與災害“賽跑”，筑牢供電屏障
——記河海大學能源與電氣學院青年教授王沖

鄭心 肖貞林

很多人眼中曾出現過這樣一幅畫面：電工懸空在百米高空的電線上進行帶電作業。每當這時，一群喜鵲從半空中飛過，從下面看上去，低飛的喜鵲個頭仿佛比那高處作業的人影還要大。對于我國用電大省江蘇而言，這類場景更屬司空見慣。其境內的特高壓輸電線路±800千伏建蘇線是我國“西電東送”工程的“大動脈”。白鶴灘上飛流直下的金沙江水帶動澎湃的電能，沿著2080千米長的特高壓建蘇線，浩浩蕩蕩地涌入江蘇，也給全國人民帶去源源不斷的清潔能源。

雖然河海大學坐落的位置距離此處有不短的距離，但同屬江蘇，同以天下為己任，二者共同在發展的道路上翻山越嶺、涉江渡河，經歷著酷暑寒冬，也向往著康莊大道，前者實踐、后者研究，為解決十數億人口的用電問題勇挑重擔。

“電力系統中一旦出現任何問題和故障，必須爭分奪秒地解決，否則極可能造成難以估量的經濟損失和社會影響。但近年來，極端天氣出現的頻次不斷增加，由此造成的電力系統停電事故也日益增多，對電力系統的安全穩定運行造成了嚴重的威脅。這是電力系統的‘劫難’，也是對我們的考驗?！焙雍４髮W能源與電氣學院青年教授王沖多年扎根電力研究一線，沉淀下了不少經驗和感悟。而保障電力運維這一重擔，也經由前輩的薪火相傳，慢慢落在了已經成長起來的青年一輩學者肩上。

“臺風刮來的研究方向”

國外論壇上曾有網友提問：中國全年24小時不斷電是真的嗎？這在國人眼中幾乎已經成為日常生活的基本保障條件，卻成為他人眼中值得探究的問題，一時間引發全網熱議。究其根本，還是因為持續保障十多億人用電絕非一件易事，背后飽含著汗水與辛勞的澆灌。

2014年以前，全世界最大的電力出口國非美國莫屬，這一“寶座”美國坐了百余年。從前，美方在發電方面有著極大技術優勢和主導權，許多國家的電力都要靠其支撐，但在越過時間的“分水嶺”之后，情況就有所改變。2001年，我國用電量巨大但技術還在追趕，而經濟卻迎來騰飛的黃金階段。各行各業若要取得更大的突破或進展，都無法脫離充足的電力支持。因此，為了襄助經濟發展的同時保障和服務民生，電力領域從業人員不斷攻堅克難、砥礪磨劍。2006年，我國特高壓技術進入試水階段；2014年，特高壓技術得到創新性突破，不僅打破了美國在電力領域的霸權，也成了我國一張新的國家名片，甚至因其出眾的性能，締造了新的國際標準。這不僅重塑了能源層面大國博弈的局面，也為彼時已經邁入博士求學階段的王沖帶去了更為堅定與積極的信念。

在王沖高考結束時，電力行業還未成為志愿榜上最熱門的專業之一，但憑著對物理的喜愛和對“電”這一無形卻強大的物質的好奇，他還是毅然選擇了河海大學電氣專業。這份持之以恒的熱愛敦促他用勤學與篤行填滿了在河海大學度過的本碩7年。其間，他始終沒有忘卻自己的初心，“我的職業目標就是保證電能以安全經濟的方式輸送至每個用戶家中”。

因此，前往香港大學深造的機會令王沖十分珍惜，但研究方向選擇的難題也一時間令他撓頭?！半娏W的分支龐雜，涉及的研究內容眾多，要選怎樣的路徑實現自己心中的理想，我在入學之初還沒有答案?！彼?，看論文、聽報告變成了他那時最喜歡做的事，他渴望在書海中快速錨定航向。但出人意料的是，“前路未明，臺風先行”。由于香港地處我國東南沿海，每年夏天幾乎都要刮上幾場肆意的臺風，這不僅令當地居民的出行備受考驗，居家用電的問題也令人困擾不已。一次學術組會上，王沖的博士生導師——侯云鶴教授，一語點醒了這位迷霧中前行的年輕人：“這些包括臺風在內的極端天氣災害對電力系統的影響是不是可以列入研究？”撥開云霧后柳暗花明的頓悟感一時間籠罩著王沖，也勾起了他深藏于心底的興趣?！叭绻芤运鶎W切實為身邊人解決生活中出現的實際問題，就再好不過了?！被腥婚g，他覺得自己似乎觸碰到了科研的真諦。

此后王沖便全身心地投入電力系統韌性/彈性的研究之中，堅持以時不我待的緊迫感與“時時放心不下”的責任感，多措并舉、嚴陣以待，致力開發各項抗臺風的保供電技術。在攻讀博士至前往美國愛荷華州立大學開展博士后研究期間，他相繼參與了中國香港資助局項目、美國電科院項目、美國能源部相關項目，以及美國國家科學基金會項目等研究課題，積累了豐富的實戰經驗。

然而王沖卻表示，除了這些可以量化的成果，求學歷程中最令他深覺受益匪淺的收獲是認識到科研需要“善于主動發現”和“善于主動思考”?！艾F實生活中，很多事情只有撥開現象主動發現并思考問題才能解決問題?！本腿缤瑢熼L于思考，一言為他指明科研前路的事例令他銘記至今?！敖裉煳乙矔r常反思自己當初是因為什么沒有認識到這些道理，也側面體現出這兩種能力對于科研者的重要性?！边h方仍遠，長路仍長，始終抱定一顆“善于主動發現”和“善于主動思考”的心，仍是王沖對自己的嚴格要求，也是對未來再獲技術突破的殷殷期待。

“奔跑中思考行業問題”

科研之余，王沖喜愛奔跑。在旁人眼中，那看似只是一個風嘯耳畔的動態過程，但淋漓的汗水卻會讓他實在地感受到努力的價值，還可以紓解工作的壓力，直至心態平復，思緒恢復冷靜。2018年，他重回母校，用嶄新的面貌與昂揚的姿態準備翻開自己的職業新篇，恰在此時，與災害“賽跑”的局勢卻變得越來越緊迫，2005年臺風“達維”對我國海南省電網的電力設備造成了嚴重破壞，導致了罕見的大范圍停電事故；2014年臺風“海鷗”破壞我國南方部分地區電網，受影響用戶超過400萬；近年來極端災害的發生頻次還在逐漸升高……許多國家及國際組織發布了重要的年度報告或白皮書，揭示能源系統在應對極端災害事件時需要具有足夠的彈性/韌性（resilience）。樁樁件件都令身在業內的王沖倍感擔憂的同時，也讓他深覺自己肩上的責任又重了幾分。

于是，借著2015年國家發展和改革委員會提出“加強能源互聯，促進多重能源優化互補”，以及次年進一步提出互聯能源供應系統指導意見的“東風”。王沖意識到，新型電力系統中很關鍵的一個特點就是綜合能源互補。由此，他帶領團隊積極布局，展開國家自然科學基金青年項目“極端天氣事件下電力-天然氣綜合能源系統的彈性策略研究”。項目中，他創新性地構建了非參數驅動的彈性演化模型體系及基于隨機狀態驅動的全過程彈性優化調度策略，解決了演化隨機性與模型通用性協調的難題、決策復雜性與策略高效性協調的難題。

在構建系統彈性調度策略時，王沖捕捉到，系統狀態的獲取是構建彈性策略的一個重要前提。極端災害事件會造成大面積的信息網絡故障，使信息網絡故障從常規的“小范圍、單點”向“大范圍、多點面”轉變。當部分區域信息不可觀時，傳統的狀態感知方法無法直接使用，導致無法直接獲得系統的整體運行狀態，而系統運行狀態是構建系統彈性策略的基礎，因此由極端災害導致的“部分區域信息不可觀”對構建系統彈性策略提出了重大挑戰。于是，在青年基金項目的基礎上，他又再次成功申請了國家自然科學基金面上項目“部分不可觀下基于狀態驅動的交直流電力-天然氣系統彈性策略研究”。

除此之外，無論是“物理系統角度下增強系統彈性的實時性措施”還是“信息網絡系統角度下增強系統彈性的實時性措施”，都是王沖與災害“賽跑”，筑牢供電屏障的一個個縮影。他始終步履未停。未來，他表示將繼續深入研究新型電力系統中高比例可再生能源、多能互補綜合能源、高韌性安全可靠特性，從電力系統、綜合能源系統、隨機決策理論、人工智能方法等多領域交叉角度出發，破解信息物理融合和高比例電力電子特征下新型電力系統的關鍵技術，讓四通八達的電路不僅為抗擊風暴災害“雪中送炭”，更為人民繁榮生活“錦上添花”。