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先生是   2022   年岁末北京最冷的那个冬夜离开我们的。   3   个多月来,我一直很难接受这一事实。白日尚可,每到夜晚,一闭眼先生即出现在脑海:他在教诲我,他在指点我,他在关心我——先生真的走了吗?
在先生发病入院的前   3   天,按照先生与我约定的每月一次的例行安排,我到先生家中汇报并商讨工作。那天先生兴致很高,刚一进门,即询问我的身体状况,说他专门咨询了医生,我吃的药可能不合适,并给我推荐一种新药可以更好地控制血压。随后我汇报了江苏金坛压缩空气储能电站冬季运行情况。金坛电站是先生晚年心血的结晶,当听到我说电站效率已提高至   62%   时,先生非常高兴,话题就此打开。他谈到与中盐公司下一步的工作设想,谈到我新获的高景德奖。卢老师说:“三年疫情结束了,现在可以请客了,你一定要请客呦,只是你不能像以前那样喝酒了……”不知不觉谈话持续了三小时,而平常为了不影响先生休息,我都刻意将时间控制在一个半小时之内。眼看超时太多,我边起身边向依然谈兴正浓的先生告辞,先生稍感突然,一时望着我不语。那天非常特别,我也特意凝望了先生一眼,他双目炯炯,精神矍铄,腰板挺直,完全不像一个八十有六的耄耋老人……这是先生留给我最后的但也是永久的凝固画面。
曾料仅仅 3 天后,先生居然生病住院了……
先生真的走了,是上苍不公夺取了本该属于先生的至少一轮的华年。
先生真的走了,我真正感觉到没有了先生,未来的工作和生活是多么的困难。
悲伤、彷徨、迷茫……这肯定不是先生在天之灵愿意看到的。
难道先生还没有教会我如何工作和生活吗?先生无边的智慧、崇高的精神从哪里、在何时,可以追寻、可以缅怀呢?多少个长夜静思,我终于找到了答案——是那一天,在美丽的江南。
2022 5 26 日上午 9 点,江苏金坛,风光旖旎的茅山脚下,中盐金坛公司茅 8 井现场,国家能源局储能示范工程“江苏金坛 60MW/300MW 盐穴压缩空气储能电站”并网发电典礼隆重开幕。这是世界第一座非补燃压缩空气储能电站,举世瞩目。作为非补燃技术的提出者,先生第一位出场致辞。与通常重大工程开、竣工讲话风格不同,但与先生特有的激情澎湃、迭有新意的演讲风格一致,先生声情并茂地诵读了 17 岁的卡尔·马克思在特里尔中学毕业时的一段名言:“如果我们选择了最能为人类而工作的职业,那么,重担就不能把我们压倒,因为这是为全人类做出的牺牲。”先生以少年马克思的这段话作为开场白,刹那间将典礼现场气氛推向高潮!这是 10 年来先生带领团队为解决大规模清洁物理储能难题迎难而上、砥砺前行的心路历程,更是先生毕生为国家、为人民服务从事科教工作的智慧源泉和精神写照。
我第一次见到先生是 1996 3 16 日,当时我即将从中科院系统所博士毕业,我的导师秦化淑研究员与先生系多年至交(早在 1978 年,他们在线性最优控制方面即有深入的科研合作)。当秦老师得知先生结束了在日本九州工业大学 2 年的客座教授任期业已回国时,随即推荐我到先生门下做博士后。跟先生约定的时间是下午 2 点,一进办公室,先生起身相迎,寒暄问询。与之前我脑海中科学家的印象不同,先生仪表堂堂,姿态威严,一望便心生敬畏,我很担心自己是否能入他的法眼。先生首先让我用英语汇报一下博士论文的主要工作,听完后指点道:“你的研究方向是复杂系统非线性鲁棒控制,而电力系统是最复杂的工业系统。你进站后,可在复杂电力系统控制这一交叉领域进行探索。”随即他又说我不是学电气专业的,应该下大功夫补习电气功课。他向我推荐了国际著名电力专家 Y. N. Yu 的名著 Power System Dynamics 。当我表态一定努力补习电气专业知识时,他的回应让我醍醐灌顶,受益终身:“你不用想着立刻转变为一位专业的电力科技工作者,没有必要也不可能。你要发挥你在数学和控制理论方面的专长,在电力与控制交叉点开展研究工作。譬如,大型同步发电机组励磁和调速控制器的设计问题,如果考虑系统的非线性特性,则可转化为一类二次偏微分不等式的求解问题,这个不等式叫 Hamilton-Jacobi-Issacs 不等式,目前还没有一般的解析求解方法。以后你的博士后研究可以聚焦于此,我相信你一定会有所突破。”听了先生的指点与鼓励,加上我曾经系统学习过 Hamilton-Jacobi-Bellman 方程( Hamilton-Jacobi-Issacs 不等式是其特型),我悬着的心终于落地了,旋即对即将开始的博士后生涯信心大增。以后我 10 余年的科研工作,完全围绕先生指点的方向展开,可以说主要凭此方向的工作业绩破格升教授、获杰青,当选长江学者,此为后话。
那天的先生让我体验了传说中的望之俨然,即之也温,听其言也厉的古之君子风范。也正是从那一天起,我正式成为他的弟子,这个弟子一做即 27 年,没有毕业也不想毕业,更不能毕业。我听他授课、演讲,跟他上至高端论坛,下临基层场站,多少次谆谆教诲,多少次促膝谈心……先生之风,山高水长,虽不能至,然心向往之。是的,追随先生近 30 年,我有足够的机会和时间了解先生的奋斗历程,领会他的崇高精神,学习他的高洁大德。
一切还是从先生的求学历程开始吧!
一、多彩传奇的求学历程
1936 5 19 日,先生出生于南濒长江、北依巢湖的皖中无为县。先生出身可谓书香门第,父亲是民国时代之江大学经济系高才生,外祖父是牛津大学经济学博士,深受当时的民国高官宋子文的赏识,回国后即任英美烟草公司第一任总裁。优越的家庭环境加之祖父两代非常重视文化教养,使得先生从小就有机会获得很好的教育和培养。
先生的幼儿园和小学前半阶段是在上海外祖父家度过的,那是一段幸福和快乐的幼年时光,从小就聪敏好学的他,在儿童时期就显出过人的学习天赋。但好景不长,随着 1941 年日寇铁蹄蹂躏租界,先生被迫随全家千里辗转避难,最后单独随祖父母避居于大别山区一偏僻小镇。幼年的先生目睹了日寇侵略带给中国人民的苦难 , 虽然他自己被剥夺了良好的学习环境,却更坚定了勤奋上进的学习之心。在大别山区,学习生活条件异常艰苦,黄草纸印的书本,灯草加菜籽油如豆的灯光……先生单独与祖父祖母在一起生活,学习生活完全自立。他更加刻苦努力,每次考试均是头名。他还记得当时的语文老师家境贫寒,可只要谁能从语文课本的第一课背到最后一课,老师就会奖给笔和本。先生当时每学期都能得到这位贫寒的语文老师抽用他自己本来就少得可怜的生活费买的奖品,这位老师的高尚师德在他幼小的心灵里留下了不灭的印象。
抗战胜利后,先生来到南京上初中。南京素有六朝古都之称,自古以来就是重要的文化教育中心之一,其深厚的文化底蕴为先生的人文素养中注入了开明、诚朴、博雅的气息。随着家庭的迁徙,先生来到芜湖一中就读高中。上学的城市不停在变,不变的是先生每次考试均名列榜首的优异成绩。当时,先生经常同他的几位同学坐在江边,望着落日,把脚放到波浪起伏的江水中,畅谈各自的理想。一次课上,老师讲述孙中山先生有着在长江三峡建水电站的理想,这深深印在了先生心中,成为一个令他为之激动的梦想,梦想着看到长江上出现一系列水电站,并以此为志。 1954 年,是先生的高考之年,而那年南方发大水,先生在备考之际心系水灾,并毅然报考清华水利系,决心倾毕生之所学,顺天下之江河。从高考考场出来后,他即报名投身抗洪救灾之中。不久之后,人民日报上刊登了高中清华的学生名单,先生赫然在列。由于当时家境窘迫,先生被迫提前来清华报到。一路劳顿,到达清华南门时,已值傍晚,饥肠辘辘,身心俱惫。正当他因提前到校无法进入校门、彷徨无措之际,恰遇时任清华教务长钱伟长先生散步至南门。钱先生一眼就看见了这个窘境中的少年,热情询问情况并将先生引至校内安排好食宿。多年以后先生每每给他的学生谈及此事,对一代大师钱先生的高风亮节感激之情溢于言表。事实上,在他的学生眼里,先生作为清华又一代大师也许与钱先生的那次相助有关,至少从先生身上可以感受到那一代清华大师的风范。
先生入学后,得知自己被分配到电机系,而未能就读于水利系让他倍感失望,兴修水利、化灾为福的愿望似乎搁浅了。然而,虽然与水利之路失之交臂,但电力理想的方舟则开始扬帆启航。从此,先生在清华大学开始了他近 70 年波澜壮阔的学习、工作生涯。
1959 年夏,先生以优异的成绩于电机系本科毕业。恰逢清华大学招收第一批研究生,先生幸运地成为高景德先生的第一位研究生弟子。高先生是 20 世纪 50 年代第一位获得苏联博士学位的中国留学生,在电力系统和电机学两大领域业绩卓著。当时我国正值社会主义建设高潮,远距离输电成为拉动国民经济发展的排头兵,而提高输电系统稳定性最有效、最经济的措施是采用先进的控制理论和技术。为此,高先生指导他这位年仅 23 岁的弟子攻读苏联著名控制专家尼科夫的名著《自动控制理论基础》。先生在以后整整 5 年的研究生生涯中,反复深入研读这本大部头著作,不仅为自己打下了雄厚的自动控制基础,更为未来数十年的科研生涯找到了起点。为此,先生对导师始终充满了感激之情,常常感慨地说没有高先生的悉心培养,便没有后来的他。
二、勇攀科学高峰
攀登科学高峰,首先要瞄准峰顶这个崇高的目标,集中精力;其次要满怀激情,藐视一切艰难险阻,不惧艰险,百折不回,始终不渝地奋勇攀爬,只有如此才有希望成功登顶。”
——卢强
在半个多世纪的学术和科研工作中,先生长期从事电力系统控制、大电网安全、数字电力系统和清洁物理储能等领域的研究。先生真正的科研创新工作始于改革开放后的 1978 年。从那时起,直至他去世的 40 余年时间里,差不多每隔七八年他即有一项里程碑式的科研成果横空出世。
他是国际公认的电力系统线性最优和非线性控制学科的开拓者和奠基人。特别是他在电力系统非线性控制理论及其应用方面的创新使我国成为世界上该领域的先行者,形成了别具影响力的清华学派。他主持研制的具有我国自主知识产权的大型同步发电机组线性最优、非线性最优及非线性鲁棒三代励磁调节器先后应用于东北、华北、华中等数百座电厂,取得重大社会效益和经济效益。他在电力系统线性控制和非线性控制这两个领域的研究工作先后荣获 1988 年和 2008 年国家自然科学二等奖。作为一名在工程领域的科学工作者,能在自然科学领域两获殊荣是极为不易的,这也是先生在长达 30 年的时间里攀登的第一、二座学术高峰。
进入 20 世纪 90 年代,先生意识到随着三峡电站的建成将形成全国性联合大电网,同时他又注意到美国等国电网频频发生灾难性大停电事故的事实,及时提出了我国电力大系统灾变防治重大科学问题 , 由此催生了国家首批“ 973 项目”的立项和实施。作为首席科学家,先生组织和协调国内乃至国外各大学及科研机构围绕电力系统安全和经济运行开展原创性的科学研究。与此同时,他还首次建立了电力混成自动控制理论及工程实现方案,应用于东北 500kV 电网、上海和深圳电网。该项目首次在网、省、地三级电网实现了电力系统的质量、安全和经济多重目标优化运行的理想。通过实施“ 973 项目”,先生领导建立了数字动模、电力网格实验系统、 A-EMS (先进能量管理)、电力电子和高电压工程等一批具国际领先或先进水平的实验平台。由于“ 973 项目”如期高质量的完成,作为首席科学家, 2004 年先生荣获科技部颁发的金牛奖。
但先生并没有停留在这个他非常珍重的荣誉上,而是持之以恒地指导团队创建了互联电网脆弱源和高危故障路径快速辨识技术以及连锁故障在线主动阻断技术,构建了世界首个交直流混联输电系统灾变主动防御系统,成功应用于我国西电东送主要输电通道,保障新能源输送功率 1.4 亿 kW 以上,荣获 2018 年国家科技进步二等奖。 这一工作为 20 年前先生提出我国电力大系统灾变防治重大科学问题画上了一个完美的句号。这是先生在整整 20 年时间里攀登的第三座学术高峰。
也就是在主持“ 973 项目”的 1999 年,先生作为电气工程专家,同时作为自动控制专家,他深刻洞察了电力系统作为物理 - 信息耦合系统的本质属性,由此先生提出了极具前瞻性的数字电力系统先进理念和创新理论。 2000 年,他独立撰文在《电力系统自动化》介绍数字电力系统( DPS ),文中指出“数字电力系统要将实际运行的电力系统物理结构、物理特性、技术性能、经济管理、环保指标、人员状况、科教活动等数字地、形象化地、实时地描述与再现”。先生所提数字电力系统并不仅仅是电力系统运行控制和仿真工具,而是整个电力系统在数字空间中的投影。
数字电力系统思想横空出世,超越了当时电力科研和工程普遍水平,即使放在 20 多年后的今天,它与当前电力数字化体系、数字孪生技术如出一辙,依然代表前沿的科研和工作方向,依然光彩夺目、生机勃勃。
高举先进思想火炬,先生带领他的弟子沈沉、陈颖、王继业、黄少伟等不断发展和完善数字电力系统基础理论和支撑技术。 2009 年,发展了大型互联电网分布式计算理论和方法,建立了面向智能电网的通用分解协调仿真架构。 2011 年,数字电力系统理念首次应用于舰载综合电力系统的超实时仿真平台构建,首次实现了舰载综合电力系统的多目标调控。 2016 年,发布了高性能云仿真平台 Cloud-PSS ,实现了高性能、可扩展、易分享的数字电力系统原型系统,供全世界上万名科研人员和数百家企事业单位免费使用。 2022 年,研发了百万节点级新型电力系统电磁暂态高性能超算云仿真技术,建成了完全自主可控的超大规模数字电力系统支撑平台,超越了国外同类技术最高水平,使得我国在大电网数字化建模和仿真技术领域获得国际领先地位。 同年,先生毕二十三年之工于一役的数字电力英文专著 Smart Power Systems and Smart Grids 由德国 De Gruyter 和清华大学出版社联合出版,将数字电力系统思想和理论传播得更加深广。数字电力系统理论及实践无疑是先生攀登的第四座学术高峰。
先生对能源电力科技的发展之路始终保持高度的敏感性和深刻的洞察力。进入 21 世纪第二个十年,我国新能源发展十分迅速,但弃风弃光现象日趋严重。先生深入分析评估了当时电力系统两种主流储能技术:一是抽水蓄能,效率高、容量大、技术相对成熟,但工期长、上下库建设受地形条件限制,同时有蒸发泄漏之虞;二是电化学储能,效率高、反应速度快、建设工期短,但也存在安全、环保及寿命等诸多限制。能否找到一条既发挥二者优势又克服二者不足的储能之路?经过慎重思索,先生将目光聚焦在非补燃压缩空气储能。他认定这是一种大容量、高效率、长寿命、零排放的清洁物理储能技术。那一年,先生已七十有六。谁曾想,这是先生学术生涯攀登的第五座也是最后一座高峰。
由于先生的杰出贡献,早在 1991 年他即当选中国科学院学部委员( 1994 年改称中国科学院院士); 2002 年当选为 IEEE Fellow ,这是国际工程界的最高荣誉之一; 2006 年,当选为瑞典皇家工程科学院外籍院士。
先生还曾担任清华大学电力系统国家重点实验室主任及学术委员会主任、中国电机工程学会常务理事等。他任职期间,清华大学电机系蝉联教育部 2003 年和 2006 年高效电气工程学科评估第一名,清华大学电力系统国家重点实验室两次荣获科技部重点实验室评估“优秀”( 2003 年和 2008 年)。
三、 实现梦想的跨越
“相对于广漠的宇宙,人类是弱小的,面对浩瀚的科学体系,个人力量是微不足道的。现在学科知识体系太庞大了,个人只能在学科某个分支上有些突破。许多科学家是在默默无闻地为社会做贡献。我不怕自己默默无闻,只想实现新的梦想的跨越。”
——卢强
1. 以赛跑的姿态踏上学术科研之路
先生热爱体育运动,大学时期担纲电机系足球队前锋,工作以后长期坚持打网球,一直到 80 岁被医生劝阻为止。
由于长期坚持体育运动,先生常常给人留下一种快速和敏捷的印象。他说,这种快捷是早在中学和大学时代就养成的。正是这种快捷,使他在“文革”十年的学术荒芜后,能够迅速返回自己的科研之路,并以最快的速度一路追寻、一路跋涉、一路突破……
当十年“文革”尘埃落定、玉宇澄清之时,再度启航则面临着无比的艰辛。 1978 6 月的一天,刚走上清华领导岗位的高景德教授即将先生叫到办公室,询问他关于未来科研工作的想法,先生面对自己无比敬重的导师坦言:感到自己在电力领域已如此落伍,甚至当时国际期刊上别人发表的论文中一些符号都看不懂。无形的压力,使他深感时间的紧迫。导师鼓励先生先从学习新理论入手攻克科研难题。走出导师办公室,先生横下一条心,决心以在清华大学打下的基础理论和科研能力的功底,赶上当时世界的前沿。那时他经常和几位同伴以及年轻的老师夜里两三点钟因系馆大门紧锁而从实验室跳窗而出。由于那时清华教师住房紧张,三家合住一套,每家仅一间。为了不影响家人休息,夜晚他总是搬一把大凳子、一把小凳子在公共厨房里工作。一次,邻居家起夜上卫生间的孩子揉着睡眼问:“卢叔叔,老师怎么给您留这么多的作业啊!”先生是一个惜时如金的人,在为学之路上,他一直在和两个对手赛跑,一个对手名叫“时间”,另一个对手名叫“自己的极限”。正是以这样一种科研精神,他与王仲鸿先生、韩英铎先生通力合作,仅用 4 年时间就在科学出版社出版了他们的第一本专著——《输电系统最优控制》。国际权威人士 Y. N. YU 在看到这部专著时惊喜地评论道:“是世界上第一部把现代控制理论和电力系统动态学和计算机科学相结合的科学专著,必将在世界图书之林中放出异彩。”当时学术界也有人评论:“当卢强等人把建立起来的这一电力系统线性最优控制的新学科体系应用到大型电站,产生重大经济效益和社会效益时,他成为我国电力系统线性最优控制学科当之无愧的开拓者和奠基人。” 20 世纪 80 年代初,刚刚改革开放不久的我国学术界百废待兴,这部用当时最先进的线性最优控制理论“武装”起来的电力系统控制技术新专著,对广大科技工作者尤其那个年代嗷嗷待哺的青年学子,不啻横空出世,可以说培育了整整一代人。该书荣获 1984 年国家优秀图书一等奖。
2. 锲而不舍获得突破
类创建了电力大系统,但至今不能很好地驾驭它。各国电力系统因运行的稳定性遭到破坏而引发的灾难性大停电事故不断发生。大型同步发电机组是电力系统的“心脏”,如何通过设计先进的励磁控制器从而保障电力系统的安全稳定运行成为横亘在我国电力工业现代化进程面前的一道难题。
1983 年先生和同事们首先研制出了线性最优励磁控制器,并将其安装于四川、甘肃交界的白龙江下游碧口水电站进行试验,结果前几次试验均未能令人满意,在全国励磁控制界引起了一场风波。挫折没有击倒先生, 1984 8 月,他前往美国华盛顿大学(圣·路易)进修,一方面学习和研究非线性控制理论,另一方面规划着如何把出国前的研究成果用于中国电力系统的实际。如此,在美国华盛顿大学从事非线性系统微分几何控制理论研究的小组里多了一位来自中国的电力专家。他勤奋地工作和学习,很快掌握了这门当时还只有少数人才通晓的理论。那一年先生已经 48 岁,之前他学习的是俄语,英语对他而言,只是出国前参加了 3 个月的短期培训,一切几乎从头开始,可以想象先生面临多大的压力和挑战。他给自己定下了两条硬规则,一是每天晚上回家后坚持看电视直至屏幕出现雪花。长时间观看视频,严重损害他的眼睛健康,以致眼底黄斑病变,看东西视线弯曲。二是寻找一切机会和宿舍管理员、餐厅服务员搭讪聊天锻炼口语,应该说先生在语言方面是有天赋的,除家乡话外,早年的经历让他能讲一口流利的上海话和南京话,凭借天赋和常人难以想象的毅力,仅仅 1 年后,先生的英语突飞猛进!到了什么程度?当时邻近的科罗拉多州立大学需要 1 名给研究生讲授《最优控制理论》的教授,竞争者众。谁也没想到先生这个才学了 1 年多英语的中国学者脱颖而出。为讲好这门课,先生还专门为此课程撰写了讲义 Modern Control Theory 。多年以后,先生回忆这段经历仍颇为自得。他说讲授这门课科罗拉多大学给他发了工钱,极大改善了他的生活条件。要知道当时国家给先生这样的进修人员每月仅 400 美元,生活较为清苦,有一次生活费晚到了几天,他已经没钱吃饭,迫不得已到咖啡馆喝免费的小盒牛奶。先生后来回国后,即用这部讲义开设研究生英语学位课“ Modern Control Theory ”,那个年代用英语开课一时轰动校园。 2002 年,先生正式将这门课程托付给我,但只要时间允许,每学期他一定上第一堂课。自 1986 年开始的近 40 年时间里,先生始终关心由他创始的这门课程。那部在科罗拉多大学撰写的讲义,先后 8 次改版,按先生要求,每次都融入团队最新的研究成果。正是在先生的精心培育下, 20 多年来“ Modern Control Theory ”一直稳居清华大学研究生精品学位课之列。
1986 年秋,先生在结束美国的进修后,带领吴壬华、陈永亭等 3 名弟子一头扎到碧口水电站,开始了新的试验。
那段日子里,先生的身体和意志都经历了一场严峻的考验。当时他和研究生住在山上一间草屋里,屋外杂草丛生,屋内阴暗潮湿,以致聚蚊成雷。山上无水,全赖山下河边取水,然后提水上山,坡陡路滑……他们前两次试验也未能避免那令人迷惑不解的振荡现象,很多好心人都劝他不要试验下去了。但先生深信他的理论是正确的,不应轻易让自己几年的心血付诸流水,更不能让中国在该领域继续受制于欧美。有一天晚霞后,为了缓解多日的紧张和压力,先生带着弟子到白龙江边打水漂,同时他审慎思考着设计中的每一个细节。从跳跃水漂交错振荡的涟漪中先生顿悟到了发电机组产生振荡的原因。当试验取得完满成功时,先生百感交集,兴奋异常。他当即下山,跑到最近的一个邮局给导师高先生发电报报喜,电报就 4 个字:试验成功!这一次试验是他一生科学旅程中成败的关键。如果当时退下来就全盘皆输,该领域的整个中国市场也就被美国几十年前并不先进的技术所独占。
之后,先生和他带领的团队研发的线性最优励磁控制器在中国的西北、东北、西南等电力系统投入运行,输送电力的稳定极限提高了 10% 15% 。仅就东北红石水电厂为例,装了这种新的控制器,送电极限由 17 kW 提高到 21 kW ,按 3 个月丰水期计算,该水电厂每年可为国家增加电量近 1 亿度。
1993 年,先生撰写的又一部专著——《电力系统非线性控制》出版。在这部专著里,他把基于微分几何的非线性最优控制理论用于复杂电力系统控制器的设计,被国内外同行称为“新贡献”。他和助手们在 IEEE 上发表的有关论文成为国际上该领域的开篇文献。继而,先生带领团队把这一先进的非线性控制理论变成了控制装置,研制成功世界上第一台“全数字式非线性最优励磁控制”装置,并投入在丰满水电厂、内蒙古海勃湾火电厂及河南焦作水电厂等电厂运行后经受了各种试验和电网事故的考验,在性能和品质上比 20 世纪 80 年代他们设计的线性最优控制装置又上升一个阶梯。进入 21 世纪,先生再接再厉,将基于微分对策的非线性鲁棒控制理论用于超导储能 / 交直流输电等现代电力系统等多种场景,并带领团队研发了新一代大型同步发电机组非线性鲁棒励磁和调速工业控制装置和超导储能非线性鲁棒控制装置。 2006 12 月,先生已年届古稀,不顾我的劝阻,数九寒天亲临东北白山电厂指导 300MW 发电机组励磁现场试验。他将这些成果系统总结, 2008 年出版了《电力系统非线性控制(第 2 版)》,距离此书第 1 版面世已经整整 15 年了,锲而不舍,精益求精,这是先生从事科研工作非常难能可贵的品格。俗话说十年磨一剑,先生 1978 年开始从事同步发电机励磁控制研究, 1988 年、 2008 年相隔 20 年两获国家自然科学奖,先生可谓是三十年磨一剑。
3. 献给我的母校清华大学
1954 8 月先生入清华园读书,直至 2022 12 月逝世,先生在清华大学度过了近 70 年的时光。先生对清华的爱深入骨髓,沁入心脾。这一切可以从他最珍视的一部著作说起。
1999 6 月,国际上最著名的科技出版社之一,美国克鲁沃( Kluwer )学术出版社向先生约稿,希望他能够将关于“电力系统非线性鲁棒控制”的最新研究成果撰写成专著出版。克鲁沃学术出版社一向以严谨、高质风范著称于世,由于其专著出版需经一个由国际著名专家组成的委员会严格审查,同时该出版社对出版物在英文质量、格式和期限等方面有着近乎苛刻的要求(即出版社只提出版条件并判断是否达到要求,编辑打印工作由作者方完成,这一点不同于国内出版社)。因此,克鲁沃的约稿不仅是学术界所珍视的一项荣誉,也是一项挑战。可是,当时先生正担负较繁重的科研、教学和管理任务,同事和助手们都认为他工作繁忙,事务倥偬,难以从时间和精力上保证写书,一致建议是否提出延长出版期限。但先生认为,在国际一流学术出版社发表最新研究成果是中国学者的责任;让“清华大学”标识在世界顶级出版社出版的电力学术专著上,也是对清华教育培养自己多年的一种回报。因此,不但要完成,而且要高质量按时完成,要留给克鲁沃这样享誉世界的学术出版社一个优秀的清华印象。至于精力方面,自己可以再次与那两个老对手——“时间”与“自己的极限”赛跑。
在撰写该书过程中,先生趁一次被邀请讲学的机会,来到黄山脚下一个小镇。屋外风景如诗如画,可谓人间仙境,但他无心暇顾,却得意于此间的宁静和淡泊。先生独处小镇的 10 余日足不出户,专心致志,凭借深厚的学术素养,思如泉涌,浑然而成了专著第十章——非线性鲁棒控制理论的初稿。这一章内容最新、难度最大,它的完成对其余各章有重要指导意义。
完成难度最大的一章后,先生仍不敢放松片刻。从黄山小镇回到清华校园后,为了集中精力,他避开一切会议和电话干扰,悄悄“躲”进了清华甲所,特意安排我对外只说出国去了,所有改稿事宜通过我联系。为避免熟人相识,只待天黑才出来散步。每当此时我即前来“接头”,拿来当日排好的清样,取走改好的章节,这种活动整整持续了 1 个月,有点像地下工作者接头,以至于闹出了笑话。某日与他熟识的一位老先生远远看见先生和我在“接头”,待走近时先生已无踪影;继问我时,我因不认识这位老先生故则一本正经地声称卢老师出国开会了,这位老先生满脸狐疑悻悻而去。大概 2 个月后的一天下午,先生兴冲冲告诉我,他今天为我“平反了”,原来那位老先生中午在照澜院撞见卢老师,一把拦住他说:“老卢,你的那个高足梅生伟很不老实……”
先生在清华的那些日子每一天都是夜以继日,进入忘我境界。我至今仍对先生伏案工作的情形历历在目:房间地面、书桌乃至床上都铺满了书稿;书稿上铺满了他用各类彩笔所做的修改,五颜六色,五彩缤纷,宛如一个美丽的科学世界。每个公式反复推演,每段文字反复推敲,每个图表精心设计,一月之间,七易其稿,字字句句都是先生心血凝成!
这本专著确实可以不折不扣地用“心血”二字予以标注,因为,为了这部书,先生付出了沉重的健康代价——书稿将完成时,一向身体强健的他生平第一次住进了医院。那是一个阴天的下午,因两腿浮肿,去校医院。不料在做过心电图后被大夫“扣住”,强制先生躺在担架上办理住院手续。随后赶去的我们才知道,当时医院发出了先生的“病危通知书”!女儿卢梅得知后恍如惊雷、泣不成声;他的学生们心痛不已,纷纷直言要求停止著书、延迟稿期、专心修养……可这些都被先生“顽固”地拒绝了,他坚称自己没有问题,可以坚持,并告诉弟子们:“清华的精神是行胜于言,我排除万难按时保质完稿比我费尽口舌解释延期要强上百倍。”因此,当先生左手输液时,就用右手进行写作;甚至右手输液时,还忍着针痛继续写作。此时距合同规定的交稿日期不足半年。当专著终于按时交稿之后,一直咬牙硬挺着完成著作的先生再次住进了医院。令他欣慰的是, Nonlinear Control Systems and Power System Dynamics 按时正式出版发行,美国华盛顿大学教授 T.J Tarn 称该专著为“在运用先进控制理论改进电力系统安全稳定性方面的第一书”。美国工程院 V. Vittal 院士认为该书“在非线性控制和鲁棒控制方面培育了一个极具吸引力的崭新学科”。
如果你打开这本书,你会发现扉页上那赫然醒目的一行字——“献给我的母校清华大学”。
4. 决不让美国大停电事故在中国重演
1991 年先生当选中国科学院学部委员之际,科学院发来祝贺信,同事们也来道喜,但他却有点高兴不起来。他认为,自己在学术上对电力系统领域可能有些贡献,但尚未能对我国电力系统安全稳定性的改善产生实际的重要影响。 20 世纪 90 年代初,发达国家的电力工业趋于饱和,而我国装机容量的发展速度最快,因此先生认为我国理所当然地应在电力科技方面也走在世界前列。这是他的一个信念,也是他之后一直为之奋斗的目标。
1996 7 8 月间,美国西部先后发生两次大规模停电事故,造成的社会经济损失约百亿美元。两次大停电震撼了全世界,各国领导人都进行反思,如何避免本国出现类似情况。时任美国总统克林顿称这两次大停电严重危及美国国家安全。先生当时就清醒地认识到,当时中国的装机容量居全世界第二位,如果考虑即将建成的三峡及西部等一批大型电站,必将成为世界上规模最大的电力系统。因此,如何避免中国出现大规模停电事故成为当时党和国家领导人极为关心的问题。最终,先生被国家从全国数十位电力系统权威专家中选中,担任国家重点基础研究项目—— “电力大系统灾变防治和经济运行的重大科学问题”的首席科学家,由先生组织和带领全国电力系统界的精英,共同研究保障中国电网安全稳定经济运行的方案和措施。这是 1998 年科技部首次实施“ 973 ”计划,是面向国家重大战略需求开展的重大基础研究项目,当年经过整整十轮激烈竞争,首批立项 10 个项目,先生担纲的项目赫然在列。 1998 12 月的一天,科技部在人民大会堂颁发首席科学家聘书并在当日的《新闻联播》播出。从人民大会堂回来,手握金闪闪沉甸甸的聘书,先生感到肩上沉重担子的分量,他深知责任之重大,明确提出了“决不让美国大停电事故在中国重演”的目标和口号,带领各子课题专家成员进行一轮又一轮的研究论证。
先生认为,电力作为一个国家的支柱能源和经济命脉,在国民经济的可持续发展中起着不可替代的支撑作用。前事不忘,后事之师,美国西部大停电,中国要引以为戒。美国发生这种灾难性的大停电事故,表明电力系统安控理论和技术的发展远远滞后于电力系统本身规模的发展和复杂程度的增大。此外,中国电网能耗较大,如能在先进的优化运行理论指导下,仅将网损降低两个百分点,则每年可节电 400 亿度,约相当于年节煤 2000 t 以及相应的污染降低。基于上述思考,先生敏锐地指出,为解决安全与经济综合优化运行的问题,必须研究电力大系统安全稳定及其调度与控制理论,只有在深厚的富于创造性的理论成果的基础上才能建立中国电力大系统的安全保障和经济运行体系。
先生将该项国家重点基础研究项目的主要目的明确归结为要在研究电力大系统安全稳定和经济运行理论成果的基础上,逐步构建我国电力系统的实时跟踪与决策指挥系统的基础理论、方法和技术体系;最终要在不久的将来,建立起全国各大区域电网及其互联电网安全运行保障体系。经过 5 年多的不懈努力,在先生和他所带领的项目专家组的共同努力下,项目团队在电力系统新的控制理论及方法、超大规模电力系统实时和超实时仿真、系统的稳定域的理论及其可视化、电力系统安全梯次防御的思想和方法等方面都取得了重大进展。特别是在电力系统稳定性理论和基于 Hamilton 系统理论的紧急控制、特殊危急情况下的合理解体策略自动形成和实施等方面以及在混成系统复合优化控制方面取得重要突破,领先于世界水平。该项目的研究成果为我国电力系统,特别是为随后几年建成的三峡电力系统和“西电东送”系统安全保障体系的构建提供了科学依据。并且,同时通过该项目的研究,培养了一大批相关基础领域的高层次年轻人才,这是 21 世纪我国电力工业可持续发展、相关科学领域不断进展的根本保证。
主要由于在科研创新和人才培养两方面的突出业绩,该项目成为后续“ 973 项目”学习的经典范例。从那时至今,作为世界上规模最大、结构最复杂、电压等级最高的我国电力大系统,从未发生过灾难性大停电事故,不能不说是先生和他领导的第一个能源“ 973 项目”做出了重要贡献。
5. 节约的能源才是最清洁的能源
进入 21 世纪以来,以风电、光伏为代表的清洁能源发展迅猛,但是由于风、光出力的波动性,给电力系统的发展带来了新的问题和挑战。先生敏锐地捕捉到这一变化并进行了深入的研究,他发现后半夜的风电、小水电和正午的光伏发电很大一部分都被丢弃了,这是非常可惜和“令人遗憾的”。清洁能源是 21 世纪最具发展潜力的研究领域,但先生始终认为,“节约的能源才是最清洁的能源”。如果把这些废弃的电能“储存”起来,等到用电高峰再加以释放,可以起到“削峰填谷”的作用,也可以促进清洁能源的消纳。
先生认识到,在当前能源发展的背景下,发展太阳能、风能等清洁能源,一定要配以储能设施。没有储能只能叫刚性电网,有了储能才能变成柔性电网,才能很好地和用户互动,进而达到优化运行的目标。在对各种储能方式进行深入调研、分析和比较的基础上,他最终选择压缩空气储能作为新的研究方向。在先生看来,压缩空气储能是减少弃电、提高可再生能源利用效率的最佳方式之一。在一次采访中,先生曾这样向记者形象地描述压缩空气储能的技术原理:“用被弃的电能和低谷电去驱动空气压缩机,把电能转化成空气分子势能存储到一个密封空间里,等到用电高峰时段把这些高压空气释放出来,喷入涡轮机做功,带动发电机发电,这就是压缩空气储能。整个过程其实就是物理变化,基本原理就那么简单。当然,做起来还是有点复杂,要下点功夫。”
先生所说的“下点功夫”是从学习热力学开始的。作为国内电力系统泰山北斗的他,自称为“热力学初学者”,开始研究关于压缩、换热、膨胀的相关理论。针对传统补燃式压缩空气储能效率低、排放高的缺点,先生提出了基于压缩热回收利用的“非补燃压缩空气储能”的技术路线,以实现压缩空气储能技术与国产化设备设计和生产水平的契合,从而降低投资成本、促进压缩空气储能在国内的工程应用。
记得是 2012 2 月,整整一个寒假,先生足不出户,潜心研读热力学/流体机械相关文献。为了充分验证他的想法的可行性,先生从头开始,手工分析计算空气压缩膨胀流动过程的熵焓,这些工作即使对 20 岁左右的年轻学子在使用计算机的条件下也是困难的,何况那时的他已年近 80 岁。 1 个月后,他拿着沉甸甸的计算分析报告对我说,这个月我得了“伤寒(熵焓)”了,现在“药到病除”。他说的“药”即是这份分析报告。后来的工程实践证明,这份报告构成了整个非补燃压缩空气储能技术的理论基础。
先生深知有了理论上的支持还远远不够。因为先生不仅作为科学家,也是具有丰厚一线生产经验的卓越工程师。他深刻意识到这种储能技术能否成功的另一个关键在于能否由设备生产支撑。为了做到心中有数,他带领我们跑遍了大江南北的相关厂家。鼓风机厂、锅炉厂、汽轮机厂、甚至造船厂……凡是与项目有关的主要设备厂家他都跑遍了。
习近平总书记曾勉励科技工作者要“把论文写在祖国的大地上,把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中”。先生正是这一指导精神的忠实践行者,也同样以此来要求团队中的年轻人。 2013 年,在国家电网公司的支持下,先生带领团队在家乡安徽芜湖开始建设世界上第一座非补燃压缩空气储能工业试验电站,电站于 2014 11 月成功实现并网发电,储能效率达到了 40% 接近德国 Hundorf 补燃式压缩空气储能电站 42% 的效率。之后,团队又在青海大学建成了第二座工业试验电站,经过系统的优化和参数提升,储能效率达到了 51% ,这与国际上效率最高( 55% )的美国 MacIntosh 补燃式压缩空气储能电站接近。两个试验电站的成功固然让先生感到欣喜,但他明白这距离真正的商业应用和产业化发展还有很大的距离。因此,已是耄耋之年的他,依然带领团队寻找合作伙伴,奔波于能源局、电网公司、设计院和制造厂家之间。在他的努力下, 2017 年国家能源局正式将“江苏金坛 60MW/300MW · h 盐穴压缩空气储能电站”列为国家储能示范项目,而主要由于先生的信任,我则担任项目首席科学家。
金坛盐穴压缩空气储能电站于 2018 12 25 日举行奠基仪式, 2020 8 17 日进入了主体工程施工阶段, 2021 9 30 日实现并网发电, 2022 5 26 日正式投入商业运行。运行半年后,金坛电站储能效率稳定在 62% 左右,领先世界,功率调节性能优于常规火电机组和抽水蓄能。金坛电站建设和运行的每一个重要节点都离不开先生的身影,每一点进步和成绩都是在他的关心和指导下取得的。回想起这些年从事压缩空气储能的经历,团队里的年轻老师都有些汗颜,“当初卢老师要搞压缩空气储能,我们都不理解。放着好好的电力系统不去研究,为什么要去做热工这个专业的东西呢?如今 10 多年过去了,研究取得了重大的进展,已经进入产业化实施阶段,国家政策方面也开始大力支持,不得不佩服卢老师的先知卓见和老而弥坚的恒心和耐心”。
金坛盐穴压缩空气储能电站实现了我国在商业压缩空气储能领域零的突破,是全球首座商业运行的非补燃压缩空气储能电站。此外,在先生的关心和支持下,目前由清华大学负责在建的压缩空气储能电站共有 8 座,总装机 1500MW ,引领了我国新型储能事业的新发展。这些工作将为构建以新能源为主的新型电力系统提供储能新方案,并助力实现我国“碳达峰、碳中和”目标。
6. 浓重的家国情怀
先生曾任中国民主同盟第七届中央常委,第八、九届民盟中央副主席,第九、十届全国政协常委;在任期间,多次就国家大事建言献策。 1999 3 月,他在全国政协大会上提出的“建设西部秀美的山川”提案,受到时任全国政协李瑞环主席及全体委员的支持与赞赏,当年即已成为国家西部开发战略。实际上,先生之所以能提出如此广受欢迎的提案,是他心系西部、深思熟虑的结果。
行胜于言。两会刚一结束,他即打电话动员正在香港大学做高级访问学者也是他非常器重的太阳能专家赵争鸣教授提前回校组织研究团队飞赴新疆,他们从乌鲁木齐出发,驱车数千里,深入新疆塔克拉玛干沙漠南缘实地调研。千年以来,南疆地区干旱少雨、土地贫瘠,广大少数民族生活困难,但最困难的还是生活用水问题,只能饮用涝坝水,既不卫生,更无保障。先生注意到该地区有丰富的地下水及良好的太阳能资源,如果利用太阳能研发光伏提水技术,不仅克服了边远农村地区不通电力的困难,而且解决了生活生产千年用水难题,一举数得。先生的这个想法得到了时任清华党委副书记陈希同志的大力支持,他多方筹措,资助先生团队 24 万元,这在当时不是一个小数目。为取得第一手经验,先生带领研究团队首先于 1999 年在清华大学完成了一个“绿色校园”项目,即在蒙民伟楼前建成一座 2.5kWp 的光伏扬水照明发电示范小型电站。 兹后先生数赴新疆,亲手领导和筹划了清华大学与新疆计委联合项目“新疆和田皮山县太阳能沙漠绿洲生态系统”,经过 1 年多的持续努力,这个项目于 2001 6 月圆满完成。项目在沙漠深处的巴西兰干乡奥依托格拉克村建设了 5 座太阳能扬水与照明综合应用系统,成为新疆乃至我国第一个“太阳能沙漠绿洲生态系统” 示范工程,彻底解决了当地老百姓祖祖辈辈没喝过干净水的千年难题并让他们一步跨入了电气时代。村民们朴实善良,喝水不忘提水人,用电不忘发电人,专门在村头自发地用维、汉两种文字为清华大学立碑。此事在当地乃至全国都产生了很大的影响。多年后,每次谈及此事,先生总是深情地回顾陈希书记对他实际上也是对祖国西部的帮扶,感念唏嘘。 2002 3 月,先生出席全国政协年会,皮山县县长多力坤(音)专门携带 1 箱新疆最好的和田石榴酒来清华看望和感谢先生。当我告知县长卢院士开政协会不便回校时,这位朴实的维吾尔汉子着急了,他让我直接拨通先生的手机,几近泣声用浓重新疆口音的普通话说道:“朋友,难道我们再也见不到面了吗?!”电话那头的先生一时语塞,旋即郑重表示无论如何他即使请事假也一定回学校见见这位不远万里而来的朋友。先生天性幽默,模仿能力极强。他知道我是新疆人,有时因故较长时间不见面,他就惟妙惟肖地用地道的新疆腔给我打电话:朋友,难道我们再也不见面了吗?
先生的新疆故事远未结束,他对新疆的“朋友”之情就像多力坤县长送给他的石榴美酒一样醇厚、久远。如果说皮山县奥依托格拉克村是分布式光伏的一个“点”,那么先生进一步考虑的则是如何在沙漠公路一条“线”,广大南疆乡村一张“面”推广这种先进技术,这就需要组织成立一支专业的、具有吃苦耐劳精神的产业化队伍。
行胜于思。先生首先想到了他在日本九州工业大学任客座教授时的助手、正在日本松下电器公司从事变频器产品开发的徐政博士。 2000 年春,他力邀徐政回国,负责组织开展分布式光伏扬水系统的产业化和推广应用。他多方筹措,成立了清华港大深圳电力系统研究所,他和国际著名电力专家、时任香港大学副校长吴复立先生担任联合所长,著名学者倪以信教授和徐政博士担任副所长。 2001 9 月,徐政带领研究所同人与新疆新能源公司合作,首先在靠近轮台县的塔克拉玛干沙漠公路建成了第一套光伏扬水滴灌系统,成功灌溉 70 亩防护林。从那时起直至 2022 6 月,经过先生的不懈努力和社会各界通力协作,全长 522km 的塔克拉玛干沙漠公路(世界最长沙漠公路)全程配备了 109 套光伏扬水滴灌系统,成为首条穿越“死亡之海”的零碳公路,公路两侧郁郁葱葱的千里防护林带形成了一条亮丽的绿色风景线。在先生的关怀和支持下,这支他一手创立的专业队伍不断开发分布式光伏系列产品,拓展应用领域,如今他们的产品不仅在南疆、在西部的荒漠治理、农牧业灌溉、村落供水等方面发挥了主要作用,而且走出了国门,目前已在全球 100 多个国家和地区推广应用。 2014 年分布式光伏提水技术荣获全球人居环境绿色科技范例奖。
虽然分布式光伏技术取得了巨大成功,但先生并不满足于此,他一直将目光聚焦于建设西部秀美山川的又一条正道——大规模风光电力消纳技术,这也是他多年的夙愿。先生也一直在寻找新的突破点——机会终于来了。 2013 年夏,先生团队获得国家自然科学基金委的创新群体项目资助,这是基金委层面资助力度最大、影响也最为深远的应用基础项目之一,主攻方向为大型风光电力高效消纳,旨在解决当年广泛存在的弃风弃光难题。当年秋天,他与时任青海大学校长王光谦院士协商,派遣我及团队主力远赴高原参加对口支援工作。他自己以身作则,亲力亲为。 2016 年,他以 80 岁高龄受聘为青海大学新能源学院第一位双聘院士,同时建立了青海大学新能源院士工作站,创造了对口支援青海大学人员中年事最高的纪录。 2017 年,建立了国家电网青海公司光伏并网院士工作站。自 2014 年起,先生不顾年迈,先后 10 余次上高原指导工作,其中 5 次深入海拔 4km 的海西州昆仑山区。他情系高原,完全将自己视为青海大学的一员。 2018 8 月,青海大学 60 华诞,先生在由衷祝贺的同时殷切希望未来一定要把青海大学建成高原上的清华大学,为此他捐资 10 万元。
在先生的领导和支持下, 历经 10 年艰苦努力,他的团队在高原取得了骄人的战绩:建设了一个拥有新能源、材料和储能 3 个本科专业和能源电力、电气自动化 2 个硕士专业的青海大学新能源学院;建成了包括新能源电力系统智慧运行教育部重点实验室、压缩空气储能青海省重点实验室在内的 4 个省部级实验室;建成了国内高校院所中面积最大、技术最先进、设备最齐整、功能最完善的青海大学太阳能综合利用基地及国内首个清洁能源示范校园,基本以太阳能满足了大学校园供电需求;针对大规模新能源出力波动性导致的高效消纳难题,建立了多主体多目标不确定系统优化控制与决策新理论——先生命名为工程博弈论。自 2018 年起,基金委信息科学部将“工程博弈论”列为自动化学科下的新兴学科方向( F030416 ),这从一个侧面反映出先生团队在控制与决策领域近 10 年的辛勤探索得到了学术界的认可和肯定。基于工程博弈论,研发了新能源电力系统协同自律调度控制系统,应用于青海电网调控中心及青藏等地 700 多座风光场站,近 6 年消纳新能源 1300 亿 kW · h ;全面支撑青海全清洁能源供电活动,实现全省连续绿电 35 天,供电区域和时长创世界纪录。李克强总理批示“这项工作具有开创性”。
2021 9 月, 85 岁高龄的先生最后一次赴青海出席“一带一路”清洁能源论坛。期间他特意考察了海南州光伏基地和青豫特高压± 800kV 直流输电工程,望着横无际涯世界面积最大的光伏电站( 609km2 )和周边蓝天白云衬托下的青山绿水,他发自内心地向陪同他的省厅领导感叹: 22 年前我在全国政协会议上提出建设一个西部秀美的山川,当时得到李瑞环主席的赞赏,现在看来,大规模高效开发西部丰富的风光资源,走可持续发展之路,这条路走对了。
鲁迅先生曾说:“悲悯是人类最伟大的情感”,而先生恰恰拥有满腔悲天悯人的情怀。 21 世纪前后近 20 年,先生几乎每年均参加全国政协组织的调研考察活动,这使他对祖国尤其西部或农村地区相对落后的教育、经济和环境等状况有全面深入的认识并为改变此状况而竭尽全力。除了在全国政协等重要场合建言献策外,他也尽个人所能助力公益事业。他常年资助安徽大别山、西藏拉萨等地的多位失学儿童,仅在我手中保留的他为公益事业有凭据的捐助即达数十万元。先生的悲悯大爱心境或许可以从 2007 年西藏失学儿童次仁央宗的父亲洛条罗布写给先生的一封信中折射出来:“我们一家人不知该如何报答您对我们的大恩大德。作为儿子的父亲,我很惭愧因病没能力供他上学。恩人您常年资助我儿子的学杂费,这也是我前世的福分吧,是您无私的爱心给了我儿子将来成才的机会!对我来说今生今世只能为您祈祷祝福,扎西德勒!”
作为中国科学院院士、中国电力行业的权威,先生课题组承担了国家很多横向和纵向的重大课题。然而,有一个项目是他最为看重的,那是 2006 年,先生接到国家的一项军工项目。先生为此特意挑选了课题组中的精英参与项目,并对他们做诚恳的鼓舞谈话:“我一生曾经接到过很多重大课题,为国家创造过很多经济价值,然而,这一项目是不同的。我已年过七旬,荣誉与褒奖我已不再需要,我就想为我国国防出一份力,如今国家能将这么重要的国防项目交给我,让我深感荣幸。国家为了这个项目付出这么多资金,可哪怕完全让我自己承担费用,我都会带着骄傲的心情全心全意将它做好,因为这表明我的国家真正相信我、信任我……”言语之中,老先生泪光闪闪,深深震撼在场的每一位师生。
自那时起至今,团队连续承接军工项目,俨然成为军工能源电力系统领域的一支生力军。他鼓励团队将陆用电力系统的先进技术拓展至独立舰船系统。他思想活跃,总有新概念武器的种种奇思妙想。他最为看重的是具有强大战斗力的新技术。 2008 年冬,先生得知某单位一项非常重要的重大技术因某种原因难以付诸实施从而严重阻滞战斗力发展时,忧心如焚。他殚精竭虑,六易其稿,亲自给最高领导人上书,信中他秉公直言,据理力陈,最终这项成果得以成功落地,成为威震四海的独门利器。
四、为人先于为学的育人之道
在先生的办公室书架上放着一册 IEEE Fellow 证书。 IEEE Fellow 在香港和台湾被译作“ IEEE 院士”,是 IEEE (电气和电子工程师协会)会员的最高级别,约占世界 40 万会员中的 1.5% ,是国际电气与电子工程届顶尖水准的一种标志。 2002 11 月先生因在“电力系统最优控制应用方面做出的杰出成就和贡献”,被选为 IEEE Fellow 2006 年他又因这一成就当选为瑞典皇家工程院外籍院士,这无疑是国际学术界对先生在电力系统控制领域所获成就的高度肯定。然而,每每谈起“成就”“贡献”时,先生总要先向他的导师表示感谢。先生始终认为,高先生不仅是他学术上的导师,更是品格的导师,关键时刻高先生总是给予他信赖和鼓励。导师的渊博学识和做人品格使他受益终身。
或许是因为恩师对自己的影响很大,先生特别注重对研究生及年轻科技人才的培养,向他们提出“求知欲、想象力、创造力、责任感和勤奋”自我修养和成长五项原则并身体力行。为了给师生们创造良好的科研氛围,先生多年来一直每周举办一次讨论班,从不间断。讨论班形式多样,有鼓励学生汇报自己科研进展的,有外请专家学者来做学术报告然后进行讨论的,讨论班涉猎的范围也很广。此外,先生每年还请知名学者来做研讨会或讲座,请企业界的一线工程专家与学生交流,每年选派优秀的学生出境交流访问,同时鼓励学生参加国际会议,了解国外的研究体系和方法,开阔眼界。在这样的良好团队氛围中,年轻的教师和学生成长很快,刚刚留校的年轻教师和一些优秀的博士生往往已经能够在研究方面“挑大梁”。先生指导的第一个博士生孙元章教授 1998 年获杰出青年科学基金, 2000 年入选教育部长江学者,于电气工程界颇具影响力;我本人 2003 年破格晋升教授, 2005 年获杰出青年科学基金, 2009 年入选教育部长江学者;学生刘锋荣获 2007 年全国优秀博士论文奖;学生陈来军 2018 年入选教育部青年长江学者;学生薛小代 2022 年入选国家“万人计划”青年拔尖人才。
前文已述,先生还是一位卓越的工程师。他特别注重对研究生实际工程技能的训练,由此先生还创造了一个院士培养 3 名国家级劳动模范的奇迹。
谢邦鹏,全国劳动模范,全国五一劳动奖章、全国道德模范提名奖获得者,上海工匠。 2008 年博士毕业后先生推荐他去国网上海浦东供电公司工作,入职后始终奋战于基层生产服务第一线,他从最基层普通电工做起,从不张扬,从不埋怨, 2010 年带队圆满完成了上海世博会保电工作。当这个面孔黑黢黢一身电工装束的青年人带着他的队伍在电缆沟钻进钻出,在电线杆爬上爬下时,谁也想不到他会是清华大学的博士,更想不到他还是卢强院士亲手培养的博士。 2019 7 月,作为杰出校友,他在母校研究生毕业典礼上发言时说:“卢老师既是我学术上的引路人,也是我的人生导师。坚守初心、传承匠心、发挥慧心、求得安心,在平凡中不断超越,就可以让自己更有价值。”
夏德明,全国劳动模范,全国五一劳动奖章获得者。因为读研期间参与混成自动电压控制项目而与东北电网结缘, 2007 年博士毕业后,在先生鼓励下,他没有选择北上广深等一线城市,而是选择回到家乡东北黑土地生根发芽 , 为此先生还在团队开了欢送会。刚入职的夏德明就被分配到调控中心做见习调度员,为了尽早掌握电网的实际情况,他除了吃饭、睡觉外都在单位,熟悉网情、学习规程,很快成为一位独当一面的基层岗位能手……历经 10 余年风雨,夏德明成长为电力系统领域业绩卓著的“调度工匠”。 2021 6 月,作为杰出校友,母校邀请他回校出席当年的本科生毕业典礼,他感言道:清华和先生给了他心怀家国的情怀和直面困难的勇气。
叶俭,全国五一劳动奖章获得者,国网巾帼建功标兵。叶俭是先生亲自面试、直接指导的优秀弟子, 2007 年硕士毕业后先生推荐她去电科院从事大电网安全技术工作。特高压交直流输电技术是我国电力工业在国际上一张亮丽的名片,而叶俭正是凭借从先生处得到的真传,在保障特高压交直流混联电网安全稳定方面做出了重要贡献。
此外,先生还培养多位兴业英才。王继业, 2007 年博士毕业,国网信通公司董事长;阮前途, 2006 年博士毕业,国网福建公司董事长;李锐, 2010 年博士毕业,南网广州公司董事长。
每年秋季新学期伊始,先生总会在迎新会上语重心长地向广大学子提出了三点建议。第一,要学好体育,而且选择一门终生可以从事的运动。他曾自豪地说道:“我选择的就是网球。”打网球是他几十年来的最爱,他曾经与一名与自己年龄相仿的同事合作,夺得了清华大学 & 中科院男子双打冠军。第二,就是要学好英语。“印度之所以在软件产业上这么发达,很大程度上要归功于英语是母语。”结合自己学习英语的经历,先生多次向学生说明了学习英语、突破“语障”的重要性。第三,要学一点逻辑学,并且运用它。有的学生成绩很好,但是一写论文就逻辑混乱、漏洞百出。他反复强调:“我对我的研究生的要求是必须学习逻辑学。”每一位进入先生课题组的研究生,都会收到他赠送的一本《逻辑学》,先生希望大家通过学习逻辑学,增强逻辑思维能力,更好地学习研究。
相对于对学生能力的培养,先生更看重对学生品德的培养。他始终坚持“为人先于为学”的育人之道,并以自身的行为深深影响他的学生。“责任、荣誉、祖国”是他送给学生的六字箴言,他每次对学生做报告,总是以国家开启,并最后归结到国家,时时刻刻向学生灌输“要为国家做出贡献”的思想。
先生的每一位学生,都被他恢宏的人格魅力所感染,对自己的恩师有着无限的崇敬之情。一届又一届学生中代代相传一句话:“当我们将来走出校门后,一定要认真出色地工作,为国家做贡献,因为我们是卢强的学生,绝不能辱没师门!”
先生一生追求美。他始终尊崇早年毕业的芜湖一中 “德智体美”校训,这使他对美的追求贯穿了生活、工作的每时每刻、方方面面。
先生在各种场合永远是风度翩翩、举止得体、谈吐文雅。早些年我特别喜欢观看他作为民盟中央副主席在天安门广场出席外国元首访华欢迎仪式的《新闻联播》节目,银屏中的先生身躯伟岸、仪态端庄,如玉树临风,端的是泱泱大国之懿范也。在科研工作中他也追求美。先生特别推崇爱因斯坦用“简洁”和“优美”来形容科学研究最高境界的观点。先生 50 多年的学术生涯就好像一个只含有两个变量、简单而漂亮的数学公式。公式的一端是最先进的控制理论,另一端就是能源电力系统的安全性和经济性。他一直按照这个脉络进行研究,并不断追逐理论和应用的制高点和最新发源地,并为中国的电力事业培养一代又一代的科学研究栋梁。
五、有一种先生叫大先生
清华老校长梅贻琦先生有句名言:“所谓大学者,非谓有大楼之谓也,有大师之谓也。”随着时代变迁,以自强不息、厚德载物为核心的清华精神和理念也在不断升华,当今的大师不仅指学术大师,还指品行高洁、桃李天下的先生,是教授中的教授,先生中的先生,宛若独悬之明月,孤映之高霞,此所谓大先生也。
先生开创了独具风格的清华学派,不可不谓之大也。
他的成就胜大宏阔,影响深远,其中以电力系统非线性控制学科为核心的创新理论,形成了国内外公认的清华学派。
先生学识渊博,智周万物,不可不谓之大也。
他通数学,明物理,是电气工程大家,是自动控制大家,是更大的科学家。
先生远见卓识,见解深邃,不可不谓之大也。
他提出的数字电力理念,整整超越时代 20 年。他提出的非补燃压缩空气储能技术,洞穿了风光电力可持续发展的症结所在,开启了一个清洁物理储能的新纪元。
先生出口成章、文采斐然,不可不谓之大也。
他演讲激情澎湃,迭有新风,为文光畅流丽,鞭辟入里,具有鲜明的卢氏风格。他的国学修养深厚,于古文, 80 多岁了,还能全文背诵近 800 字的《滕王阁序》;于书法,写得一笔漂亮的楷体;于诗词,经典唐诗宋词信手拈来,运用自如。
先生品德难为喻,弥望兮高山仰止,勤循兮景行行止,不可不谓之大也。
他总是工作第一,他人第一,学生第一。
他积二十年之工,首倡和构建的电力系统灾变防治基础理论和关键技术荣获 2018 年国家科技进步二等奖,获奖者中没有他的名字。
他积晚年十年之工,首倡和构建的非补燃压缩空气储能技术荣获 2022 年中国电工技术学会创会 41 年来的首个技术发明特等奖,获奖者中没有他的名字,却有 2 位在读博士生、 1 名在站博士后的名字。
他人如其名,一辈子自强不息,无论多么困难都不愿给他人添麻烦,他此次突然生病,在呼吸已经十分困难的情况下,还叮咛家人别告诉梅老师和秘书……
先生安息吧!
您的英名永世长存!您的工作永世长存!

——梅生伟,摘自《天际悬明月 山巅映高霞:卢强院士纪念文集》

 

 

 

 

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