□ 肖貞林

黃琦

電網(wǎng)系統(tǒng)也會(huì)“生病”？也需要為它坐診把脈的“醫(yī)生”？帶著這些疑問(wèn)，記者走進(jìn)了電子科技大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院黨委書(shū)記、電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任黃琦的實(shí)驗(yàn)室。作為一位在大電網(wǎng)分析、廣域測(cè)量控制技術(shù)及智能電網(wǎng)先進(jìn)測(cè)量與測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域“摸爬打滾”十幾年的科研者，此刻，黃琦為記者介紹道：“電網(wǎng)系統(tǒng)也有脆弱的一面。我所從事的電網(wǎng)系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制方面的研究工作，就是時(shí)刻檢查電網(wǎng)系統(tǒng)存在哪些問(wèn)題，同時(shí)，還要為‘患者’開(kāi)出一劑良方，讓它藥到病除?！?/p>

隨著電力系統(tǒng)容量和規(guī)模的不斷增大、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的不斷復(fù)雜、超高壓長(zhǎng)距離輸電線路的增多以及用戶對(duì)電能質(zhì)量要求的逐漸提高，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定要求更加迫切。因此，建立可靠的電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視、分析和控制系統(tǒng)，以保證電網(wǎng)的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，已成為十分緊迫的問(wèn)題。從基于高性能磁效應(yīng)的非接觸測(cè)量方法、電網(wǎng)與信息深度融合的復(fù)雜電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)信息建模、分析與評(píng)估方法等智能電網(wǎng)先進(jìn)測(cè)量與測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域系統(tǒng)性的創(chuàng)新成果，到互聯(lián)大電網(wǎng)振蕩廣域測(cè)量、分析和控制方法，都是黃琦的研究團(tuán)隊(duì)為電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行尋求的劑劑良方，為駕馭互聯(lián)大電網(wǎng)、實(shí)現(xiàn)其智能運(yùn)行與控制提供了技術(shù)途徑。

進(jìn)入電力領(lǐng)域，源于兒時(shí)對(duì)電的深切渴望

黃琦說(shuō)，他從小是照著煤油燈讀書(shū)的。小的時(shí)候，電不像現(xiàn)在這樣家家普及，家里晚上是沒(méi)有電的。看書(shū)、寫(xiě)作業(yè)只能在煤油燈下進(jìn)行。那個(gè)時(shí)候，黃琦心里就產(chǎn)生了對(duì)電的渴望，也埋下了一粒要進(jìn)入電力領(lǐng)域的夢(mèng)想種子。隨著年齡的增長(zhǎng)，這粒種子在黃琦心中繼續(xù)生長(zhǎng)、發(fā)芽。上高中時(shí)期，黃琦就以考入清華、北大的電類(lèi)專(zhuān)業(yè)為目標(biāo)。而高考的失誤，讓黃琦與清華北大失之交臂，轉(zhuǎn)而進(jìn)入福州大學(xué)。進(jìn)入福州大學(xué)伊始，黃琦心中就有了考清華電力專(zhuān)業(yè)研究生的計(jì)劃。這一次，黃琦如愿以償。1996年，黃琦踏入了清華大學(xué)的校門(mén)。

清華大學(xué)電機(jī)工程系，成立于1932年，1988年電機(jī)系系名改為“電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系”。該系是清華大學(xué)最早成立的工科系之一，在工學(xué)院有較大的影響，名氣很大。考入不易，功課難，學(xué)生負(fù)擔(dān)又重，而黃琦順利攀過(guò)這座“獨(dú)木橋”，在全國(guó)電力專(zhuān)業(yè)頂尖的學(xué)府吸收營(yíng)養(yǎng)，拼命成長(zhǎng)。

機(jī)會(huì)會(huì)獎(jiǎng)勵(lì)有準(zhǔn)備的人。1999年黃琦在清華大學(xué)碩士畢業(yè)后，想進(jìn)入世界綜合性名校進(jìn)一步深造。因碩士期間在電力專(zhuān)業(yè)深厚的積累，黃琦希望到劍橋大學(xué)、麻省理工學(xué)院、亞利桑那州立大學(xué)等世界頂級(jí)名校或者頂級(jí)電力專(zhuān)業(yè)高校深造。麻省理工學(xué)院是當(dāng)時(shí)黃琦最傾心的學(xué)校，于是，黃琦就一直等著麻省理工學(xué)院最后的通知。然而，麻省理工學(xué)院的通知遲遲不肯來(lái)，最終，亞利桑那州立大學(xué)以極其優(yōu)渥的條件擄獲了黃琦的“芳心”。來(lái)到亞利桑那州立大學(xué)后，黃琦對(duì)麻省理工學(xué)院仍念念不忘，一直關(guān)注麻省理工學(xué)院的消息。不久后便看到麻省理工學(xué)院基于美國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展已趨成熟的判斷，在那一年停止了電力專(zhuān)業(yè)的招生。這一判斷在美加“8.14大停電”后被證明是錯(cuò)誤的，麻省理工學(xué)院在智能電網(wǎng)的帶動(dòng)下重新開(kāi)始電力與能源方面的人才培養(yǎng)。

有人說(shuō)，上天會(huì)把最正確的、最適合你的帶到你面前。走進(jìn)亞利桑那州立大學(xué)這所全球電力專(zhuān)業(yè)頂尖的名校，無(wú)疑是黃琦最適合、最正確的選擇，在這里，黃琦接觸了最先進(jìn)的電力技術(shù)，與全球頂尖的電力專(zhuān)家學(xué)習(xí)共事，開(kāi)啟了另一段學(xué)習(xí)新征程。

人需要體檢，電網(wǎng)也需要“體檢”

龐大的電力網(wǎng)絡(luò)是目前世界上結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、規(guī)模最大的人造系統(tǒng)。由于電能的高速傳輸，一個(gè)局部的嚴(yán)重故障可能在幾毫秒內(nèi)使電網(wǎng)崩潰，導(dǎo)致大面積的停電。在現(xiàn)代社會(huì)里，停電就意味著人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)和生產(chǎn)的停止，可能危及人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。發(fā)生在2003年美國(guó)中西部、東北部及加拿大安大略省的美加“8.14”大停電給美國(guó)經(jīng)濟(jì)所造成的損失每天達(dá)500億美元。停電事件影響到約5000萬(wàn)人口，造成美國(guó)俄亥俄、密歇根、賓夕法尼亞、佛蒙特、馬薩諸塞、康涅狄格、新澤西以及加拿大安大略等地區(qū)約61800MW的負(fù)荷損失。因此，有效保障電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量與控制是最基礎(chǔ)的一環(huán)?！半娋W(wǎng)系統(tǒng)測(cè)量與控制對(duì)提高電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，保證電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?！秉S琦說(shuō)道。

對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的測(cè)量與控制是黃琦的“老本行”，從大學(xué)到碩士再到博士一直是黃琦研究的對(duì)象。2003年，黃琦從亞利桑那州立大學(xué)博士畢業(yè)，回國(guó)進(jìn)入電子科技大學(xué)，電力系統(tǒng)的測(cè)量與控制仍是他工作的重中之重。

黃琦說(shuō)，近年來(lái)，伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)也得到了迅速發(fā)展。電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行電壓等級(jí)不斷提高，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，截至2011年年底，全國(guó)220千伏及以上輸電線路總長(zhǎng)度達(dá)48萬(wàn)公里，變電容量約22億千伏安，電網(wǎng)規(guī)模躍居世界第一。在此期間，一大批重大輸電工程開(kāi)工建設(shè)。其中，海南聯(lián)網(wǎng)、呼遼直流、新疆與西北聯(lián)網(wǎng)以及特高壓交、直流等一批高電壓等級(jí)、長(zhǎng)距離、大容量的輸電工程已建成投產(chǎn)，這開(kāi)啟了我國(guó)的大電網(wǎng)時(shí)代。在大電網(wǎng)時(shí)代，全國(guó)電網(wǎng)連在一塊，只要一個(gè)地方存在一個(gè)小問(wèn)題，它就會(huì)波及很大的范圍、帶來(lái)巨大的影響。因此，對(duì)大電網(wǎng)實(shí)時(shí)“體檢”尤為重要。

為了使“體檢”更全面深入，對(duì)“疾病”防患于未然，黃琦的團(tuán)隊(duì)率先提出智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)“全場(chǎng)景”的測(cè)試方法。據(jù)黃琦介紹，傳統(tǒng)的變電站檢測(cè)工作很簡(jiǎn)單，只需要工程師拿著一支萬(wàn)用表檢查電路通與否，只要電路是通的，就說(shuō)明這個(gè)系統(tǒng)是好的。而現(xiàn)在的數(shù)字化或者智能變電站是一個(gè)信息系統(tǒng)，通過(guò)光纖連接，傳出來(lái)是一些看不見(jiàn)摸不著的數(shù)字信息。一般的儀器也無(wú)法對(duì)這些信息進(jìn)行分析。而“全場(chǎng)景”檢測(cè)方法則是通過(guò)整體的一種仿真數(shù)據(jù)的注入，讓這個(gè)系統(tǒng)像在真實(shí)的環(huán)境中運(yùn)行，并且對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體測(cè)試，在不影響系統(tǒng)的完整性的條件下就可以完成測(cè)試。黃琦告訴記者，“全場(chǎng)景”測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)的整體測(cè)試，提出的復(fù)雜二次系統(tǒng)功能受損度的概念，解決了網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)功能和性能量化評(píng)估的關(guān)鍵問(wèn)題，相關(guān)成果被鑒定為“國(guó)際首創(chuàng)”。并且隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)的復(fù)雜性會(huì)越來(lái)越高，信息處理的難度也會(huì)越來(lái)越大，在這樣的情況下，“全場(chǎng)景”的測(cè)試方法有很廣闊的應(yīng)用前景。黃琦也在不斷地加快對(duì)“全場(chǎng)景”測(cè)試方法的進(jìn)一步研究和產(chǎn)業(yè)化推廣。

務(wù)實(shí)求真，繼續(xù)攀登電網(wǎng)這座高峰

在新世紀(jì)的第一個(gè)十年，大部分工業(yè)國(guó)家建立了適應(yīng)電氣化工業(yè)體系的電力能源供應(yīng)體系，但那時(shí)的電力行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施陳舊，信息化程度不高，嚴(yán)重制約了人們對(duì)電網(wǎng)安全可靠高效的期望和接納風(fēng)電太陽(yáng)能的可再生能源的要求。于是，世界范圍內(nèi)興起了一場(chǎng)電力系統(tǒng)信息化、自動(dòng)化、智能化的革命，充分利用先進(jìn)的ICT技術(shù)（信息通信與控制技術(shù)）來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好的電網(wǎng)。因此，智能電網(wǎng)概念開(kāi)始推廣普及并迅速在大部分國(guó)家上升為國(guó)家戰(zhàn)略。在2009年5月21日舉行的“2009特高壓輸電技術(shù)國(guó)際會(huì)議”上，時(shí)任國(guó)家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞表示，積極發(fā)展智能電網(wǎng)已成為世界電力發(fā)展的新趨勢(shì)，到2020年，中國(guó)將全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)結(jié)合基本國(guó)情和特高壓實(shí)踐，確立了加快建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，即加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

為了提高智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平和電網(wǎng)設(shè)備管理效益，加強(qiáng)和提升電網(wǎng)設(shè)施的監(jiān)控能力是一個(gè)跳不過(guò)去的話題。身為電網(wǎng)領(lǐng)域的研究學(xué)者，保障智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，黃琦說(shuō)，他更是責(zé)無(wú)旁貸。非接觸磁測(cè)量技術(shù)，便是黃琦在智能電網(wǎng)系統(tǒng)研究中的智慧結(jié)晶?！斑@種非接觸磁測(cè)量實(shí)現(xiàn)了基于巨磁電阻效應(yīng)的智能變電站瞬態(tài)磁場(chǎng)的寬帶點(diǎn)測(cè)量。同時(shí)，在研究中，我們建立了空間電磁干擾量化分析方法和實(shí)測(cè)方法，建立了多物理場(chǎng)參數(shù)與輸變電設(shè)備狀態(tài)之間關(guān)系的量化描述模型，從而提出了高壓輸電線故障非接觸定位新方法、高靈敏磁測(cè)量的輸電線路運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)體系，為智能輸變電信息感知奠定基礎(chǔ)?！?/p>

團(tuán)隊(duì)全體成員合影

除此之外，在電力系統(tǒng)模態(tài)檢測(cè)、分析與控制領(lǐng)域，黃琦團(tuán)隊(duì)成功解決了非平穩(wěn)低頻振蕩信號(hào)處理的難題，實(shí)現(xiàn)了基于廣域測(cè)量系統(tǒng)的電網(wǎng)低頻振蕩在線檢測(cè)；攻克了高階非線性模態(tài)分析的難題，建立了電力系統(tǒng)模態(tài)高階交互作用分析方法；深入研究大型集中外送電網(wǎng)系統(tǒng)頻率時(shí)空動(dòng)態(tài)演化規(guī)律，率先建立了量化的大電網(wǎng)多時(shí)滯反饋控制設(shè)計(jì)方法，相關(guān)成果應(yīng)用于處于全國(guó)互聯(lián)大電網(wǎng)的末端、西電東送主要參與地區(qū)的四川電網(wǎng)的安全穩(wěn)定分析、廣域測(cè)量與控制，為駕馭該類(lèi)大型集中外送系統(tǒng)提供理論和方法支撐，為推動(dòng)大電網(wǎng)廣域測(cè)量與控制做出重要貢獻(xiàn)。

清華學(xué)子一直以“求真務(wù)實(shí)”著稱。黃琦從踏入清華那刻起，20多年來(lái)仍保持著這種精神。他說(shuō)，以“求真務(wù)實(shí)”作為指路標(biāo)，前進(jìn)的路會(huì)越走越快，越走越寬。

學(xué)生眼中的“推土機(jī)”

不停地深挖，鏟土，最終讓淤泥無(wú)處可藏，這是現(xiàn)實(shí)中的推土機(jī)。而在學(xué)生們的眼中，黃琦也如一輛“推土機(jī)”：大家解決不了的難題，他上；大家不愿做的活兒，他接下……

2003年，黃琦回國(guó)那天，電子科技大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院的書(shū)記親自到機(jī)場(chǎng)去接他。書(shū)記告訴黃琦說(shuō)，院里基礎(chǔ)薄弱，一切得靠他從頭建設(shè)。回到學(xué)院一看，黃琦說(shuō)，不是基礎(chǔ)薄弱，而是根本沒(méi)有強(qiáng)電方面的研究基礎(chǔ)。雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越。拿著10萬(wàn)元的啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)，黃琦開(kāi)始了學(xué)科建設(shè)、科研平臺(tái)的建設(shè)。

2008年12月，電子科技大學(xué)——國(guó)網(wǎng)四川省電力公司“電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制”四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正式得到四川省人民政府授牌，因黃琦教授帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)在廣域時(shí)鐘同步、大電網(wǎng)分析方面展現(xiàn)了較強(qiáng)的實(shí)力，被任命擔(dān)任實(shí)驗(yàn)室主任。結(jié)合電子科技大學(xué)在電子信息領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，抓住智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)遇，學(xué)校在智能電網(wǎng)領(lǐng)域取得了突出的成績(jī)。2014年，四川省發(fā)改委批準(zhǔn)成立了“四川省新能源與智能電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室”，該實(shí)驗(yàn)室與2008年成立的“電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制”四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一起，成為四川省圍繞智能電網(wǎng)、大電網(wǎng)和新能源領(lǐng)域的重要戰(zhàn)略布局。

2011年，黃琦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)組建了電子科技大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，并結(jié)合電子科技大學(xué)在電子信息領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)和國(guó)家能源戰(zhàn)略發(fā)展方向，形成了材料—器件—系統(tǒng)—應(yīng)用的研究體系；推動(dòng)形成了學(xué)校在電氣工程和能源領(lǐng)域的學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn)。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)的研究成果連續(xù)獲得四川省、國(guó)網(wǎng)四川省電力公司的科技進(jìn)步獎(jiǎng)，并大部分已經(jīng)得到應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為四川電網(wǎng)的智能電網(wǎng)和智能變電站建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。利用這些優(yōu)勢(shì)，結(jié)合團(tuán)隊(duì)的國(guó)際化視野，黃琦創(chuàng)建了International Conference on Smart Grid and Clean Energy Technologies多個(gè)智能電網(wǎng)國(guó)際會(huì)議并擔(dān)任大會(huì)主席，2019年，智能電網(wǎng)領(lǐng)域最高水平的國(guó)際會(huì)議IEEE PES Innovative Smart Grid Technology也在成都召開(kāi)，黃琦榮任大會(huì)主席。

“您是如何做到一并處理這么多事的？難道前進(jìn)的道路都是暢通無(wú)阻，沒(méi)有困難的阻礙？”記者不禁問(wèn)道。黃琦說(shuō)，為了在有限的時(shí)間里做更多的事，更有效地利用時(shí)間，他專(zhuān)門(mén)在書(shū)桌上貼了“爭(zhēng)分奪秒，見(jiàn)縫插針”這8個(gè)大字?！拔覀兺ǔ：苊Φ脑蚴怯捎陬^緒太多而導(dǎo)致時(shí)間碎片化，只要一有機(jī)會(huì)，我就把這個(gè)碎片化的時(shí)間充分利用起來(lái)。這樣處理事情的效率就會(huì)高很多?！秉S琦也時(shí)常會(huì)遇到困難，但每當(dāng)此時(shí)，他都有個(gè)打敗困難的妙方。他說(shuō)，曾國(guó)藩的一生，憑借一個(gè)“挺”字在困厄中求出路，在苦斗中求挺直，歷盡劫波，以堅(jiān)韌挺勁的無(wú)畏精神成就了“天下之大功”。他在困難面前就發(fā)揮曾國(guó)藩的“挺功”，很多時(shí)候“挺一挺”就過(guò)去了。一個(gè)云淡風(fēng)輕的“挺”字，所有的困難與阻礙都被黃琦輕輕化解掉。并且，黃琦這種“挺”的精神還感染了他無(wú)數(shù)的學(xué)生，使學(xué)生無(wú)畏困難，奮勇前行。

為時(shí)60分鐘的采訪，不時(shí)可以聽(tīng)見(jiàn)黃琦爽朗的笑聲。不管遇到什么困難，黃琦都是樂(lè)呵呵的，是個(gè)典型的樂(lè)天派。行有路，思無(wú)涯，人生何處不通達(dá)？這應(yīng)是對(duì)黃琦心態(tài)最佳的描述。一句“沒(méi)有做不到，只有想不到”更是激勵(lì)了無(wú)數(shù)學(xué)子在學(xué)業(yè)上精益求精，同時(shí)，也是黃琦對(duì)自己不斷追求的鼓舞與勉勵(lì)。