">
電子報
電子報

從“開拓者”到“引路人”———記“何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎”獲得者張伯明



2009年1月,張伯明(右二)和團(tuán)隊成員在國家科技獎勵大會上


●記者 陳卓琬
張伯明 1948年生于重慶?,F(xiàn)任我校電機工程與應(yīng)用電子技術(shù)系教授、博士生導(dǎo)師,IEEE會士,CSEE高級會員。1985年在清華獲博士學(xué)位后留校任教,一直從事電力系統(tǒng)分析和電網(wǎng)調(diào)度自動化的教學(xué)和科研工作。曾獲國家科技進(jìn)步二等獎1次,國家技術(shù)發(fā)明二等獎1次,省部級科技進(jìn)步一等獎2次,光華科技基金一等獎1次,曾被評為在工作中作出突出貢獻(xiàn)的中國博士學(xué)位獲得者。 今年10月20日,張伯明榮獲“何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎”。
  “1966年,我的一切與現(xiàn)在息息相關(guān)的經(jīng)歷都從那時開始……”面對眼前的成績和榮譽,張伯明從未忘記成長道路上彌足珍貴的人和事。
  
從“老三屆”到青年學(xué)者
1966年,18歲的張伯明還是一名高中二年級的學(xué)生。他們那代人被稱作“老三屆”,而張伯明總是笑稱自己是年紀(jì)稍微大一點的 “老三屆”。1968年,剛剛完成高中學(xué)業(yè)的張伯明下放到農(nóng)村,在遼寧鞍山的一個縣里參加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。做了3年“農(nóng)民”的張伯明依然保持著濃厚的學(xué)習(xí)興趣,書本筆紙很少離身。
  1971年,遼寧鞍山鋼鐵公司人員緊缺,遂打算從農(nóng)村抽調(diào)部分知識青年回城參加工業(yè)生產(chǎn),張伯明成為其中一員,被調(diào)入鞍鋼發(fā)電廠做工人。
  進(jìn)入鞍鋼的張伯明欣喜地發(fā)現(xiàn)那里 “別有洞天”———隨處可見的儀表、器械、線路都是他的“心頭好”。于是,在鞍鋼發(fā)電廠期間,張伯明利用工作之余做起了自動化儀表方面的小發(fā)明,原本只是“喜歡研究技術(shù),喜歡學(xué)習(xí)”,卻沒想到因此得到了工廠的重視。
  兩年間,張伯明堅持利用空余時間自學(xué)大學(xué)課程。1973年,我國部分高校開始招收工農(nóng)兵學(xué)員,蓄勢已久的張伯明立刻報了名。高中畢業(yè)后從未間斷過學(xué)習(xí)的他不出意料地取得了優(yōu)異的成績,卻因種種原因未被錄取。直至1977年全國恢復(fù)高考,張伯明才再度獲得了公平競爭的機會,考入西南交通大學(xué)。
  當(dāng)時的西南交通大學(xué)位于偏遠(yuǎn)的四川峨嵋山區(qū),條件雖然艱苦,卻為張伯明提供了一個潛心學(xué)習(xí)的清凈空間。得益于常年刻苦自學(xué)打下的堅實基礎(chǔ),張伯明僅用了一年半時間就順利完成了本科課程的學(xué)習(xí),并于1979年下半年考取哈爾濱工業(yè)大學(xué)的碩士研究生。
  入讀哈工大后,張伯明“玩兒命”地學(xué)習(xí),為的就是把過去10多年 “浪費”的時間補回來———他每天選課近8小時,無論聽課還是自學(xué)都會 “熬”到很晚,早睡則是很“奢侈”的事情。1982年,張伯明如愿考入清華大學(xué)攻讀博士學(xué)位,成為當(dāng)時全校招收的8名博士生之一。經(jīng)過不到3年的學(xué)習(xí),他于1985年6月取得博士學(xué)位并留校任教,次年赴英國做訪問學(xué)者。
  
合上時代的節(jié)拍
從高中到博士畢業(yè),18年的歷練使張伯明逐漸成長為一名初露頭角的青年學(xué)者。他一邊從事著自己鐘愛的科學(xué)研究,一邊關(guān)注并積極參與中國電力自動化事業(yè)的發(fā)展。
  1986年,我國從美國引進(jìn)了4個調(diào)度自動化系統(tǒng),分別用于華北、華東、東北和華中4個大區(qū)的電網(wǎng)。這次引進(jìn)對我國電網(wǎng)調(diào)度自動化的發(fā)展具有里程碑式的意義,但限于當(dāng)時國家的經(jīng)濟(jì)能力,我國未能引進(jìn)能量管理系統(tǒng)(EMS)應(yīng)用軟件,尚需立足國情自行加以開發(fā)。
  當(dāng)時正在英國訪學(xué)的張伯明應(yīng)用在校所學(xué)的電網(wǎng)分析理論,深入研習(xí)了對電力系統(tǒng)調(diào)度自動化實施網(wǎng)絡(luò)分析的高級應(yīng)用軟件研究方法,推導(dǎo)出了一系列可供實際運用的運算公式,并提出了一種不良數(shù)據(jù)的估計辨識法。后來的事實證明,這種方法在國際上取得了很好的反響,在20多年的工業(yè)應(yīng)用中一直保持著良好的性能,至今仍沒有更好的方法可以取代。
  1988年末,剛從英國學(xué)成歸來的張伯明在老師的推薦下一頭扎入東北電網(wǎng)調(diào)度中心,日以繼夜地開發(fā)起EMS高級應(yīng)用軟件。這一領(lǐng)域在當(dāng)時的中國仍屬空白,沒有任何資料可供參考,國外技術(shù)資料也對中國保密,張伯明便著手從國外引進(jìn)的自動化系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)庫的說明文檔中發(fā)掘可供參考的內(nèi)容,分析并借鑒國外的EMS技術(shù)。雖然一步一個坎兒,但張伯明從未動搖過將自己的算法嵌入到引進(jìn)的調(diào)度自動化系統(tǒng)平臺中、開發(fā)出中國EMS應(yīng)用軟件的信念———在東北電網(wǎng)調(diào)度中心,他不分晝夜地干,常常為了排查一個軟件錯誤徹夜工作,夜里冷,就索性將計算機的包裝箱拆了當(dāng)被子蓋。
  1990年5月,張伯明開發(fā)的狀態(tài)估計等EMS高級應(yīng)用軟件在東北電網(wǎng)成功投入在線運行。他成為率先在我國大區(qū)電網(wǎng)成功開發(fā)并投入運行EMS高級應(yīng)用軟件的人,也因此成為我國調(diào)度自動化領(lǐng)域的開拓人之一。他所開發(fā)的項目獲得了1992年國家科技進(jìn)步二等獎,這是調(diào)度自動化系統(tǒng)引進(jìn)后在該領(lǐng)域首個獲得國家級獎勵的軟件項目。
  回想起那段苦樂交織的日子,張伯明深感自己是一個幸運的人———“調(diào)度自動化系統(tǒng)的引進(jìn)為我提供了一次千載難逢的施展才能的機會”。
讓中國技術(shù)走出國門
經(jīng)過張伯明等一批“探路者”的大膽探索和近20年的持續(xù)發(fā)展,目前中國的調(diào)度自動化系統(tǒng)已全部實現(xiàn)國產(chǎn)化,但張伯明還有著另一個心愿:“什么時候外國能用我們的技術(shù)就好了?!睘榇耍陙硪恢敝铝τ谌蛛娋W(wǎng)自動電壓控制(AVC)的研究和開發(fā)。
  全局電網(wǎng)AVC對降低網(wǎng)損、改善電壓質(zhì)量、提高電網(wǎng)安全運行水平至關(guān)重要,一直以來都是電力調(diào)度部門努力追求的目標(biāo)。然而,它的實施需要在空間、時間、控制目標(biāo)等方面進(jìn)行全面協(xié)調(diào),難度極大,目前除法國電力等少數(shù)歐洲國家的電網(wǎng),世界上其他國家和地區(qū)的電網(wǎng)在這方面基本屬于空白。
  為了開發(fā)全局協(xié)調(diào)AVC,張伯明從1995年開始主持“八五”攻關(guān)項目,領(lǐng)導(dǎo)科研團(tuán)隊展開了相關(guān)研究。雖然當(dāng)時的應(yīng)用條件落后,業(yè)內(nèi)對AVC也缺乏了解,但張伯明從未言棄。經(jīng)過15年的不懈努力,他帶領(lǐng)團(tuán)隊先后攻克了軟分區(qū)、時空協(xié)調(diào)、目標(biāo)協(xié)調(diào)等多個技術(shù)難關(guān),先后獲中國發(fā)明專利 4項,最終成功開發(fā)出高性能的全局電網(wǎng)AVC系統(tǒng)。張伯明自豪地稱自己團(tuán)隊創(chuàng)造的AVC系統(tǒng)為“清華AVC”系統(tǒng)。該系統(tǒng)由于充分兼顧了多目標(biāo)時空協(xié)調(diào),技術(shù)先進(jìn)、運行可靠,目前已在國內(nèi)16個省級以上電網(wǎng)應(yīng)用。其中的三維協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)獲得了 2008年國家技術(shù)發(fā)明二等獎。張伯明也因多年來在電網(wǎng)控制中心能量管理系統(tǒng)算法發(fā)展中作出的貢獻(xiàn),于 2010年當(dāng)選為美國電氣與電子工程師學(xué)會(IEEE)會士。
  “清華AVC”研制成功的消息很快傳到國外。2008年,覆蓋區(qū)域涉及美國東部13個州和華盛頓特區(qū)的國際上最大的區(qū)域電網(wǎng)———美國PJM電網(wǎng)與清華大學(xué)簽訂合同,引入“清華AVC”系統(tǒng)。張伯明終于實現(xiàn)了“清華AVC”專利技術(shù)走出國門的夢想。目前,“清華AVC”系統(tǒng)已在美國PJM電網(wǎng)投入在線運行,美國加州電力調(diào)度中心和太平洋煤氣電力調(diào)度中心也相繼啟動了與我校的AVC合作程序。
傳道授業(yè) 引人前行
“我是一名清華大學(xué)的教師,在理論和技術(shù)上研究和創(chuàng)新是我義不容辭的責(zé)任?!睆埐魈寡?。但中國的調(diào)度自動化系統(tǒng)開發(fā)是一個大事業(yè),一己之力遠(yuǎn)不夠強大,亦不足以持久。對此,張伯明心里十分清楚。
  為此,從上世紀(jì)80年代開始,張伯明帶領(lǐng)團(tuán)隊,與電力應(yīng)用部門和國內(nèi) EMS廠家建立起良好的合作,向他們傳授最新技術(shù)?!拔译m然不能親手制造每一個產(chǎn)品,但希望通過知識的傳授,促進(jìn)他們的發(fā)展,推動該領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和國產(chǎn)化進(jìn)程?!?br>  1996年,張伯明撰寫出版了《高等電力網(wǎng)絡(luò)分析》一書,系統(tǒng)總結(jié)了他的理論研究成果和體會。這本書目前已成為電力系統(tǒng)專業(yè)出國攻讀學(xué)位研究生的必備參考書之一,被中國留學(xué)生親切地稱為“藍(lán)寶書”。
  如今,張伯明的理論研究成果在業(yè)內(nèi)得到了認(rèn)可和傳播,電力調(diào)度自動化技術(shù)也在國內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,他心里卻還有 著 一 個 未 了 的 牽掛———為事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展培養(yǎng)后繼之才。
  張伯明團(tuán)隊的骨干孫宏斌于1987年進(jìn)入清華讀本科,第二年就被張伯明轉(zhuǎn)為因材施教生加以專門培養(yǎng),由于學(xué)術(shù)能力突出,于1992年轉(zhuǎn)為直博生。孫宏斌本科畢業(yè)就發(fā)表了自動電壓控制國際會議論文,而博士論文的研究課題正是張伯明主持的國家 “八五”攻關(guān)項目“電力系統(tǒng)全局準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)無功優(yōu)化閉環(huán)控制”和關(guān)于AVC的國家自然科學(xué)基金項目。2003年,在與江蘇電網(wǎng)合作的自動電壓控制(AVC)項目中,張伯明特意放手讓孫宏斌主持。通過負(fù)責(zé)該項目,孫宏斌的積極性和創(chuàng)造性得到了極大的發(fā)揮,快速成長為一名出類拔萃的年輕教師———國家級教學(xué)名師、國家教學(xué)成果一等獎、杰青基金、茅以升獎、國家發(fā)明二等獎獲得者……同屬張伯明團(tuán)隊的吳文傳在作博士研究期間延續(xù)了張伯明的博士課題,完成了回路分析法在配電系統(tǒng)自動化方面的應(yīng)用,現(xiàn)已從一名研究生成長為副教授、博導(dǎo)。張伯明團(tuán)隊的另一成員郭慶來在博士期間完成了 AVC的理論提升工作,并對應(yīng)用中的技術(shù)問題作了深入研究,也已于去年被提升為副教授。
  看著學(xué)生們從需要老師的指導(dǎo),到慢慢成長、獨立起來,張伯明打心眼兒里高興。而被張伯明視為子女的學(xué)生們則這樣形容自己的老師:“張老師就是一本書,這本書里寫滿了深奧的EMS理論,但這本書卻很好讀,因為書里面有張老師的諄諄教導(dǎo)和耐心解答。有時候自己覺得累,不想讀書,但是看到張老師60多歲了,仍在孜孜不倦地前行,自己就不覺地又捧起了這本書。”
  張伯明正是這樣孜孜不倦地為我國電網(wǎng)調(diào)度自動化領(lǐng)域開荒拓土,為我國的電網(wǎng)調(diào)度自動化研究培養(yǎng)后繼之才。多年來,他從事電力系統(tǒng)分析和調(diào)度自動化相關(guān)領(lǐng)域的研究工作,系統(tǒng)發(fā)展了電網(wǎng)實時網(wǎng)絡(luò)分析理論,創(chuàng)造了多不良數(shù)據(jù)估計辨識的RMEEI法,開發(fā)并在東北電網(wǎng)調(diào)度中心投運了我國第一套大區(qū)電網(wǎng)EMS應(yīng)用軟件,成為國內(nèi)該領(lǐng)域的主要開拓人之一。今年10月20日,在北京釣魚臺國賓館舉行的何梁何利基金2010年度頒獎大會上,張伯明榮獲 “何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎”。面對成績和榮譽,張伯明很平靜,他對學(xué)生們說:“獲獎并不是目的,我們的技術(shù)被社會采納,得到社會的認(rèn)可,為社會創(chuàng)造價值,這才是最值得高興的事情。”