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以智能技术服务中国能源绿色发展

来源:  发布时间:2014-03-31

——访国家“千人计划”特聘专家、国网能源研究院赖来利教授
本刊记者  祝传海

         

        赖来利出生于香港,成才于英国,连说话都是一口地道的港式腔调,但这些都不妨碍他有着一颗地地道道的“中国心”。
        “祝愿大家有更多更好的创新的成果,使更多的人民能够从中获益。希望完成我们的中国梦,振兴祖国,承先继后,耀我中华。”这是赖来利在荣获由《科学中国人》杂志主办评选的“2012年度人物奖”之后的感言。
        “振兴祖国,耀我中华”,这便是赖来利这位电力工程领域的国际知名科学家的“中国梦”。在过去30年时间里,他在英国已经用勤奋和天赋在所在的专业领域取得了突出的成绩。而今,他又回到中国,满怀为祖国和人民奉献的激情,希望将自己的所学真正贡献于祖国的能源及电力事业,为实现祖国的绿色发展而拼搏努力。
        赖来利,毕业于英国伯明翰阿斯顿大学,获得科学学士学位和博士学位,后由英国伦敦城市大学授予更高的科学博士学位,专长在能源和电力系统以及计算智能在电力工程中的应用。现任国网能源研究院能源决策支持技术研发中心主任,IEEE和IET院士,国家“千人计划”特聘专家。

 

荣誉等身,一心报效祖国

       

        出生于香港的赖来利从小就对科学和数学领域有非常浓厚的兴趣,1978年,他胸怀投身科学的理想,漂洋过海,到英国阿斯顿大学电力系统、控制和电力电子专业就读,从那时起至今,赖来利已经在电力科学领域跋涉了三十多年。
        三十年不改初衷,可谓钟情之至,而这种钟情和坚守带给赖来利的,是数不尽的成绩和荣誉。从1995年开始,他就致力于人工神经网络、遗传算法、进化算法、小波算法的研究,并倡导应用这些智能算法解决电力系统保护、控制、运行、管理以及规划优化问题等。赖来利首次提出了电力系统保护与瞬态性能相互协调的方法,利用电力系统故障产生的噪音开展电力系统保护研究。他应用智能计算方法解决了许多电力系统领域的难题,特别是在电力系统进化算法应用方面做出了开拓性贡献,其研究工作开辟了电力系统中人工智能和计算机智能应用的新领域,同时也为计算机科学中遗传算法的应用做出了很大的贡献。
        在其专业领域,赖来利已累计发表超过200篇SCI/EI论文,论文已被引用超过3000次。由Wiley出版发行了3本专业著作,例如《Distributed Generation: Induction and Permanent Magnet Generators》。在研究成果的应用方面,他曾为重大国际项目如英国和法国之间的海峡隧道建设担任高级顾问,还发起和协调由欧盟第七框架计划赞助230万欧元的智能电网工程项目,被授予IEEE第三千年奖章以及英国和爱尔兰共和国(UKRI)IEEE电力与能源协会(IEEE/PES)2000年杰出工程师奖章。此外,赖来利主持开发的多个电力系统软件被英国国家电网公司和意大利国家电力公司采用,他提出的多种算法已被应用于工程实践并获得了极高的评价。他还首次提出了电力系统保护与瞬态性能相互协调的方法,目前英国国家电网公司已经采用这种方法来监控电力系统故障。
        尽管早已获得了数不清的荣誉及由此带来的优越生活条件,但身处异国的赖来利却一直关注着祖国的发展,他回国效力的愿望也越来越强烈。赖来利清楚地看到,随着祖国改革开放的深入推进,国家经济社会的不断发展和低碳社会的逐渐到来,对能源的需求必然大大增加。自己致力于能源领域的科研工作,必然能够为祖国作出应有的贡献。
        如今,赖来利教授正在国家电网公司直属的科研机构——国网能源研究院(国网能源院),担任能源决策支持技术研发中心主任之职,踌躇满志的他正在国家电网公司和国网能源研究院支持配合下,积极推进其创新创业工作。

 

立足专长,志在大展宏图

 

        作为电力工程领域的国际知名科学家,赖来利教授在以下三个领域取得了突出的成就和专长。
        在智能电网领域,赖来利教授曾主持European Commission FP7(欧盟第 7研发框架计划)的智能电网项目,领导和组织了14家学术机构和企业合作伙伴,为项目取得重大进展作出了杰出贡献。
        在可再生能源领域,赖来利教授对可再生能源发电进行了多年研究,尤其在风力发电领域,开发出多种风力发电机组模型。他在著名国际期刊上发表多篇论文,并获得IEEE电力与能源分会能源转换和电力生产技术委员会2006和2009年颁发的最佳论文奖。同时在他撰写过的多部著作中,赖来利教授对电力系统、智能电网发展以及可再生能源发电应用做出了系统的阐述和总结。
        在电力市场领域,赖来利教授在电力市场的管理和重构领域编辑了《Power System Restructuring and Deregulation》一书,并由Wiley出版。从2004年到2009年底,赖来利是IET电力交易与控制专业技术委员会的行政会员,同时是IET电力交易与控制专业技术委员会顾问小组的成员。他曾是爱尔兰单一电力市场服务的协调委员会成员。
        2011年,一心报效祖国的赖来利教授和家人回到中国,立志用自己的专长为自己的国家作出应有的贡献。在国网能源研究院,赖来利目前主要从事两个决策支持系统的研究与开发。这“两个决策支持系统”是指清洁能源发展战略决策支持系统和智能电网战略实施决策支持系统。清洁能源和智能电网是目前国际能源和电力领域发展的重点,与国家未来的发展密切相关,这也是赖教授立项的根本出发点。
        清洁能源发展战略决策支持系统的建设是立足于解决我国现阶段能源发展战略转变中出现的核心重大问题。为了应对气候变化、转变我国经济发展方式,我国提出到2020年非化石能源占能源消费比例达到15%左右,2020年单位国内生产总值碳排放比2005年下降40%~45%。这将是我国能源发展战略的重大转变,对经济社会可持续发展产生重大影响。这个系统的建设目标是,在深入研究国外发展低碳经济的意图、理论、方法和模型的基础上,提出适合我国国情的清洁能源发展理论、方法和路径,开发一套相应的决策支持系统,为我国政府、企业的清洁能源发展决策提供决策支撑。赖来利教授告诉我们,研究成果将形成一个以国际能源经济综合数据库及国外能源政策、技术、管理信息库为基础,以能源经济理论为指导,以能源战略分析模型、方法、工具为核心,支撑政府和企业清洁能源发展战略的决策支持系统。整个系统主要包括国际能源经济信息数据库和清洁能源发展战略分析平台,前者可以为深度了解国外低碳经济和能源战略背景、理论、意图与趋势奠定信息基础,后者则为我国清洁能源发展战略提供分析模型与工具。
        建设国家级智能电网,是进入新世纪以来,全球范围内电力系统发展的新方向。在深入研究国外智能电网发展的思路、目标、战略和举措的基础上,赖来利教授希望能提出适合我国国情的智能电网发展理论、方法、模式和路径,开发一套相应的决策支持系统,为我国科学制定和实施智能电网发展战略提供决策依据。他说,该项目的研究成果将形成一个以国际智能电网发展的政策、技术、标准、管理等资料信息为基础,以智能电网有关分析模型、方法、工具为核心,支撑落实国家智能电网发展战略的决策支持系统,主要包括国际智能电网信息数据库和我国智能电网发展分析平台。
        根据国家电网的规划,中国要建设“以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动化特征”的“坚强智能电网”,其难度不言而喻。赖来利教授也坦言,虽然目前我国坚强智能电网建设已经取得了显著成效,特高压输电技术已经成为推动我国电网建设步入世界先进行列的核心技术之一,但是随着智能电网新型技术的进一步发展和应用,我国智能电网在建设、运营和管理中仍将面临巨大的挑战。特别是在配电网领域,大量智能电网关键技术拥有巨大的发展潜力。电动汽车、智能家居、电力光纤到户、分布式电源、微电网等将得到进一步推广和应用,这些新型设备和设施的用户不同于传统的电力用户,将呈现出很强的互动性和主动性,因此,要在电力市场和政策机制引导下,立足新型用户的行为特点,对系统运行特性深入地分析和研究。此外,诸如智能电网下配电网的运行情况、智能电网的社会性效益评估、对电力市场模式的前瞻性分析等问题都有待解决。针对这些问题,“智能配用电系统运营分析及决策支持系统”将能给出比较圆满的解决方案。赖来利教授说,目前他们将重点关注智能配电网的发展,开发一套针对配电网运营的综合性分析系统,能够对不同地区配电网的建设情况进行具体分析,实现对配电网从设备层到运行层整个运营状况的监测,综合考虑国家、企业、用户等不同利益主体,全面、综合评估智能配电网的运营情况,为科学推动智能配电网的发展提供支撑。

 

依托平台,规划绿色发展

 

        随着中国经济的不断发展和实际需求,能源问题已经成为关系我国经济社会、科学技术、消费习惯、生态环境、外交军事等各个方面的重大问题。而智能电网与清洁能源战略决策支持系统必须充分考虑我国经济社会的可持续发展,以全局的、整体的、历史的、开放的视角去分析和研究,以我国的能源系统特征与市场经济体系为分析基础,为政府部门和能源企业决策者们提供战略规划、能源技术分析、经济分析、政策分析等决策支撑工具。
        赖利来教授告诉我们,这两个决策支持系统将根据我国实际情况,研究能源发展与经济、社会、环境等各方面的关系;研究国际能源市场、国内能源资源开发利用的关系;研究煤、水、电、油、气、核等各种能源之间的技术与经济关系;研究能源开发、输送、消费等各个环节之间的关系;研究化石能源与非化石能源、传统能源与新能源之间的关系;全面分析技术进步、经济效益及能源政策对清洁能源和智能电网发展的影响,推动清洁能源发展与智能电网建设,最终优化我国能源与电网的结构和布局。
        赖来利教授说,从长远角度来看,中华民族一直在努力回归世界舞台的中心,自己能亲身参与中华民族伟大复兴的进程,是莫大的荣幸。
        对于回国的目的和规划,赖来利表示,总的目标便是希望将自己在国际上多年积累和研究的智能电网与清洁能源的相关技术和经验应用于中国的智能电网及清洁能源事业,使中国在不远的将来能构建起更加集约化、精益化、安全可靠、高效互动的电力能源网络,引领该领域的世界技术发展。他将以国家电网公司和国网能源研究院为事业平台,依托国内外的科研实力,借助他本人积累的工程应用经验,组建和培养一支国际水平的技术团队,对中国智能电网建设和未来中国的清洁能源发展战略进行研究,研发一系列国际领先的科研成果,实现国内能源的高效利用与合理分配,实现在高度安全、清洁、经济方式下的电力供应,最终为实现中国的绿色发展以及应对世界性的气候变化做出贡献。
        为促进电网和能源的协调发展,国网能源院将在原有科学研究业务基础上,加强能源领域综合研究,进一步扩展宏观经济、煤电油运综合平衡、智能电网、新能源、能源低碳化等领域的研究业务。目标是建设成为在国内外具有重要影响力的综合性能源研究智库与交流平台,最终打造成为“以电力和能源经济研究为特色”的国际一流综合性能源研究咨询机构;形成能源战略和能源经济研究领域的知名品牌;拥有一批在我国能源领域具有较强影响力、在国际能源领域也有一定话语权的一流专家;培育出具有广泛影响力的能源研究媒体和能源论坛品牌。
        赖来利教授向我们介绍,国网能源院将依托国家电网,不断拓展国际平台,在国际交流中发挥积极的作用。在刚结束的IEEE SMC 2013年度会议上,赖来利教授作为大会主席并致开幕辞。该会议由IEEE SMC主委会、国网能源研究院、英国工程技术学会(IET)以及Powerpeg公司等多家单位共同承办。会议涵盖了包括智能电网技术、人工智能控制、机器学习在内的多个技术领域,收录了800多篇论文,并有超过800名各行业的参会者参与。会议的议程包括4个主题演讲、3个技术辅导课程、1个专题讨论会、66个常规技术会议和54个特别会议。该会议筹委会创立于2011年,成员来自多个国家和技术领域。在两年筹备过程中,筹委会在赖来利教授的组织带领下完成了会议的各项组织工作。
        赖来利教授致力于能源领域的重大问题研究,为政府决策和政策制订提供研究咨询服务,为国家电网公司与政府、国内外研究机构及其他能源企业之间的沟通交流搭建有效平台。而他目前所负责的两个决策平台,正是对这项工作的重要支持。赖教授坦诚地说,国家对他们这些回国创业的人员给予了极大的关怀,尽可能地给他们打好基础、铺好路。特别是近几年来,国内资金与工作环境已经得到了很大的改善,许多国内知名研究机构已经可以与发达国家相媲美。
        关于自己回国后的工作规划,赖来利教授进行了深入的调查和思考,并给出了自己的设想。透过他的设想,我们俨然能够看见这个国家未来在能源及电力方面的发展方向。
        首先,是开展清洁能源和智能电网信息库的建设工作,研究清洁能源发展和智能电网发展的前沿理论和技术,为后续研究奠定坚实的基础。第二,则是全面建成清洁能源发展战略决策支持系统、智能电网战略实施决策支持系统和用户能源智能管理系统,为国家的清洁能源发展战略和全面建设智能电网提供坚实的决策支撑,使电网在服务清洁能源开发、保障能源供应与安全、促进经济社会发展中发挥更加重要的作用。
        从长远看来,还需要全面完善智能电网工作服务体系,研发具有前瞻性的能源管理技术,使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。 
        尽管这是个十分宏大的构想,但赖来利教授说,国家电网公司和国网能源研究院现有的实验设施与团队为项目的实施提供了良好的平台和基础,同时在项目实施的各个阶段,国家电网公司将在人力、财力和设备等方面给予全方位的大力支持,包括提供实验场所,相应的配套经费以及全力协助赖来利教授建立研究团队和实验室。我们有理由相信,他的宏伟蓝图一定能够顺利实现,而这一天,并不会太遥远。    

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2017年10月下

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