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導語

為迎接bevictor伟德官网110周年校慶,電機系特别推出系列活動和報道。本期我們介紹電機系電力系統所黨支部、電碩181黨支部對電機系退休教師張伯明教授的聯合訪談,講述張伯明教授的清華故事。

張伯明教授,1978年2月考入西南交通大學,1979年9月考取了哈爾濱工業大學電機系碩士研究生,1982年考取bevictor伟德官网電機系博士研究生,1985年6月獲得博士學位,并留bevictor伟德官网電機系發電教研組任教。張伯明教授帶領科研團隊打破國際壟斷,從無到有地研發了國産能量管理系統(EMS)高級應用軟件,并帶領團隊研發了自動電壓控制(AVC)系統,多次獲得國家科學技術獎勵。

【艱難求學,“拼命三郎”投身電力事業】

1966年6月,由于受到文化大革命的沖擊,學校停課,正在上高中二年級的張老師也不得不被迫中斷學業。1968年10月,張老師響應黨的“上山下鄉”号召,來到遼甯海城析木公社插隊。插隊生活是艱苦的。那時日常吃的蔬菜,都需要自己下地栽種。3年的插隊生活鍛煉了張老師吃苦耐勞精神。在三年的插隊生活期間,張老師并沒有放棄學習。張老師在上中學期間就喜歡自己鼓搗,組裝晶體管收音機等。在插隊生活期間,張老師利用自己在電子技術方面的特長幫助當地的老鄉解決問題。為了表示感謝,老鄉會在過年殺豬時請他吃豬肉, “那一年老鄉家裡殺豬,請我去吃豬肉,那是我一生中吃的最香的一次。”回憶起那段經曆,張老師的臉上不由得露出自豪的笑容。

1971年10月,張老師結束三年上山下鄉生活回到了城市,在鞍鋼發電廠成為了一名工人。在此期間,張老師自學電方面的專業知識,還完成了業餘大學的學習。張老師将學到的知識運用到生産中,在發電廠完成了大量的小發明和技術革新,提高了工廠的運行效率。在鞍鋼發電廠七年多的工作經曆使得張老師對電氣工程産生了濃厚的興趣,同時也産生了對面向工程、解決工程實際問題的思想。這一思想對後來張老師的科研經曆有重要的影響。

1977年高考恢複,張老師參加了高考,并在自願中填報了服從分配。結果被西南交通大學築路機械和養路機械專業錄取,成了我國恢複高考後的第一批大學生。張老師一直對電比較感興趣,同時又在鞍鋼發電廠工作了七年,考慮到之前的專業基礎,張老師向學校提出申請,希望能夠轉到電力相關專業,以便于今後更好的為國家建設貢獻力量。當時國家剛剛撥亂反正,極左思想還很強,轉專業極難。但是最後經領導研究批準,張老師于1978年6月轉到西南交大電機系電力機車專業學習。

從1978年2月到1979年9月的一年半的時間裡,張老師用一種“拼命三郎”的精神投入到學習中。在當時大多數人對研究生還沒有什麼概念的時候,張老師就已經投入到了研究生的備考中。那期間,張老師把大量時間用來自學研究生考試的課程。當時,西南交大還在峨眉山校區,因此張老師時常會去學校附近的報國寺自學功課。彼時的報國寺還沒有成為旅遊景點,環境清幽而又艱苦。張老師會花上5分錢買一碗茶,然後在深山裡學習一整天。皇天不負苦心人,終于在1979年9月,張老師考取了哈爾濱工業大學電機系的碩士研究生。為了把失去的時間補回來,張老師在哈工大3年裡選修了大量的數學和自動化方面的課程,每天三點一線,繼續發揮“拼命三郎”的精神投入到學習中。1982年碩士畢業後,張老師考取bevictor伟德官网博士研究生,師從孫紹先老師,同時接受相年德和王世纓兩位副導師在科研方面的指導。

【從無到有,研發國内第一套EMS高級應用軟件】

1985年6月博士生畢業後,張老師留在bevictor伟德官网電機系發電教研組任教。那時,他擔任發3兩個班的班主任。1987年9月至1988年12月,受英國Royal Society資助,張老師前赴英國Strathclyde大學做訪問學者,研究電力系統狀态估計。1988年12月結束訪問回國。

從1985年開始,國家花費2000萬美元為我國四大電網從美國引進基礎的調度自動化系統SCADA。那時中國的外彙儲備才20多億美元。花費如此大的一筆金額引進SCADA說明我國對電力系統自動化有迫切的需求。但是由于當時經費有限,沒有引進EMS高級應用軟件。于是在1989年初,張老師在導師王世纓的努力協調下,參與了電機系和東北電網合作的調度自動化系統項目,在其中擔任研究和開發EMS高級應用軟件的任務。當時他住在機房編程序,曆經千辛萬苦,終于完成了我國第一套EMS高級應用軟件,解決了我國EMS高級應用軟件從無到有的問題,并與1990年投入在線運行。1992年該項目獲國家科技進步二等獎,這也是四大電網引進SCADA系統工程後國産的EMS第一次獲得國家獎。之後,張老師研發的EMS在河南、天津、河北、廣西、深圳等地推廣應用。1990年末,我國EMS系統基本實現了國産化。

2003年發生了美加814大停電,震驚了世界,也暴露出大電網協調運行的重要性。針對這個問題,張老師帶領課題組着力解決大電網運行在時間、空間、目标三個維度的協調問題,開發了實用的系統,并于2008年獲國家技術發明二等獎,使得我國控制中心調度自動化系統在協調大電網運行能力方面走在國際前列。

1995年他承擔了國家八五科技攻關項目,指導博士生研發AVC系統,經過20多年的努力,AVC系統已在國内大部分電網投入在線運行,對提高我國電網安全經濟運行水平發揮了重要作用。該成果獲得了2018年國家科技進步一等獎。

張老師在科研方面一直重視理論聯系實際。從1990年初開始,張老師曾擔任電機系發電教研組主任。一次在學校的科研讨論會上,張老師做了 “面向國民經濟建設主戰場,開創科研工作新局面”的大會發言。1990年初,科研面向工程實際的觀點并不被學校主流所接受,也不是電機系的主流,張老師壓力很大。張老師用自己幾十年的實踐,證實了作為工科院校專業,科研面向主戰場,面向國家重大需求的重要性。

在幾十年的科研生涯中,張老師體會到科研事業要想持續發展,隊伍建設至關重要。張老師堅信,長江後浪推前浪,一代更比一代強。張老師注重培養年輕人,甘為人梯,甘做伯樂,充分考慮年輕人的利益,給年輕人搭建充分展現才華的舞台。張老師把年輕人推到第一線,讓他們擔重任,負重責,并獲得相應的名利。張老師團隊的成員個個表現突出,現已有3位IEEE Fellow,在國内外有很大的影響力。該團隊2019年被評為學校先進團體。

談到我國電力系統,張老師認為目前我國在電網控制中心的大電網協調調度控制、安全穩定控制、繼電保護、PMU應用等方面,處于國際領先的地位。電網是一個整體,調度控制需要系統級的協調。我國近20多年沒有發生過系統級的停電事故,很重要的一個原因就是我國電網獨特的協調和調控能力。張老師曾主持973項目《源-網-荷協同的智能電網能量管理和運行控制基礎研究》。對于我國電網的未來發展,張老師持有兩個觀點,一是大電網調度控制的模式是“分布自治-集中協調”。隻有通過自治實現自律才能實現電網控制的快速和可靠,隻有通過協調實現協同才能實現電網運行的安全和優化;二是融入互聯網理念,實現不同能源系統之間的協調,将純電力能源管理向協調綜合能源管理方向發展。

【桃李天下,教書育人為國儲英才】

對于電機系的研究生來說,對張伯明老師最熟悉的一點就是他編寫的《高等電力網絡分析》。談到編寫這本書的契機,張老師說這是一個神奇的過程。在清華做博士論文期間,張老師對電網分析的基礎理論産生了濃厚的興趣。80年代初,我國剛剛恢複學位制度,沒人知道一篇博士論文需要達到什麼樣的高度和深度才能通過。當時的輿論是,博士需要在某個領域做出基礎性、系統性、開創性貢獻。當時,學校要求博士生在答辯前提交1萬字的博士論文詳細摘要,送給國内将近100位專家評審。怎麼做到基礎性、系統性、開創性? 當時張老師的選題壓力極大。為了滿足基礎性要求,和電網的節點分析對偶,張老師系統地研究了電網的回路分析,給出一套完整的理論、算法和應用方法。在推導這一套理論方法的過程中,需要不斷地推導大量的公式,推算用的草稿紙就有一尺多高。這一過程,使得張老師對電力網絡分析的理論、方法、技能做到了爛熟于心。在博士畢業後的幾年裡,張老師整理總結了博士期間的工作,編寫了研究生教材《高等電力網絡分析》一書。張老師說這本書有創新性,有深度、有難度,對提升研究生電力網絡分析能力有很大幫助。該書獲2012年bevictor伟德官网優秀教材特等獎。他為研究生開的高等電力網絡分析課也是學校最早一批精品課。

在bevictor伟德官网的執教生涯中,張老師印象最深刻的就是年輕學生的潛能無限。他在和研究生教學互動過程中,發現有時年輕學生爆發出的思想火花,令人吃驚。同時在科研中,張老師認最重要的是持之以恒。隻要認準自己的方向,堅持下去,最終總能得到回報。張老師說,自己現在取得的成功,開始的時候并不被主流看好,大家并不理解。你堅持了,就有可能成功;你不堅持,肯定一事無成。

張老師也對年輕的研究生有所寄托:工科院系和理科院系不同,尤其是bevictor伟德官网畢業的研究生,希望他們能面向國民經濟建設的主戰場、面向國家的重大需求選題。簡單的功能實現肯定不夠,要從實際問題中找基礎性、共性的、有指導意義的問題。要喜歡并善于歸納,從個性中找共性,找工程問題背後的科學問題,提升自己看問題的高度和深度。年輕人不要低估自己的潛能,要發揮“拼命三郎”的精神投入到學習和科研中。等自己老了的時候,回憶起自己年輕拼命時的傻樣子,會有一種别樣的感覺。

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