武昕：光明使者

蔡巧玉

武昕

發(fā)送完最后一封郵件，關(guān)掉電腦，擠上地鐵，忙碌了一天的打工人回到住所，打開(kāi)燈，暗淡的屋子瞬間亮了起來(lái)，喚醒小度，播放一首舒緩的音樂(lè)，一天的疲憊瞬間蕩然無(wú)存。在北京，晚上七點(diǎn)之后，有兩千多萬(wàn)用戶會(huì)像往常一樣陸續(xù)打開(kāi)電子產(chǎn)品，開(kāi)始下班后的生活。當(dāng)電子產(chǎn)品為游蕩的靈魂帶來(lái)些許安慰時(shí)，民用電力系統(tǒng)也迎來(lái)一天中最忙碌的時(shí)刻。

2009年，國(guó)家開(kāi)展了“智能電網(wǎng)”計(jì)劃。之后，隨著國(guó)家的大力發(fā)展，電力系統(tǒng)像血管一樣，星羅棋布般遍布在祖國(guó)的每一個(gè)角落，滿足人們的用電需求。為了讓電網(wǎng)系統(tǒng)更加可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效和環(huán)境友好，科學(xué)家們不斷貢獻(xiàn)自己的智慧和才干，保證整個(gè)國(guó)家發(fā)電、變電、輸電、配電正常運(yùn)行，滿足正常的國(guó)民生產(chǎn)和用戶不斷提升的工作和生活需要。華北電力大學(xué)副教授、博士生導(dǎo)師武昕也是保證萬(wàn)家燈火正常運(yùn)行的守護(hù)者之一。

為低碳能源服務(wù)做調(diào)控

“‘新一代信息技術(shù)支撐下面向能源服務(wù)的負(fù)荷智能感知與集群協(xié)同技術(shù)’是我們目前研究的重點(diǎn)?！蔽潢空f(shuō)。

當(dāng)前，國(guó)家正在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，能源革命使能源體系由高耗能向低碳綠色轉(zhuǎn)變，電力行業(yè)在發(fā)生變革，清潔能源裝機(jī)容量不斷增加，電力需求量不斷增大，系統(tǒng)面臨棄風(fēng)棄光和供需失衡等問(wèn)題。結(jié)合多年經(jīng)驗(yàn)，武昕及團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，應(yīng)推進(jìn)能源消費(fèi)與供給的平衡，建立信息和電能的雙向互動(dòng)，整合調(diào)動(dòng)需求側(cè)資源。

為什么要調(diào)動(dòng)需求側(cè)資源？首先，能源革命側(cè)重發(fā)展清潔能源，消費(fèi)量占比大幅上升，是未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。而清潔能源具有間歇性和波動(dòng)性，會(huì)造成電網(wǎng)電能質(zhì)量下降，導(dǎo)致棄風(fēng)棄光現(xiàn)象明顯，能源利用率偏低，消納問(wèn)題已成為電力行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展中亟待解決的問(wèn)題，亟需從需求側(cè)促進(jìn)清潔能源消納。

其次，武昕及團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，人口密集的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，用電需求大，負(fù)荷數(shù)量多，氣象因素對(duì)負(fù)荷有顯著影響。比如，電網(wǎng)在冬夏兩季易受大負(fù)荷沖擊，出現(xiàn)電力缺口，造成供需失衡，而我國(guó)電力裝機(jī)整體冗余，在特定時(shí)間段、局部地區(qū)會(huì)出現(xiàn)電力短缺，不能新上發(fā)電機(jī)組的問(wèn)題，因此加強(qiáng)需求側(cè)管理，充分調(diào)動(dòng)負(fù)荷的功率轉(zhuǎn)移潛力是解決當(dāng)前問(wèn)題的可行途徑。

結(jié)合已有的研究，武昕及團(tuán)隊(duì)著重考慮解決3方面問(wèn)題：需求側(cè)資源豐富但物理分布分散，需合適的管控機(jī)制；負(fù)荷的管控不僅是負(fù)荷單方面的控制問(wèn)題，而是涉及多方協(xié)同的系統(tǒng)性問(wèn)題；基本控制單元是基礎(chǔ)，應(yīng)形成異質(zhì)聚合控制模型，以更大程度挖掘負(fù)荷可調(diào)節(jié)潛力。

武昕認(rèn)為，只有通過(guò)構(gòu)建負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，才能打破物理距離限制，低時(shí)延聚合大量負(fù)荷，提供低碳能源服務(wù)。為此，武昕及團(tuán)隊(duì)通過(guò)構(gòu)建負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，低時(shí)延虛擬聚合大量物理分散的負(fù)荷，構(gòu)建了“感-傳-算-控”一體的負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，形成了云邊端協(xié)同的交互結(jié)構(gòu)，從3方面展開(kāi)探索：通過(guò)非侵入負(fù)荷智能感知建立電網(wǎng)獲取負(fù)荷信息的數(shù)據(jù)接口，基于電流欠定分離實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分解，基于知識(shí)圖譜形成負(fù)荷圖譜標(biāo)準(zhǔn)化特征體系，構(gòu)建自適應(yīng)用戶的判別機(jī)制；為保證聚合負(fù)荷穩(wěn)定可控，引入多邊緣子云分別管控同類(lèi)負(fù)荷，在多聚合組共存的分組控制下研究聚合組協(xié)同機(jī)理，建立負(fù)荷可調(diào)節(jié)容量的評(píng)估模型，研究協(xié)同調(diào)節(jié)的約束最優(yōu)化問(wèn)題；聚合組內(nèi)負(fù)荷參數(shù)多樣，構(gòu)建異質(zhì)聚合負(fù)荷為基本單元的控制模型，基于混雜系統(tǒng)辨識(shí)建立異質(zhì)集群的系統(tǒng)模型，動(dòng)態(tài)調(diào)整輸入激勵(lì)使響應(yīng)達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)的最優(yōu)擬合?？傮w來(lái)說(shuō)，武昕及團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的項(xiàng)目研究，意在通過(guò)研究需求側(cè)資源的協(xié)同性機(jī)理，為解決能源服務(wù)問(wèn)題提供理論與技術(shù)支撐。

“這個(gè)事情我們大家其實(shí)特別有干勁。雖然很苦，但是我們能體會(huì)到工作中的那種快樂(lè)。”提起項(xiàng)目中的苦與樂(lè)，武昕笑意滿滿地說(shuō)。

為電力行業(yè)育人才

從學(xué)生時(shí)代便和電力工程打交道的武昕，在本科時(shí)期就知道，電力系統(tǒng)的龐雜，非一人之力可以扛起，而是需要無(wú)數(shù)有志之士共同推動(dòng)。所以在她工作后，為行業(yè)輸送人才被武昕視為使命中的重中之重。作為一名老師，傳承所學(xué)，以身作則，是武昕培養(yǎng)人才的不二法門(mén)。

在教學(xué)方面，武昕的育人方式很有一套自己的方法，這些方法都是她從自己的經(jīng)歷中總結(jié)出來(lái)的，也是她從自己最想感謝的人——王巖飛、崔翔和祁兵老師身上學(xué)到的。

武昕的博士導(dǎo)師王巖飛老師，是中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所研究員，一名對(duì)科研十分嚴(yán)謹(jǐn)純粹的學(xué)者，學(xué)術(shù)造詣深厚。武昕回憶說(shuō)：“每次我們匯報(bào)自己科研思路時(shí)，如果思路含混不清，導(dǎo)師會(huì)直接說(shuō)，‘不要講了，停下來(lái)吧’，十分嚴(yán)厲。”然而，正是因?yàn)閷?dǎo)師在學(xué)術(shù)上追求嚴(yán)謹(jǐn)，在科研上不忘初心，所以學(xué)生們對(duì)他“心生敬仰”，將他視為人生中的一面旗幟。武昕感慨道：“回頭來(lái)看，當(dāng)時(shí)收獲良多?！?/p>

團(tuán)隊(duì)合影

這種師生關(guān)系打動(dòng)了武昕，在日后的教學(xué)中，她也以嚴(yán)格著稱?！拔覍?duì)學(xué)生的研究思路、科研習(xí)慣會(huì)提很多要求，比如要求他們合理利用自己的時(shí)間，提高科研效率。因?yàn)槲覀儓F(tuán)隊(duì)整體的節(jié)奏比較快，所以學(xué)生可能會(huì)比較累，但是既然選擇了我們實(shí)驗(yàn)室，就一定要制定一個(gè)比較高的目標(biāo)，而不是只為了混一個(gè)學(xué)位。否則，他在未來(lái)的道路上會(huì)承受更大的壓力，因?yàn)樗芸炀湍芨惺艿酵瑢W(xué)間的落差?！蔽潢勘砬閲?yán)肅地說(shuō)。

當(dāng)然，除了雷厲風(fēng)行的一面，武昕也有溫柔的一面。武昕的本科老師崔翔教授，是學(xué)校專業(yè)的創(chuàng)始人之一，也是聲望和知名度極高的教授、博導(dǎo)。工作之后，武昕曾一度在研究方向的選擇上糾結(jié)、迷茫，找不到最終方向。最迷茫的時(shí)候，武昕給崔老師發(fā)了一封郵件，崔老師很快就回復(fù)了，并約好時(shí)間見(jiàn)面詳聊。在認(rèn)真地聽(tīng)了武昕的一些基本情況后，崔老師給了一些建議，幫助武昕找準(zhǔn)自己的發(fā)展方向?！澳谴握勗挻_實(shí)讓我感覺(jué)到一種溫暖，就是一種長(zhǎng)者的關(guān)愛(ài)。”

這種關(guān)愛(ài)后來(lái)也被武昕運(yùn)用在自己和學(xué)生身上。雖然實(shí)驗(yàn)組科研任務(wù)繁忙，很少有空閑時(shí)間，但實(shí)驗(yàn)室會(huì)特意組織、準(zhǔn)備一些有趣的活動(dòng)，和學(xué)生們一起釋放壓力。此外，祁兵教授也在武昕學(xué)術(shù)成長(zhǎng)的路上提供了很大的幫助，每次和祁老師討論時(shí)，總能擦出學(xué)術(shù)的火花，所以她十分在意學(xué)術(shù)交流，經(jīng)常會(huì)定期開(kāi)展學(xué)術(shù)交流會(huì)，讓學(xué)生們自由反駁學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，在學(xué)術(shù)自由的環(huán)境中共同進(jìn)步。

因?yàn)閲?yán)厲溫柔有度，武昕培養(yǎng)的學(xué)生十分優(yōu)秀。“我們實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生中，一半以上拿過(guò)國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金，幾乎都是優(yōu)秀研究生、優(yōu)秀研究生標(biāo)兵?！碧崞饚熜謳熃悖潢康脑谘袑W(xué)生們都忍不住自豪。

“我經(jīng)常和學(xué)生說(shuō)，只要認(rèn)認(rèn)真真做好手頭上的工作，多年后一定會(huì)有回報(bào)?！蔽潢孔约菏沁@么做的，也是這么給學(xué)生示范的。

工作至今，武昕帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室建立了電力物聯(lián)網(wǎng)云邊端協(xié)同結(jié)構(gòu)下的負(fù)荷智能感知理論，構(gòu)建了混雜系統(tǒng)負(fù)荷集群控制模型，榮獲第八屆中國(guó)電子學(xué)會(huì)優(yōu)秀科技工作者。主持國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金、國(guó)家電網(wǎng)科技項(xiàng)目及南方電網(wǎng)科技項(xiàng)目多項(xiàng)，參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家原“863”計(jì)劃等，近5年以第一作者在國(guó)內(nèi)外著名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表高質(zhì)量論文23篇，授權(quán)專利11項(xiàng)，編制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，獲得電力建設(shè)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。在日積月累的共事中，武昕也潛移默化地將堅(jiān)持的科研態(tài)度傳遞到學(xué)生身上。

電力系統(tǒng)紛繁復(fù)雜，研究過(guò)程中常常需要絞盡腦汁來(lái)解決形形色色的難題，這種苦，很多年前，武昕就通過(guò)老師的講述感知到。工作后，從一次次走不通的研究方向，一次次被推翻的實(shí)驗(yàn)成果，一次次埋伏在科研中的阻礙中，武昕算是親身感受到了。但她認(rèn)為科研也不全是苦。武昕說(shuō)：“科研過(guò)程確實(shí)會(huì)有煎熬，但更是一種堅(jiān)守和使命，這是一種快樂(lè)。如果研究能在實(shí)際中產(chǎn)生作用，哪怕對(duì)我們的生活有一點(diǎn)點(diǎn)改變，我都覺(jué)得很有意義?！睘榱诉@個(gè)樸實(shí)的目標(biāo)，她說(shuō)：“下一步，我還會(huì)繼續(xù)精進(jìn)自己，然后不懈探索。只為攜手志同道合的人相伴成長(zhǎng)，追逐我們共同的夢(mèng)想。”