2019年1月，上海電力大學(xué)（原上海電力學(xué)院）臨港校區(qū)綜合能源服務(wù)示范項目正式運行，這是全國首批、也是上海唯一入選國家能源局的“新能源微電網(wǎng)示范項目”。

　　該項目運行以來，通過集成先進(jìn)技術(shù)、智能管控等使能耗降低1/4左右。盡管這項示范還只是在大學(xué)校園范圍內(nèi)，但是其意義非同一般。

　　當(dāng)了解到2005級星友、上海電力大學(xué)電氣學(xué)院楊秀教授是該項目的主要設(shè)計與開發(fā)人員后，我們遂約他采訪，希望聽他介紹他和新能源微電網(wǎng)的故事。

　　本文源自《世界科學(xué)》雜志2019年第4期“今日啟明星”欄目。

　　采訪地點安排在上海電力大學(xué)楊浦北校區(qū)。落座前，楊秀先帶我們參觀了楊浦北校區(qū)的微電網(wǎng)示范與研發(fā)平臺，雖然容量和規(guī)模只有臨港校區(qū)的1/10，但是楊浦北校區(qū)的微電網(wǎng)示范項目是上海電力大學(xué)、甚至可以說是國內(nèi)高校此類能夠覆蓋整個校區(qū)的新能源微電網(wǎng)項目的開創(chuàng)性工程，也因此，楊秀投入了很大的精力用于該工程的規(guī)劃設(shè)計。

　　幾年運行下來積累了大量的運維經(jīng)驗與心得，為廣大師生提供了豐富的現(xiàn)場數(shù)據(jù)與技術(shù)支撐，也為臨港校區(qū)綜合能源服務(wù)示范項目的方案設(shè)計、工程建設(shè)和最終的良好運行奠定了基礎(chǔ)。

　　站在示范項目模型與控制屏前，楊秀對其中每一個標(biāo)識、每一個數(shù)據(jù)都如數(shù)家珍，如果給他時間的話相信他可以講出許多示范項目的故事。

　　偏偏就對“電”來電

　　楊秀出生在江蘇江都，兩歲后便隨父母“支邊”來到新疆的生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)六師，并在兵團(tuán)求學(xué)到高中。

　　在很多沒去過新疆的人眼里，新疆是個神秘而又吸引人的地方。在楊秀看來，新疆確實有它獨特的魅力，那里陽光明媚，空氣清新，也有不同于其他地方的風(fēng)景，而最讓他感慨的是，2019年春節(jié)回去他發(fā)現(xiàn)新疆發(fā)生了翻天覆地的變化。

　　就拿他曾經(jīng)工作過的國網(wǎng)新疆昌吉供電公司來說，當(dāng)時（1994—1998年）只有2座220千伏的變電站，而現(xiàn)在同電壓等級的變電站已經(jīng)有16座，全地區(qū)負(fù)荷更是翻了十幾倍，同時電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜。

　　楊秀說，由于自己是學(xué)電力的，所以對這些數(shù)字很敏感。我們也許不能完全明白這些數(shù)字意味著什么，但他的這番感慨我們從其他地方應(yīng)該是能感同身受的，那就是我國改革開放以來，不只是新疆，全國各地、各個行業(yè)都發(fā)生了翻天覆地的變化。

　　高中時，楊秀就對物理，特別是對“電”感興趣，在與班主任深聊后他意識到電氣是一個不錯的方向，而武漢水利電力學(xué)院（后并入武漢大學(xué)）是當(dāng)時國內(nèi)電力領(lǐng)域最好的高校。這樣，楊秀就把武漢水利電力學(xué)院電氣工程專業(yè)視為自己的追求并如愿以償。

　　當(dāng)時（1990年），無論從實驗室水平還是師資水平來看，電氣工程都是武漢水利電力學(xué)院的最強(qiáng)學(xué)科之一，所研究的對象與實驗設(shè)備動輒都是數(shù)十萬乃至上百萬伏的高壓，其實驗設(shè)施與實驗水平在當(dāng)時整個行業(yè)內(nèi)都是頂尖的。

　　也許和本專業(yè)“注重應(yīng)用”的特點有關(guān)，楊秀在本科時就接觸到現(xiàn)場大量的電力設(shè)備，并能在現(xiàn)場開展各種測試與操作。

　　學(xué)校對本科生的畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計十分重視，楊秀就先后到葛洲壩水力發(fā)電廠和西電集團(tuán)實習(xí)。

　　在葛洲壩水力發(fā)電廠實習(xí)的20多天里，楊秀跟著工人師傅一起三班倒，所有的操作、參觀與培訓(xùn)都在現(xiàn)場；在西電集團(tuán)實習(xí)的一個多月中，楊秀到西電集團(tuán)各個從事不同電力設(shè)備制造（如變壓器、斷路器、互感器等）的工廠里逐個輪崗實習(xí)。

　　其本人畢業(yè)設(shè)計就是對研發(fā)中的一個避雷裝置做特性實驗，通過不斷實驗、分析實驗結(jié)果進(jìn)而改進(jìn)該裝置的性能。

　　經(jīng)過這樣的歷練，到真正工作時，學(xué)生們對現(xiàn)場已經(jīng)很熟悉，并能很快上手，這種能解決實際問題的能力訓(xùn)練讓楊秀受益終身。

　　從電廠技術(shù)員到名校博士

　　大學(xué)4年楊秀最大的體會是：

　　電力行業(yè)是一個理論與實際聯(lián)系十分密切的行業(yè)，沒有對現(xiàn)場的熟悉和經(jīng)驗就不可能解決實際問題。

　　基于這樣的認(rèn)知，本科畢業(yè)后，楊秀選擇了到離家較近的國網(wǎng)新疆昌吉供電公司，并在那里做了4年的技術(shù)員。

　　電力行業(yè)的日常工作看起來并不復(fù)雜，但如果碰到棘手的問題時，就需要用學(xué)校學(xué)到的理論知識并結(jié)合現(xiàn)場實際進(jìn)行透徹分析，往往伴隨著現(xiàn)場長時間的監(jiān)測與實驗，不管條件多艱苦，也不管你是否為名校畢業(yè)生。

　　很多現(xiàn)場突發(fā)問題的解決都是在大量現(xiàn)場經(jīng)驗積累的基礎(chǔ)上形成的直覺來找到根源所在的。楊秀給我們舉了一個例子：

　　設(shè)備的介損測試在實驗室無干擾的情況下能夠測得非常精確，但在現(xiàn)場的變電站測試時，周圍的高壓帶電設(shè)備對儀器的電磁干擾影響很大，儀表指示會不斷抖動飄移以致往往無法正常讀數(shù)。

　　以前，工人師傅是用“土辦法”進(jìn)行大致估算，楊秀就一直思考有沒有可能做些改變，從書本里找到的方法無法消除干擾后，他又聯(lián)系了母校老師，結(jié)合實際情況制定出了一個新的實驗方案，并聯(lián)系廠家改進(jìn)相關(guān)實驗裝置。

　　經(jīng)過一年多的時間，通過改善屏蔽、信號放大、濾波等多種方法結(jié)合，最終解決了干擾的問題。

　　在此之后廠家據(jù)此研發(fā)了新的介損測試儀器。

　　在供電公司4年的工作也讓楊秀日益發(fā)現(xiàn)所學(xué)的知識并不能完全適應(yīng)電力行業(yè)突飛猛進(jìn)的技術(shù)發(fā)展，由此他萌發(fā)了讀研的想法。

　　1998年，楊秀考入自己的母校讀研，所選專業(yè)是高電壓技術(shù)，這是一個與高壓電氣設(shè)備打交道的專業(yè)領(lǐng)域。

　　2001年上半年，碩士畢業(yè)后的楊秀再接再厲，考入上海交通大學(xué)電氣工程系攻讀博士，專業(yè)方向是電力系統(tǒng)及其自動化，這個專業(yè)更關(guān)注的是整個電網(wǎng)而不是具體的設(shè)備，對楊秀而言相當(dāng)于“跨專業(yè)”了。

　　楊秀的導(dǎo)師陳陳教授對此有擔(dān)心，甚至建議他還是讀原專業(yè)方向。而楊秀非常堅決，非陳教授不讀。陳教授在他的“堅持”下最終同意收他為徒。

　　當(dāng)問及他為何對專業(yè)方向與導(dǎo)師選擇如此有定見時，楊秀回答：

　　“一方面是因為自己確實想拓展到與電網(wǎng)相關(guān)的專業(yè)，另一方面也是沖著在電網(wǎng)領(lǐng)域享有盛譽(yù)的陳教授而來。”

　　后來的事實證明，楊秀的堅持很明智，陳教授確實給予了他無論是在學(xué)術(shù)上還是在為人上巨大的指導(dǎo)和幫助。

　　陳陳教授的經(jīng)歷非常豐富，本科與碩士均畢業(yè)于清華大學(xué)電機(jī)系，畢業(yè)后在電機(jī)制造行業(yè)工作多年，改革開放后公派赴美留學(xué)并獲得普渡大學(xué)的博士學(xué)位，回國后先后到清華大學(xué)與上海交通大學(xué)任教，70多歲高齡時還活躍在科研和教學(xué)的一線。

　　上海交大對博士畢業(yè)的要求是相當(dāng)高的，對于楊秀而言，跨專業(yè)的難度就更大了。

　　因此陳教授一方面安排團(tuán)隊里的青年教師悉心指導(dǎo)，另一方面讓他很早進(jìn)入課題組進(jìn)行項目研究。

　　陳教授帶領(lǐng)的課題組會定期召開學(xué)術(shù)研討會，或邀請專家，或內(nèi)部交流，形式靈活，這種相互交流不僅提升了學(xué)生的學(xué)術(shù)水平，也提高了課題組的凝聚力。

　　2018年陳陳教授80大壽，學(xué)生們早就醞釀為老師祝壽，但陳教授執(zhí)意把祝壽會開成了一個研討會，讓每個弟子談?wù)劯髯宰钚碌墓ぷ鳌?/p>

　　這樣一種“活到老、學(xué)到老，對科研永葆熱情”的職業(yè)狀態(tài)和精神對弟子們不啻是一種無聲的鞭策。

　　從啟明星項目介入直流輸電

　　2005年，楊秀博士畢業(yè)時，心中已經(jīng)確定了未來從事高校教師這份職業(yè)，楊秀說：

　　“因為在學(xué)校里除了時間上的自由，還可以做自己喜歡的研究，而且能和年輕人在一起，不斷的輸出也迫使你一直接觸最前沿的科技。”

　　于是經(jīng)導(dǎo)師推薦，楊秀進(jìn)入了上海電力學(xué)院任教。

　　初到學(xué)校的他一心撲在科研與教學(xué)上，也得到了學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、同事的重視與幫助，因此很快融入其中，并積極動員交大的優(yōu)秀畢業(yè)生來此工作。

　　在他之后，有多位交大學(xué)弟學(xué)妹陸續(xù)來到這里任教。楊秀說他也被戲稱為交大學(xué)子到上海電力學(xué)院工作的“領(lǐng)路人”。

　　楊秀入職當(dāng)年就申報了啟明星課題并獲批，這是楊秀科研生涯中的首個項目，研究方向聚焦于直流輸電。

　　緣何有此選擇，楊秀介紹說，我國的西電東送中有很大一部分是通過長距離直流線路進(jìn)行輸送，以上海為例：

　　上海是世界范圍內(nèi)直流輸電系統(tǒng)落點最多的城市（目前已經(jīng)落點上海的直流輸電有4條），而多條直流輸電密集地落點在一個范圍不大的地域，會給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來許多問題，其中“換相失敗”就是非常棘手的問題。

　　換相失敗一旦發(fā)生往往會令整個交直流系統(tǒng)的功率、電壓發(fā)生波動，嚴(yán)重時會導(dǎo)致直流系統(tǒng)閉鎖乃至停運。

　　由于4條直流落點相距不遠(yuǎn)，近區(qū)交流電網(wǎng)的一個嚴(yán)重擾動可能會影響到多條直流，繼而造成多條直流的換相失敗。

　　而目前上海有近一半的電能都是通過直流輸送，對于上海這樣的特大城市來說，這大大增加了上海電網(wǎng)安全運行的風(fēng)險，也因為以上的情勢，很長時間來電網(wǎng)運行調(diào)度部門壓力極大，工作中如履薄冰。

　　針對這個非常重要的問題，楊秀及其同事開始了長期的跟蹤與研究，建立了能真實模擬現(xiàn)場直流輸電控保系統(tǒng)的仿真模型，針對不同原因引起的換相失敗，分析其機(jī)理與規(guī)律，對相關(guān)控制保護(hù)的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，并針對未來不同場景可能會出現(xiàn)的問題提出了多種預(yù)案。

　　由啟明星課題開始，包括之后的上海市自然科學(xué)基金項目、國家自然科學(xué)基金項目、國家電網(wǎng)公司重點項目等，都是在這個方向上的延續(xù)和深入，這兩年更是以企業(yè)生產(chǎn)運行中出現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)問題為抓手，聚焦行業(yè)重大需求，提供解決方案，從而也解決了行業(yè)的共性問題。

　　楊秀向中國工程院盧強(qiáng)院士一行介紹楊浦北校區(qū)微電網(wǎng)示范與研發(fā)平臺

　　新能源微電網(wǎng)的力推者

　　楊秀的另一個研究方向就是本文開篇提到的新能源微電網(wǎng)領(lǐng)域。

　　2005年楊秀博士畢業(yè)時，新能源進(jìn)入快速發(fā)展階段，他從分布式能源接入配電網(wǎng)領(lǐng)域開展研究。

　　目前，大容量新能源集中接入主電網(wǎng)總體上可控可調(diào)度，然而，由于分布式能源如光伏、風(fēng)電等的隨機(jī)性與不穩(wěn)定性，如果大量分布式能源直接接入配電網(wǎng)，往往會對配電網(wǎng)的運行帶來諸多問題，并影響新能源的發(fā)展。

　　針對這個問題，楊秀及其團(tuán)隊長期聚焦微電網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用，將分布式能源、儲能、負(fù)荷等聚合成一個自治運行的微型電網(wǎng)，并通過公共接入點并入配電網(wǎng)。

　　這樣做的好處是整個微電網(wǎng)對外部電網(wǎng)來說都是可調(diào)可控的，如此就解決了分布式能源友好接入電力系統(tǒng)的問題。

　　楊浦北校區(qū)智能微電網(wǎng)示范與研發(fā)平臺總體布局

　　2011年，楊秀帶領(lǐng)的課題組在上海電力學(xué)院建立了風(fēng)光儲微電網(wǎng)實驗室并有效運行。

　　2013年，在這個平臺的基礎(chǔ)上，學(xué)校在楊浦北校區(qū)建設(shè)了一個覆蓋整個校區(qū)的智能微電網(wǎng)示范與研發(fā)工程，楊秀牽頭做了方案設(shè)計和可行性論證，經(jīng)過兩年的建設(shè)，楊浦北校區(qū)微電網(wǎng)示范工程于2015年正式運行，各類分布式發(fā)電為學(xué)校提供了清潔能源，相關(guān)的平臺還為學(xué)校師生的教學(xué)科研提供了數(shù)據(jù)資料、實驗測試等各方面的技術(shù)支撐。

　　在此基礎(chǔ)上，2016年上海電力學(xué)院開始醞釀臨港新校區(qū)的微電網(wǎng)建設(shè)，裝機(jī)容量擴(kuò)容到了原來的10倍。

　　歷經(jīng)三年的建設(shè)，全國大學(xué)校園首個兆瓦（MW）級的新能源微電網(wǎng)示范平臺于2019年初在上海電力大學(xué)臨港校區(qū)建成運行。

　　介紹到這里，談吐一直很平和的楊秀也有點激情難抑：

　　“目前整個臨港新校區(qū)稱得上是一個風(fēng)光儲一體化、電熱冷多能供應(yīng)的智慧微能源系統(tǒng)——除了300千瓦的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)外，臨港新校區(qū)所有建筑物屋頂都裝有光伏發(fā)電，多功能太陽能路燈集充電、無線網(wǎng)絡(luò)、照明、監(jiān)控于一體，空氣源熱泵和太陽能光熱互補(bǔ)供應(yīng)熱水，還有多類型復(fù)合儲能設(shè)備和樓宇節(jié)能環(huán)保措施等。”

　　臨港新校區(qū)綜合能源服務(wù)示范項目的建設(shè)為能源管理、節(jié)能改造以及運營管理模式提供了一個可借鑒的新標(biāo)桿。

　　楊秀強(qiáng)烈建議我們有機(jī)會一定去臨港新校區(qū)看看，在他看來，這套能源系統(tǒng)在一定程度上詮釋了上海“電力”大學(xué)的特征和使命：隨電而進(jìn)、緣電而生、依電而立。

　　楊秀目前的一項最新職務(wù)是學(xué)校新成立的能源電力科創(chuàng)中心的副主任，該中心的目標(biāo)是在能源電力領(lǐng)域為上海建設(shè)具有全球影響力的科創(chuàng)中心做出突出的貢獻(xiàn)。

　　從力保主干電網(wǎng)的運行安全到投身微電網(wǎng)建設(shè)，從電廠技術(shù)員到名校博士再到上海電力大學(xué)能源電力創(chuàng)新發(fā)展的核心專家，楊秀的每一次轉(zhuǎn)型都是一種蛻變，但不變的是他作為“電力人”的本色和情懷。

　　這樣的“電力人”在上海電力大學(xué)有一批，楊秀是他們中的突出者。