準文稿；開發(fā)平臺1套，原型系統(tǒng)軟件3套、硬件3套。相關成果獲第46屆日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎。

除此之外，馬釗最驕傲的是通過這個項目，他們培養(yǎng)了2名博士、7名碩士，眼下還有4名在讀博士。其中，最典型的就是尚宇煒。2015年7月，尚宇煒從清華大學碩士畢業(yè)加入馬釗團隊。此后兩年多，他成為“健康指數(shù)”項目主要工作人員，合作發(fā)表論文11篇（SCI5篇，EI6篇）。2017年，尚宇煒被國網(wǎng)公司推薦到俄羅斯去參加國際清潔能源論壇競賽，獲綠色科技獎。同年，參加到國網(wǎng)公司配網(wǎng)資產(chǎn)管理國際對標工作中?！八非笊线M，我就給他機會，培養(yǎng)他獨立工作能力?！瘪R釗誠懇地說。

尚宇煒和其他團隊成員的成長令馬釗由衷地自豪。他習慣把自己放在與學生平視的位置，指導他們，也認為可以從他們身上汲取能量?！跋茸鋈撕笞鍪隆薄安荒芸刂频氖聸]辦法，但能力范圍的事一定盡力做到最好”，這是馬釗最常對學生說的話。學生們也由衷地佩服這位嚴謹治學，謙和低調(diào)的師友。

“創(chuàng)新其實很辛苦、很枯燥，必須要有一顆愿意為科學獻身的精神?！瘪R釗有時候也擔心，他所接觸的年輕人積極、刻苦，但也會有些浮躁?！暗驼{(diào)做人，踏實做事”，幾年來，他將這一態(tài)度言傳身教給學生。他常常跟學生們說，做研究絕對不會一帆風順，一定要沉下心來，準備好坐3～5年冷板凳，之后才會逐漸出成果。在學生們面前，他從不藏私，從項目籌備立項，到研究思路、研究方法的確立，一直到實際應用，結題，都會讓學生們深入接觸。用他的話說，是讓學生們熟悉課題的整體思路，推動學生們形成系統(tǒng)的學習和科研觀。

參加國際學術論壇

他希望學生們具有團隊協(xié)作精神，不畏難、能堅持。而在學生們眼里，馬釗也是位竭盡全力為他們創(chuàng)造機會的導師，國內(nèi)外的學術會議，都會盡量帶他們?nèi)ヒ娮R。出去多了，學生們發(fā)現(xiàn)馬釗在國際會議中，在國外同行中備受尊重。馬釗則會抓住時機教導他們：“要贏得尊重，得有令人服氣的真本事，講話做事得有理有節(jié)?！?/p>

“人是有潛力的，可能只是沒發(fā)揮出來。”馬釗希望做好激發(fā)學生潛力的角色，讓他們在今后的科研生涯中，揚長避短，少走彎路，成長為中國電力事業(yè)的中流砥柱。馬釗已推薦國內(nèi)7名專家參與CIGRE等相關國際工作組工作。他也積極參與國家引才目錄（配電及新能源領域）的制定，推薦“高精尖缺”人才，所提多項建議被采納。

馬釗的辦公室里，僅僅“千人計劃”支持項目的材料就足有4000多頁。這些文件里，記錄著他和團隊在各級領導的支持下不惜時間、不吝精力的奮斗。“白駒過隙啊”，他忍不住感嘆道。如今，馬釗只想抓緊時間，把目標中的“一兩件事”做得盡善盡美。在他心里，能夠追求理想，為實現(xiàn)“中國夢”添磚加瓦、貢獻綿薄之力已經(jīng)是實實在在的幸福。