张伯明

     张伯明,1948年出生于重庆市。1978~1979年在西南交通大学读本科,1982年在哈尔滨工业大学获硕士学位,1985年在清华大学获博士学位,后留校任教至今。现任清华大学电机系教授,博士生导师,电力系统国家重点实验室学术委员会副主任,IEEE Fellow。他是国际大电网会议(CIGRE)中国国家委员会执行委员,控制中心国际会议执行委员。他是电力系统调度自动化领域的知名专家。
      从1979年起,张伯明一直从事电力系统分析和调度自动化领域的教学、科学研究、技术开发及工程应用工作,已30年有余。作为第一完成人,他曾获国家技术发明奖二等奖和国家科技进步奖二等奖各1项、省部级科技进步一等奖2项、二等奖2项, 1项成果2007年被评为“中国高等学校十大科技进展”之一。
      一、在电网调度自动化工程科技领域的成就和贡献
      张伯明的主要研究领域是电力系统调度自动化,特别是研究开发电网能量管理系统(EMS)高级应用软件。
      20世纪80年代,我国电网EMS的工业应用基本处于空白状态,为发展我国电网调度自动化技术,国家为4个大区电网引进调度自动化系统基础平台SCADA,但是没有引进EMS应用软件,需立足国内自主开发。张伯明于1989年就在当时我国最大的电网—— 东北电网开发电网能量管理系统(EMS)高级应用软件。他解决了不良数据辨识、状态估计快速计算等关键技术难题,成功开发出我国第一套具有自主知识产权的大区电网EMS应用软件,并于1990年5月在东北电网投入在线运行。这是我国第一个在大区电网运行的EMS应用软件。该成果1992年获得国家科技进步奖二等奖。他的工作为我国EMS应用软件从无到有做出了贡献。
      过去20年,在我国电网EMS应用软件技术从无到有再到几乎全部国产化的整个发展过程中,张伯明先后提出了EMS应用软件中的多个算法并解决了多项关键技术,其中很多已成为领域的主流技术。
      1990年初,他提出了电力系统状态估计中不良数据“递归量测误差估计辨识(RMEEI)”算法,并在IEEE Transaction上发表了论文。该算法快速有效,至今仍是最快速、最有效的算法之一,一直在电网EMS中使用。
      1995年,他提出了用于EMS平台的图模库一体化技术,并在天津电网应用,随后逐渐推广,现在该技术已成为EMS基础平台中的一项主要技术,该技术直观易用,将EMS网络建模效率提高了数倍。
      1995年,他提出了规范化的电力系统故障分析计算方法,该算法计算速度快,特别适合大量故障的在线扫描计算应用。
      1998年,他提出N-1+1安全分析等面向地区电网的EMS关键技术,并在金华地区电网成功应用,其中一些关键技术已写入行业技术规范;等等。
张伯明还多次为国内EMS厂家讲课,传授新技术。他领导开发的EMS应用软件已在国内72个地区级以上电网推广应用。
      他的工作对推动我国EMS应用软件的技术进步,并最终实现EMS应用软件全面国产化做出了贡献。由于他在“在电网控制中心能量管理系统算法发展中做出的贡献”,2010年他被选为IEEE Fellow。
      他还着力发展智能电网下的EMS新技术,在发展多目标时空协调的调度控制技术方面做出了贡献。他在本世纪初就提出了电网分布自治建模、一体化集成、集中协调互动的运行模式,提出了电网模型合并、潮流匹配、双向等值互动的方法,获权中国发明专利3项,有效地解决了电网调度控制的空间区域协调问题。
      除了法国、意大利等少数欧洲国家之外,国际上其他国家和地区在全局电网自动电压控制(AVC)的工业应用方面基本属于空白。为了开发自主知识产权的AVC系统,1995年初,张伯明就主持了国家“八五”科技攻关项目,开始全局电网AVC研究。他领导科研团队,先后解决了AVC中的如下技术难题:
     1.提出用于时间尺度协调的三级电压控制演化模式和保优控制技术,既保持了慢过程优化的经济性,又保持了快过程调整的安全性,解决了两者相互协调的AVC分级控制问题;
     2.基于无功源控制空间灵敏度,使用聚类分析方法,提出了实用的电网在线自适应软分区技术,解决了协调二级电压控制中的电网在线自适应分区问题;
     3.通过网省控制中心之间实时计算控制需求和控制能力并进行双向交互,结合智能多代理技术,实现网省控制中心之间的分布自治、集中协调的AVC;
     4.提出了适用于离散和连续控制变量混合的实用AVC优化算法,实现了发电厂和变电站共同参与AVC优化。
      经过15年的不懈努力,获权AVC中国发明专利4项,开发出多目标时空协调的AVC系统。现在该AVC系统已在国内16个省级以上电网应用,国内占有率超过50%。该AVC系统的应用,创造了可观的经济效益。单个省级电网年节电可达近亿度。据华北电网等5个电网公司近3年的统计,降损效益达3.0839亿元。该技术还被世界上最大的区域互联电网—美国PJM电网采用,实现了我国AVC技术首次走出国门。现在,该AVC系统已在PJM电网在线运行。据PJM统计,平均降损25.1兆瓦,年节电2.23亿度。
      美国工程院院士Anjan Bose评价“清华AVC”技术认为,“北美在该领域的应用尚属空白,……中国在电网电压控制领域遥遥领先于世界。”
      至今,他获得的授权中国发明专利总计达19项,并获得2008年国家技术发明奖二等奖。
       二、在发展电网实时网络分析理论方面的学术成就和贡献
      张伯明在电网稳态分析和优化理论方面造诣较深,先后发表学术论文455篇,其中一、二作者论文236篇,SCI收录论文16篇、EI收录论文246篇。他发表的论文被EMS厂家参考,先后被他引4815次,高引用H指数达35。他出版了4部学术专著,其中1996年出版的《高等电力网络分析》,是我国电力系统领域第一本教育部推荐的研究生教学用书,被评为北京市精品教材。该书集中了他多年的理论研究成果,重基础,有深度,是电力系统专业出国攻读学位研究生的必备参考书之一。此书出版后已多次重印并再版,已被他引763次。他最近在该书中文版基础上加以改编,出版了该书的英文版。
       三、在教书育人方面的贡献
      张伯明长期工作在教学第一线,除讲授本科生课程外,他一直主讲《高等电力网络分析》研究生学位课(精品课)。他指导毕业了博士22人,博士后出站10人,他指导毕业的学生一些已经成长为国家电力部门的主要业务骨干。他指导的博士生孙宏斌毕业后留校,一直是他的科研合作者,获国家杰出青年基金、国家级教学成果奖一等奖、国家级精品课等,还获国家级教学名师称号。

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