黎靜華,廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院副院長(zhǎng)、教授、博士生導(dǎo)師,英國(guó)工程技術(shù)學(xué)會(huì)會(huì)士,曾于2014年前往丹麥奧爾堡大學(xué)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流與訪問(wèn)。兼任中國(guó)女科技工作者協(xié)會(huì)理事、廣西青年科技工作者協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)。主要從事新能源并網(wǎng)技術(shù)研究,主持或參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目10余項(xiàng),發(fā)表SCI、EI論文百余篇,出版專著5部,獲國(guó)家發(fā)明專利28項(xiàng)、軟件著作權(quán)10項(xiàng),成果獲廣西青年科技杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、中國(guó)電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)以及湖北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。榮獲第四屆全國(guó)高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)、廣西一等獎(jiǎng),教學(xué)成果榮獲廣西壯族自治區(qū)教學(xué)成果特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)。先后榮獲全國(guó)寶鋼優(yōu)秀教師、廣西首批勤廉先進(jìn)個(gè)人、廣西青年五四獎(jiǎng)?wù)隆V西三八紅旗手及自治區(qū)模范教師等榮譽(yù)。
“科研不容半點(diǎn)馬虎,正如電力不容半秒閃斷?!?/p>
10年前,黎靜華這位廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院的教授,從風(fēng)電王國(guó)丹麥求學(xué)歸來(lái),一頭扎進(jìn)家鄉(xiāng)的新能源戰(zhàn)場(chǎng)。她帶回的不僅是國(guó)際前沿技術(shù),更有一套“把論文寫在八桂大地上,把本事教進(jìn)學(xué)生心坎里”的育人經(jīng)。
黎靜華
問(wèn)道丹麥風(fēng)電“真經(jīng)”
黎靜華的科研之路,始終與時(shí)代脈搏緊密相連。
2010年前后,中國(guó)新能源規(guī)?;l(fā)展進(jìn)入關(guān)鍵轉(zhuǎn)型階段,風(fēng)電裝機(jī)容量一年內(nèi)實(shí)現(xiàn)翻番增長(zhǎng),能源結(jié)構(gòu)開始了實(shí)質(zhì)性轉(zhuǎn)變。然而,高速發(fā)展背后也隱藏著巨大挑戰(zhàn)。這時(shí),正在華中科技大學(xué)開展博士后研究的黎靜華有幸參與到國(guó)家“863”“973”等重大項(xiàng)目,在模擬大規(guī)模新能源并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響時(shí),她深切感受到消納的困境:“棄風(fēng)棄光”比例較高,暴露出系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力不足、跨省消納機(jī)制遇到瓶頸。國(guó)內(nèi)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的相對(duì)匱乏,讓她常常思考:國(guó)際前沿是如何破解這些難題的?
這個(gè)疑問(wèn),在2013年的一個(gè)深秋得到了解答。在一次國(guó)際會(huì)議上,丹麥風(fēng)電發(fā)展的成就如同一道強(qiáng)光,照亮了她的思路。專家介紹,這個(gè)北歐國(guó)家僅憑風(fēng)電就滿足了全國(guó)近40%的電力需求,穩(wěn)居全球首位。黎靜華當(dāng)時(shí)就萌生了前往丹麥研習(xí)風(fēng)電并網(wǎng)控制技術(shù)的想法。同年春節(jié),課題組一位同門從丹麥奧爾堡大學(xué)(Aalborg University,AAU)回國(guó)探親,在交談中黎靜華得知AAU能源系正在攻關(guān)采用“電-熱-氣”多種能源協(xié)同消納新能源的前瞻性技術(shù),急需合作者加入。在此機(jī)緣下,2014年12月,黎靜華踏上了前往AAU的訪學(xué)之旅。
AAU能源系在風(fēng)電并網(wǎng)領(lǐng)域的顯著優(yōu)勢(shì),為黎靜華打開了一扇觀察全球頂尖風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的窗口。她深入丹麥的能源實(shí)踐發(fā)現(xiàn),這里將風(fēng)機(jī)、電動(dòng)汽車、區(qū)域供熱網(wǎng)等多元化元素統(tǒng)一視為“廣義負(fù)荷”,通過(guò)靈活的電價(jià)信號(hào)引導(dǎo)負(fù)荷轉(zhuǎn)移,實(shí)現(xiàn)了多種能源形式的深度互補(bǔ)。這種系統(tǒng)性的思維,成為她日后回國(guó)構(gòu)建“廣義負(fù)荷互動(dòng)耦合模型”的核心靈感源泉。
在丹麥,黎靜華幾乎每天都“泡”在實(shí)驗(yàn)室12小時(shí)以上,全身心投入“電(風(fēng))-熱-氣”綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)控項(xiàng)目。她與技術(shù)專家深入討論模型細(xì)節(jié),反復(fù)推敲方案可行性。正是在這種高強(qiáng)度、高標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際合作氛圍里,她切身體會(huì)到了丹麥學(xué)者對(duì)模型精度近乎苛刻的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。而一次刻骨銘心的經(jīng)歷,讓她對(duì)這種“苛刻”有了更深的理解。
當(dāng)時(shí),團(tuán)隊(duì)正全力求解復(fù)雜的“電-熱-氣”多能流耦合難題,經(jīng)過(guò)一個(gè)月的艱苦努力,他們采用了一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)化的模型,終于得到了一組看似“可行”的運(yùn)行數(shù)據(jù)。匯報(bào)時(shí),黎靜華本以為會(huì)獲得階段性認(rèn)可,卻遭到丹麥技術(shù)專家的堅(jiān)決否定。專家們尖銳地指出,簡(jiǎn)化處理引入了不可接受的誤差,強(qiáng)調(diào)即使是0.1%的微小偏差也可能引發(fā)連鎖故障。盡管當(dāng)時(shí)這個(gè)簡(jiǎn)化模型在國(guó)際上已屬先進(jìn),但丹麥團(tuán)隊(duì)對(duì)精度的追求容不得絲毫妥協(xié)。這次“否定”激起了黎靜華更強(qiáng)的斗志。她和團(tuán)隊(duì)重返基礎(chǔ)理論,最終成功開發(fā)出一種能高效處理非線性、微分-代數(shù)耦合問(wèn)題的大規(guī)模分解-協(xié)調(diào)算法,顯著提升了模型精度,研究成果不僅發(fā)表在能源領(lǐng)域頂級(jí)期刊Applied Energy上,更入選了全球高被引論文?!皣?guó)外學(xué)者對(duì)細(xì)節(jié)的執(zhí)著追求讓我深受觸動(dòng)?!崩桁o華感嘆道。
丹麥風(fēng)電產(chǎn)業(yè)成熟的“產(chǎn)學(xué)研用”閉環(huán)生態(tài)同樣給黎靜華帶來(lái)了巨大震撼。她親身體驗(yàn)到,每個(gè)環(huán)節(jié)均通過(guò)產(chǎn)研聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化。一次深入風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的實(shí)地探訪,讓她目睹了整個(gè)體系環(huán)環(huán)相扣的高度協(xié)同和強(qiáng)大韌性。就在那一刻,她暗下決心,一定要將在丹麥汲取的先進(jìn)理念和關(guān)鍵技術(shù)帶回國(guó),融入家鄉(xiāng)廣西的綠色能源發(fā)展中。
研教相長(zhǎng)的育人路
2015年,黎靜華回到家鄉(xiāng)廣西。彼時(shí)的八桂大地,正站在新能源發(fā)展的起跑線上。她敏銳觀察到,廣西的風(fēng)電、光伏開發(fā)剛剛起步,潛力巨大但挑戰(zhàn)重重,與丹麥成熟的分布式智能體系形成鮮明對(duì)比。北部灣這片蘊(yùn)藏著約3000萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電資源的“藍(lán)?!鄙形撮_發(fā),并網(wǎng)容量為零。陸上風(fēng)電場(chǎng)則主要集中在預(yù)測(cè)難度大、誤差動(dòng)輒超過(guò)20%的復(fù)雜山地??粗@片充滿希望的土地,黎靜華心中那份“把論文寫在八桂大地上”的信念愈發(fā)堅(jiān)定。她知道,必須找到一條適合廣西的本土化發(fā)展路徑。
然而,將藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的第一步,就遭遇了“寒流”?;貒?guó)第2年,學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)希望她針對(duì)廣西的特點(diǎn),探索開辟高效轉(zhuǎn)化并網(wǎng)的研究方向。黎靜華接下任務(wù),卻迎面撞上了質(zhì)疑——“西部科研條件有限,何必自討苦吃?”同事們指出了現(xiàn)實(shí)的“三缺”困境:缺設(shè)施、缺平臺(tái)、缺支持。
“缺設(shè)施、缺項(xiàng)目,我們可以去爭(zhēng)取、申報(bào)。但人是核心,也是最難的?!崩桁o華坦言,當(dāng)時(shí)真正能挑大梁的研究骨干只有她一個(gè)人,帶著幾名研究生,可謂“白手起家”。面對(duì)困境,丹麥的經(jīng)歷、北部灣的藍(lán)圖以及對(duì)家鄉(xiāng)的責(zé)任感,重新燃起她的斗志?!袄щy的事情總要有人做,如果大家都不做,就沒(méi)有進(jìn)步?!彼龍?jiān)信,能源轉(zhuǎn)型變革的種子同樣渴望在西部的土壤中生根發(fā)芽。
黎靜華深諳,破解困局不僅需要前沿技術(shù),更需要培養(yǎng)一批“下得去、留得住、用得上”的本土化人才。她堅(jiān)守的教學(xué)原則是“老課新講、新課講透、難課講活”。她觀察到,在傳統(tǒng)工科教學(xué)模式下,學(xué)生背得出公式卻解決不了實(shí)際問(wèn)題。“比如講風(fēng)電并網(wǎng)控制,只推導(dǎo)數(shù)學(xué)模型是沒(méi)用的,得讓學(xué)生知道廣西的電源特性、網(wǎng)架結(jié)構(gòu),需要因地制宜調(diào)控策略。”因此,她的課堂總是“虛實(shí)結(jié)合”。例如,在“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”課堂上,她會(huì)將抽象的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)微分方程和控制理論,融入“西電東送”工程中的真實(shí)案例里。
“研教相長(zhǎng)”是黎靜華的另一個(gè)育人法寶。她堅(jiān)持以國(guó)家戰(zhàn)略需求為引領(lǐng),通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、探究式教學(xué)等方法,探索拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式?!拔蚁M麑W(xué)生走出校門時(shí),手里握的不只是畢業(yè)證,更懷揣著解決復(fù)雜電力能源問(wèn)題的真本領(lǐng)和推動(dòng)綠色發(fā)展的使命感。”為打通育人“最后一公里”,她提出“立借聯(lián)搭”的實(shí)踐思路,通過(guò)立足本校資源,借助南方電網(wǎng)等龍頭企業(yè)平臺(tái),聯(lián)合區(qū)外高水平高校,為學(xué)生搭建實(shí)戰(zhàn)化能力提升平臺(tái)。她的學(xué)生幾乎都有在國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)習(xí)的經(jīng)歷,不少人更參與了具有重大影響力的實(shí)際工程項(xiàng)目。
在實(shí)踐教學(xué)中,黎靜華很“較真”?!拔矣浀卯?dāng)時(shí)為了驗(yàn)證一個(gè)控制算法,黎老師陪著我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室熬了3個(gè)通宵。”她的一位學(xué)生回憶起來(lái),印象深刻。這份對(duì)科研嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膱?zhí)著,最終轉(zhuǎn)化成實(shí)實(shí)在在的效益。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的控制裝備在廣西甘蔗渣發(fā)電廠推廣應(yīng)用后,企業(yè)反饋:“自從用上這套裝備后,因廠內(nèi)負(fù)荷擾動(dòng)跳閘故障直接降為0,每年減少損失近千萬(wàn)元?!?/p>
在指導(dǎo)學(xué)生參與10余項(xiàng)國(guó)家級(jí)課題研究時(shí),黎靜華始終堅(jiān)持引導(dǎo)學(xué)生自主尋找解決方案。她深信:“老師能教的是方法,不是答案?!睆慕?9年來(lái),她多次獲得廣西高等教育自治區(qū)級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng);她指導(dǎo)學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)論文116篇,授權(quán)發(fā)明專利32項(xiàng);經(jīng)過(guò)她精心培養(yǎng)的36名畢業(yè)研究生中,有23人獲國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、自治區(qū)優(yōu)秀畢業(yè)生等榮譽(yù),超過(guò)50%成為廣西各級(jí)電網(wǎng)公司的業(yè)務(wù)骨干,深度參與“西電東送”等重大工程建設(shè),累計(jì)獲得表彰50余人次。
探索八桂大地能源轉(zhuǎn)型的獨(dú)特路徑
近二十載的學(xué)術(shù)積淀,讓黎靜華對(duì)中國(guó)能源轉(zhuǎn)型之路形成了深刻而獨(dú)到的見解——這是一條“主干強(qiáng)化與末梢柔化”雙軌并進(jìn)的特色之路?!皣?guó)外的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒,但不能簡(jiǎn)單復(fù)制?!彼龔?qiáng)調(diào),“正如丹麥的風(fēng)電送出技術(shù)適應(yīng)不了北部灣的臺(tái)風(fēng),中國(guó)的方案必須扎根于本土國(guó)情,解決中國(guó)的問(wèn)題?!?/p>
于是,黎靜華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)采用“數(shù)據(jù)沙箱”技術(shù),在確保原始數(shù)據(jù)物理隔離、絕對(duì)安全的前提下,構(gòu)建了一個(gè)支持科研人員高效調(diào)用數(shù)據(jù)模型進(jìn)行算法驗(yàn)證的虛擬環(huán)境。同時(shí),她巧妙地將歐洲風(fēng)電集群控制的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)“本土化”,結(jié)合北部灣臺(tái)風(fēng)頻發(fā)、氣象多變的特點(diǎn),在控制算法中創(chuàng)新性地加入了高精度的氣象預(yù)測(cè)因子,顯著提升了系統(tǒng)在極端天氣下的協(xié)同控制能力和生存能力。
“中國(guó)新能源的規(guī)模和資源稟賦是世界上獨(dú)一無(wú)二的,這既帶來(lái)挑戰(zhàn),也孕育著重大機(jī)遇。”黎靜華舉例說(shuō),廣西北部灣海上風(fēng)電的開發(fā),面臨著生態(tài)、跨國(guó)界協(xié)調(diào)、弱支撐電網(wǎng)等問(wèn)題,“這在國(guó)外沒(méi)有現(xiàn)成答案,我們必須自己動(dòng)手,寫出中國(guó)方案的‘語(yǔ)法書’?!睘榇耍e極探索前沿技術(shù)破解難題,研究量子計(jì)算在電力系統(tǒng)優(yōu)化中的應(yīng)用,試圖突破百萬(wàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算瓶頸,引入人工智能技術(shù),提高極端天氣下風(fēng)電的預(yù)測(cè)精度?!氨辈繛车娘L(fēng)有自己的脾氣,我們的算法就要學(xué)會(huì)‘讀懂’它,甚至預(yù)判它。”她形象地比喻道。
在黎靜華看來(lái),中國(guó)-東盟能源互聯(lián)互通是另一個(gè)巨大的創(chuàng)新空間。東盟各國(guó)電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)不一、技術(shù)水平各異,在她看來(lái)并非障礙,反而是探索多元化協(xié)同模式的天然試驗(yàn)場(chǎng)?!熬拖癫煌窖缘娜诵枰g才能暢快交流,我們要做的就是研發(fā)‘電網(wǎng)語(yǔ)言翻譯器’,讓不同國(guó)家的電力系統(tǒng)能安全、經(jīng)濟(jì)、高效地‘對(duì)話’與協(xié)作?!边@幅關(guān)于能源互聯(lián)互通的宏偉藍(lán)圖,不僅刻在黎靜華的腦海里,更清晰地鋪展在她辦公室的墻上——那是一幅被翻看得邊角磨破、又用膠帶仔細(xì)粘好的北部灣海上風(fēng)電規(guī)劃圖。圖上,不同顏色標(biāo)注著風(fēng)電場(chǎng)、港口和輸電線路,也勾勒著她心中連接中國(guó)與東盟的能源脈絡(luò)。
然而,這張承載著夢(mèng)想的“作戰(zhàn)圖”,也真實(shí)映射著她科研路上的困惑?!霸谖鞑孔隹蒲校氚堰@樣的藍(lán)圖變成現(xiàn)實(shí),時(shí)常要面對(duì)‘兩難’?!彼寡缘馈?/p>
第一“難”,是平衡。她需要在諸多的行政事務(wù)、項(xiàng)目申報(bào)、學(xué)術(shù)會(huì)議和做科研之間尋找微妙的平衡,常常晚上才能回到實(shí)驗(yàn)室,靜心沉浸于科研中。更讓她困惑的是,一些具有區(qū)域特色的研究項(xiàng)目,有時(shí)會(huì)因“西部基礎(chǔ)條件有限”的固有印象而被低估。第二“難”,是培養(yǎng)學(xué)生的壓力。西部高校學(xué)生的科研基礎(chǔ)相對(duì)薄弱,黎靜華就從最基礎(chǔ)的編程語(yǔ)句教起,陪著學(xué)生逐行調(diào)試代碼?!坝袝r(shí)確實(shí)覺(jué)得挺累,但看到學(xué)生滿臉的迷茫和求知欲,又覺(jué)得不能退縮?!彼f(shuō)道。
但是,這些困惑會(huì)在看到學(xué)生成長(zhǎng)時(shí)煙消云散。前年,黎靜華指導(dǎo)的一位畢業(yè)生,在防城港海上風(fēng)電送出工程建設(shè)中,解決了一個(gè)關(guān)于“海底復(fù)雜環(huán)境下最優(yōu)路徑規(guī)劃”的關(guān)鍵技術(shù)難題,之后特意感謝她:“用到了您教的電力系統(tǒng)最優(yōu)動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法算法,啃下了這塊硬骨頭。”那一刻,黎靜華覺(jué)得所有的付出都值了。
黎靜華摸索出一套“聚焦法”來(lái)解決“兩難”問(wèn)題——把精力集中在“北部灣海上風(fēng)電”“中國(guó)-東盟能源互聯(lián)”等具有區(qū)域優(yōu)勢(shì)的方向上,有所為有所不為;在事務(wù)性工作中尋找效率提升的方法,比如把項(xiàng)目申報(bào)材料模塊化,讓團(tuán)隊(duì)成員分工協(xié)作。
路雖艱,但行則至。如今,黎靜華也學(xué)會(huì)了在壓力中尋找平衡,她說(shuō):“科研不能急于求成,要先把根扎深,才能慢慢枝繁葉茂?!闭劶拔磥?lái),黎靜華的目光投向窗外:“西部科研不是‘洼地’,而是‘探針’,我最大的愿望就是能用科技服務(wù)好三件事——北部灣海上風(fēng)電、中國(guó)-東盟能源互聯(lián)互通,還有能源人才培養(yǎng)?!?/p>
采訪結(jié)束時(shí),黎靜華拿起手機(jī),翻出學(xué)生發(fā)來(lái)的照片,他們研發(fā)的新能源發(fā)電系統(tǒng)高效并網(wǎng)控制裝備正在風(fēng)電場(chǎng)調(diào)試,屏幕上的曲線如預(yù)期一樣運(yùn)行著。“你看,這就是我們的追求——讓每一度清潔電,穩(wěn)定轉(zhuǎn)換成萬(wàn)家燈火。”
從北歐的風(fēng)電實(shí)驗(yàn)室到八桂大地的山海之間,她用10年時(shí)間證明:真正的科研,既要仰望星空的國(guó)際視野,也要腳踏大地的務(wù)實(shí)堅(jiān)守;最好的育人,是讓學(xué)生既成為解決問(wèn)題的專家,也成為心懷家國(guó)的建設(shè)者。
北部灣的風(fēng)裹挾著潮聲掠過(guò)耳畔,也推動(dòng)著黎靜華與團(tuán)隊(duì)探索的航向——那里,清潔能源的智慧正跨越國(guó)界,奔向深藍(lán)。(作者 韋俞妃系廣西大學(xué)黨委宣傳部職員。本文圖片由作者提供)
來(lái)源:《神州學(xué)人》(2025年第9期)
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