在2022—2024年度北京市青年人才托舉工程中,北京水力發(fā)電工程學(xué)會舉薦培養(yǎng)了3位青年科技工作者,他們以青春之我在科技報國的道路上奮斗不息。
把解決實踐需求作為創(chuàng)新的原動力
當(dāng)前,我國正在推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè),快速、大規(guī)模的城鎮(zhèn)化對水文循環(huán)產(chǎn)生了重要影響,加之全球氣候變化的影響,我國城市水問題和城市化的水文效應(yīng)日益突出,城市極端暴雨洪澇災(zāi)害、城市缺水、城市水生態(tài)退化等問題日益突出。中國水利水電科學(xué)研究院高級工程師、中國水利學(xué)會城市水利專委會青年委員梅超博士一直堅持圍繞城市化導(dǎo)致的水問題開展研究,與團(tuán)隊一起取得了城市智慧水務(wù)系統(tǒng)和海綿城市系統(tǒng)構(gòu)建模式等多項成果,并將研究成果應(yīng)用于城市水問題治理實踐,先后服務(wù)于東營市智慧水務(wù)和北京大興國際機(jī)場水系統(tǒng)建設(shè)等。
在東營市智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)中,針對城市防汛排澇監(jiān)測、預(yù)警、預(yù)報與調(diào)度的實際問題,梅超和團(tuán)隊一起突破了城市積水監(jiān)測不穩(wěn) 定的技術(shù)難題,通過積水監(jiān)測設(shè)備改進(jìn)和監(jiān)測數(shù)據(jù)清洗等多種方式,實現(xiàn)了多源積水監(jiān)測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定匯集,支撐了城市智慧水務(wù)大數(shù)據(jù)中心建設(shè),相關(guān)成果獲得發(fā)明專利3項。針對城市防汛排澇調(diào)度指揮自動化程度不高,人員、物資和工程等多要素調(diào)度不協(xié)調(diào)的問題,和團(tuán)隊一起提出了“以事件為中心的城市洪澇智慧調(diào)度模式”,以監(jiān)測和模擬等作為洪澇事件預(yù)警的來源,通過自動化生成防汛調(diào)度方案,支撐城市防汛會商研判,實現(xiàn)對城市洪澇事件進(jìn)行全過程管控。梅超作為技術(shù)支撐人員,現(xiàn)場駐場開展城市智慧水務(wù)建設(shè)超過200天,服務(wù)城市防汛排澇會商10余次。相關(guān)成果獲得了第九屆中國水利信息化論壇優(yōu)秀論文一等獎,并被推薦為山東省新型智慧城市省級優(yōu)秀案例。
在北京大興機(jī)場海綿系統(tǒng)建設(shè)和評估中,梅超和團(tuán)隊一起參與了機(jī)場海綿系統(tǒng)構(gòu)建和評估,提出了海綿機(jī)場系統(tǒng)構(gòu)建模式,多次赴現(xiàn)場開展監(jiān)測、踏勘和調(diào)研,結(jié)合數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)值模擬和技術(shù)分析,系統(tǒng)評估了機(jī)場海綿體系的運行現(xiàn)狀,為進(jìn)一步提升機(jī)場海綿體系運維有效性、科學(xué)性提供了技術(shù)支撐。
“把論文寫在祖國的大地上”是國家對新時代科技工作者的要求,作為一名科研和生產(chǎn)一線的青年科技工作者,梅超始終堅持把解決實踐需求作為創(chuàng)新的原動力,從實踐中發(fā)現(xiàn)研究問題,通過創(chuàng)新研究又把研究成果服務(wù)于解決實際問題。面向未來,努力通過科技創(chuàng)新,解決關(guān)鍵技術(shù)難題,為科技自立自強(qiáng)貢獻(xiàn)一份力量,是梅超始終追求的方向。
仰望星空、腳踏實地的遙感水文追夢人
中國長江三峽集團(tuán)有限公司工程師楊媛博士長期從事遙感水文、陸面水文模擬、氣候變化等多領(lǐng)域交叉研究。圍繞衛(wèi)星降水,創(chuàng)新性地提出了將衛(wèi)星降水產(chǎn)品應(yīng)用到傳統(tǒng)的最大可能降水統(tǒng)計估算中,為缺少觀測資料但同時強(qiáng)降水、洪水災(zāi)害頻發(fā)的流域提供了點面結(jié)合的最大可能降水估算結(jié)果,更有利于該地區(qū)的水利工程設(shè)計和防洪預(yù)警;研發(fā)了基于動態(tài)貝葉斯算法的多源衛(wèi)星融合算法,考慮不同衛(wèi)星降水產(chǎn)品的誤差特性和觀測優(yōu)勢,進(jìn)而提高了衛(wèi)星降水產(chǎn)品的質(zhì)量,生產(chǎn)了青藏高原、重點流域以及全國的多尺度多源融合降水產(chǎn)品,為下游水文水資源的研究提供了數(shù)據(jù)支撐。
圍繞陸面水文模擬,提出了一種適用于大尺度高分辨率模型的參數(shù)率定方法,優(yōu)化了參數(shù)空間分布,有效改善了模型模擬效果,同時也為缺少或者無資料地區(qū)的模型研究提供了可能;構(gòu)建了全球徑流動態(tài)高分辨率模擬系統(tǒng),實現(xiàn)了對全球百萬條河流長時間序列小時尺度徑流高精度模擬,彌補(bǔ)了無資料地區(qū)觀測較少的缺憾,為后續(xù)水資源災(zāi)害風(fēng)險以及遙感衛(wèi)星研究提供技術(shù)支撐;研制了全球小時洪水事件數(shù)據(jù)集,揭示了洪水多發(fā)區(qū)和多發(fā)時段,對全球防洪減災(zāi)具有重要的指導(dǎo)意義。該數(shù)據(jù)集受到了眾多科技工作者的關(guān)注,被用于洪水物理機(jī)制、城市洪水風(fēng)險、清潔能源與生態(tài)保護(hù)等方面的研究。
圍繞衛(wèi)星徑流,針對即將發(fā)射的第一顆地表水觀測衛(wèi)星SWOT,提出了一種衛(wèi)星徑流反演算法,充分結(jié)合模型模擬結(jié)果和衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),反演全球流域時空連續(xù)的徑流序列,為后續(xù)該衛(wèi)星的四級產(chǎn)品研發(fā)以及全球徑流遙感觀測提供了技術(shù)支撐。
2020年入職三峽集團(tuán)以來,結(jié)合集團(tuán)業(yè)務(wù)需求,進(jìn)一步開展遙感水文應(yīng)用研究,建立和集團(tuán)業(yè)務(wù)緊密相關(guān)的遙感水文數(shù)據(jù)庫及查詢平臺,總結(jié)編寫《遙感水文數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)指南》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),利用“遙感+”模型,開展水電工程生態(tài)效益綜合評估、少資料流域氣象水文數(shù)據(jù)構(gòu)建、流域徑流模擬預(yù)報等工作,助力集團(tuán)的水電開發(fā)、梯級水庫調(diào)度運行、生態(tài)大保護(hù)業(yè)務(wù)。
仰望星空,解讀浩瀚太空中的眾多衛(wèi)星數(shù)據(jù);腳踏實地,立足于陸面水文過程,楊媛始終帶著滿腔熱情,用心做事,努力追逐著自己的遙感水文夢想。
新型電力系統(tǒng)高性能動態(tài)仿真技術(shù)探路者
新型電力系統(tǒng)高性能動態(tài)仿真技術(shù)是一種面對新型電力系統(tǒng)的創(chuàng)新性仿真技術(shù),主要解決新型電力系統(tǒng)中直流輸電工程及電力電子化設(shè)備對復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、精細(xì)化響應(yīng)過程以及快速仿真速度的需求,可以克服傳統(tǒng)電力系統(tǒng)仿真面臨的仿真模型不全面、數(shù)值算法不精確的困境。新型電力系統(tǒng)高性能動態(tài)仿真技術(shù)需要著重開展高性能數(shù)值仿真算法及復(fù)雜設(shè)備仿真模型的研究。
在仿真數(shù)值算法方面,為滿足高性能電力系統(tǒng)動態(tài)仿真計算的需求,中國電力科學(xué)研究院有限公司、國家電網(wǎng)仿真中心高級工程師戴漢揚博士研究了具備A穩(wěn)定特性的高階收斂精度的電力系統(tǒng)動態(tài)仿真譜虧損校正積分算法(Spectral Deferred Correction, SDC),并在電力系統(tǒng)全過程動態(tài)仿真軟件PSD-FDS中開發(fā)實現(xiàn)。他提出的算法能夠進(jìn)行高精度動態(tài)仿真分析,收斂精度高達(dá)(10-8),計算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
在新型電力系統(tǒng)的仿真建模與分析方面,他結(jié)合國家重點研發(fā)計劃NQI專項《特高壓交直流混聯(lián)大電網(wǎng)運行關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究》及多項國家電網(wǎng)公司科技項目,參與了13次高壓直流輸電工程、大型水電站、火電廠以及新能源發(fā)電基地的仿真建模工作。作為主要研究人員,戴漢揚基于PSD-BPA程序構(gòu)建了LCC-VSC-HVDC多端混合直流機(jī)電暫態(tài)仿真模型,填補(bǔ)了我國多端混合直流仿真模型的空白,在白鶴灘、祿高肇、烏東德直流輸電工程的規(guī)劃、調(diào)度方式計算中獲得了廣泛的應(yīng)用。此外,他構(gòu)建了電化學(xué)儲能電站的機(jī)電暫態(tài)及中長期動態(tài)仿真模型,并在PSD-BPA及PSD-FDS中開發(fā)實現(xiàn),為新型電力系統(tǒng)開展儲能電站參與電網(wǎng)調(diào)控功能的仿真分析與科學(xué)研究,提供了可靠的仿真分析工具。
戴漢揚主持國家電網(wǎng)公司重大科技項目1項,參與研究國家電網(wǎng)公司科技項目等10余項,編制國家標(biāo)準(zhǔn)3項,獲得省部級科技進(jìn)步獎1項,入選北京市科協(xié)2022—2024年度青年人才托舉工程,發(fā)表SCI/EI論文12篇,獲得授權(quán)、受理發(fā)明專利14項,撰寫電力系統(tǒng)專著1部。面對新型電力系統(tǒng)帶來的重大挑戰(zhàn)和技術(shù)需求,戴漢揚將攜手研究團(tuán)隊,突破傳統(tǒng)仿真技術(shù)的瓶頸,為新型電力系統(tǒng)探索、構(gòu)建準(zhǔn)確可靠、高效實用的新一代高性能動態(tài)仿真技術(shù)。