http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-14 12:47:54 來源:科技日報
2009年1月9日,一條激動人心的消息,從北京人民大會堂傳來:“智能化電器的理論、關鍵技術與應用研究”榮膺2008年國家科技進步二等獎。
從20世紀90年代開始的一次科學之旅,經曆了淬火涅槃之後,終於厚積薄發,凝練出了碩果。
攻城略地,交叉領域集成創新
kaiguandianqishigongyedianqidezhuyaozuchengbufen,yeshidianlixitongzhongzuizhongyaodebaohushebei。suizhejingjidefazhanheshehuidejinbu,renmenduikaiguandianqiyunxingdejingjixing、安全性和自動化程度提出了更高要求。然而,由於傳統電器無法感知其運行過程中的故障類型,也不具備思維、判斷和基於故障特征的智能操作等功能,因此難以適應現代電器工業發展的需求。
“zhinenghuadianqishuyudianqihedianzixinxijiaochalingyu。taronghelexiandaidianqililunyudianzixinxijishu,shikaiguandianqishiyingxiandaidianqigongyefazhandebiranqushi,zaidianli、石油、煤礦等工業領域需求廣泛。因此,智能化電器的研究和應用是提高供用電係統運行技術水平的關鍵,涉及的學科多、係統複雜、技術難度大,僅美、德等少數發達國家的跨國公司掌握部分核心技術。”西安交通大學電力設備電氣絕緣國家重點實驗室主任王建華說。
為(wei)打(da)破(po)這(zhe)一(yi)壟(long)斷(duan),在(zai)我(wo)國(guo)電(dian)器(qi)研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)擁(yong)有(you)雄(xiong)厚(hou)技(ji)術(shu)實(shi)力(li)和(he)悠(you)久(jiu)曆(li)史(shi)的(de)西(xi)安(an)交(jiao)通(tong)大(da)學(xue),聯(lian)合(he)行(xing)業(ye)知(zhi)名(ming)研(yan)究(jiu)所(suo)和(he)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye),形(xing)成(cheng)產(chan)學(xue)研(yan)聯(lian)合(he)體(ti),吐(tu)故(gu)納(na)新(xin),集(ji)成(cheng)聚(ju)合(he),從(cong)1996年起,在國家自然科學基金、國家科技攻關計劃等項目資助下,率先提出“智能化電器”的概念,並確定了智能化電器所涉及的基本理論、關鍵技術和應用範圍。項目組很快確定了研發“路線圖”:不僅要突破國外核心技術封鎖,還要研發智能化電器領域最前沿的智能操作技術。
他(ta)們(men)首(shou)先(xian)從(cong)智(zhi)能(neng)化(hua)電(dian)器(qi)理(li)論(lun)研(yan)究(jiu)入(ru)手(shou),在(zai)國(guo)際(ji)上(shang)率(lv)先(xian)提(ti)出(chu)了(le)基(ji)於(yu)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)和(he)開(kai)關(guan)電(dian)弧(hu)特(te)征(zheng)的(de)智(zhi)能(neng)操(cao)作(zuo)概(gai)念(nian),製(zhi)定(ding)了(le)與(yu)智(zhi)能(neng)化(hua)電(dian)器(qi)所(suo)服(fu)役(yi)環(huan)境(jing)和(he)自(zi)身(shen)性(xing)能(neng)相(xiang)適(shi)應(ying)的(de)智(zhi)能(neng)操(cao)作(zuo)模(mo)式(shi);建立了智能化電器的多體動力學模型,發現了在線運行條件下電器的劣化規律。
zaililunyanjiudejichushang,xiangmuzugongchenglvedi,tichubinggongkeleshixianzhinenghuadianqicaozuohekekaoyunxingdeyixilieguanjianjishu。tamenxianhoufaminglejuyougenjuhuanjinghegongkuangzishiyingkongzhidegaodiyazhinenghuadianqidezhinengcaozuojishu,zhinenghuadianqishixianguochengzhongdexianchangxinhaotiqu、分(fen)析(xi)及(ji)狀(zhuang)態(tai)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)對(dui)這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)的(de)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng),項(xiang)目(mu)組(zu)還(hai)發(fa)明(ming)了(le)智(zhi)能(neng)化(hua)電(dian)器(qi)專(zhuan)用(yong)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)的(de)可(ke)重(zhong)構(gou)硬(ying)件(jian)設(she)計(ji)平(ping)台(tai),以(yi)及(ji)可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)不(bu)同(tong)功(gong)能(neng)需(xu)求(qiu)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)電(dian)器(qi)專(zhuan)用(yong)芯(xin)片(pian),不(bu)但(dan)實(shi)現(xian)了(le)智(zhi)能(neng)化(hua)電(dian)器(qi)的(de)在(zai)線(xian)狀(zhuang)態(tai)檢(jian)測(ce),而(er)且(qie)還(hai)滿(man)足(zu)了(le)不(bu)同(tong)保(bao)護(hu)對(dui)象(xiang)、不同智能操作、不同保護條件下的應用要求。
辛勤耕耘終於換來了收獲的喜悅。項目曆時12年,不但建立了產學研聯合體,全麵研究並實現了智能化電器的感知、思si維wei判pan斷duan功gong能neng以yi及ji智zhi能neng操cao作zuo功gong能neng,而er且qie開kai發fa了le係xi列lie產chan品pin並bing得de以yi推tui廣guang應ying用yong,為wei引yin領ling和he推tui動dong國guo內nei智zhi能neng化hua電dian器qi產chan品pin的de研yan發fa與yu應ying用yong,起qi到dao了le不bu可ke替ti代dai的de作zuo用yong。
10餘年間,項目組先後發表相關論文119篇,SCI、EI收錄78篇,出版專著2本,申請發明專利13項,已授權9項,獲軟件著作權5項,獲得陝西省科技進步一等獎。
而對於這一項目的最後鑒定,專家們得出的權威結論,同樣令人歡欣鼓舞:項目整體技術處於國際先進,部分達到國際領先。
“市場是檢驗技術和產品優劣的試金石。我們利用這些研究成果,與電器行業的知名研究所、企業展開了廣泛合作,先後開發了16個係列50餘yu種zhong型xing號hao的de智zhi能neng電dian器qi產chan品pin。通tong過guo國guo家jia權quan威wei機ji構gou的de檢jian測ce,這zhe些xie產chan品pin的de性xing能neng均jun達da到dao國guo外wai同tong類lei產chan品pin的de先xian進jin水shui平ping,其qi中zhong列lie入ru國guo家jia重zhong點dian新xin產chan品pin兩liang項xiang,國guo家jia級ji火huo炬ju計ji劃hua兩liang項xiang。”王建華說。
據研究團隊核心成員、長江學者榮命哲介紹:“一是自主調控與適應。如環保節能,采用智能操作理論開發的智能接觸器,可以自動適應電網狀態,大幅度減小閉合噪音,降低能耗達93%%,符fu合he國guo家jia倡chang導dao的de節jie能neng減jian排pai政zheng策ce。二er是shi智zhi能neng感gan知zhi與yu診zhen斷duan。如ru開kai發fa的de係xi列lie具ju有you狀zhuang態tai監jian測ce能neng力li的de智zhi能neng化hua電dian器qi,可ke以yi極ji大da提ti高gao電dian力li設she備bei的de可ke靠kao性xing,保bao證zheng電dian網wang安an全quan穩wen定ding地di運yun行xing。三san是shi強qiang大da的de信xin息xi交jiao互hu能neng力li。本ben項xiang目mu開kai發fa的de智zhi能neng化hua電dian器qi係xi列lie產chan品pin都dou具ju備bei信xin息xi交jiao互hu能neng力li,可ke以yi方fang便bian地di組zu成cheng控kong製zhi網wang絡luo,這zhe就jiu為wei構gou建jian電dian力li自zi動dong化hua係xi統tong、用電管理自動化係統打下很好的基礎。”
如今,智能化電器係列產品實現了具有完全自主知識產權的大批量生產,打破了國外產品的長期壟斷,在20餘個省市得以推廣應用,並拓展應用到國防領域。據測算,該係列產品近3年累計新增產值23.71億元,新增利稅4.54億元。今後,成果還可應用於石油、煤礦和化工等行業,潛在效益巨大。
為wei擴kuo大da和he增zeng強qiang我wo國guo智zhi能neng化hua電dian器qi產chan品pin的de影ying響xiang力li和he競jing爭zheng力li,依yi托tuo電dian力li設she備bei電dian氣qi絕jue緣yuan國guo家jia重zhong點dian實shi驗yan室shi,該gai研yan究jiu團tuan隊dui還hai發fa起qi成cheng立li了le中zhong國guo電dian工gong技ji術shu學xue會hui電dian器qi智zhi能neng化hua係xi統tong及ji應ying用yong專zhuan委wei會hui,王wang建jian華hua教jiao授shou擔dan任ren主zhu任ren委wei員yuan,研yan究jiu團tuan隊dui核he心xin成cheng員yuan耿geng英ying三san教jiao授shou擔dan任ren秘mi書shu長chang;研究團隊還先後舉辦國際和國內學術會議12次,引領和推動我國該領域的技術發展。
銳意創新,咬定青山不放鬆
電氣工程一直是西安交通大學的傳統優勢學科,但在曆史的發展中,也經曆了起伏。為尋找傳統優勢學科的提升途徑,上世紀90年代初期,王建華開始將目光瞄準了國內尚為空白的“智能化電器”領域。
“學(xue)科(ke)發(fa)展(zhan)到(dao)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)後(hou),就(jiu)必(bi)須(xu)開(kai)拓(tuo)新(xin)的(de)研(yan)究(jiu)方(fang)向(xiang),否(fou)則(ze)必(bi)然(ran)要(yao)衰(shuai)弱(ruo),不(bu)能(neng)始(shi)終(zhong)保(bao)持(chi)領(ling)先(xian)地(di)位(wei)。也(ye)正(zheng)因(yin)如(ru)此(ci),我(wo)們(men)才(cai)在(zai)國(guo)內(nei)率(lv)先(xian)提(ti)出(chu)了(le)智(zhi)能(neng)化(hua)電(dian)器(qi)研(yan)究(jiu)這(zhe)個(ge)方(fang)向(xiang)。”耿英三對記者說,“這個方向開展以後,學科開始邁上了一個新台階。”
從一開始專家同行們的懷疑到備受業界人士的關注,從艱苦寂寞的探索起步到如今的業內領軍,一切的努力都來源於“創新”二字。
多年來,在繁重的行政工作之餘,王建華總是千方百計地擠出時間親曆親為,為智能化電器行業的創新和發展殫精竭慮,出謀劃策。
“學科發展的大局觀就是‘瞻前顧後,左顧右盼’。就是看一些技術或產品,通過什麼樣的方法能夠使它們結合、創新、提高。‘瞻前’就是有什麼方法我們還沒有用過,‘顧後’就是看看曾經有什麼是可以用的。‘左顧右盼’就是看看其他學科有沒有新的成就是可以用的,借鑒一下,進行學科交叉,但是自己的學科不能丟,必須花時間去想。”王建華說。
“zaizhinenghuadianqiyanjiufangmian,womenjiuyaoqiuyanjiurenyuanbadianqibenshendexingnengzuohao。zaiyanjiuzhongshouxiankaolvjibenlilun,yanjiudianqidezhinengkongzhi。tongshiduidianqidejibenyuanlibixuyouxinderenshi。zaizhegexitongzhongjian,kaiguanshiyigepangrandawu,zaikaihezhijianchanshengzhejudadenengliang。guoqu,jiushiyongyigecaozuojigoulailakaihuozheheshang。erzaizhinengkongzhitiaojianxia,lakaideguochengjiujingshizenmejinxingde?zhegewentidelilunyanjiujiugendianhuguocheng、機(ji)械(xie)特(te)性(xing)綁(bang)在(zai)了(le)一(yi)起(qi)。通(tong)過(guo)研(yan)究(jiu),我(wo)們(men)發(fa)現(xian)原(yuan)來(lai)可(ke)以(yi)有(you)更(geng)好(hao)的(de)辦(ban)法(fa)實(shi)現(xian),關(guan)鍵(jian)是(shi)過(guo)去(qu)的(de)技(ji)術(shu)沒(mei)有(you)辦(ban)法(fa)達(da)到(dao),現(xian)在(zai)就(jiu)可(ke)以(yi)用(yong)信(xin)息(xi)控(kong)製(zhi)的(de)技(ji)術(shu)來(lai)達(da)到(dao)很(hen)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)。這(zhe)就(jiu)是(shi)智(zhi)能(neng)化(hua)。”王建華說。
“王建華的創新能力很強。他勇於創新,善於創新。對於看好的研究方向,特別執著。”榮命哲說,“到了現在,我們還在這個領域中不斷創新。在電弧等離子體應用領域,我們就提出在國防、材料處理方麵進行應用。現在也凝聚了團隊,培養了人才,科研氛圍非常好。”
研究團隊骨幹成員張國鋼博士還記得在2005年,大家在一起討論一個不是非常突出的項目:交流接觸器的智能控製。“當dang時shi我wo們men覺jiao得de這zhe個ge項xiang目mu也ye就jiu能neng做zuo成cheng一yi個ge和he企qi業ye合he作zuo的de很hen小xiao的de課ke題ti。王wang建jian華hua聽ting完wan後hou,就jiu把ba我wo們men幾ji個ge老lao師shi留liu下xia來lai。他ta說shuo這zhe個ge方fang向xiang非fei常chang好hao,能neng和he國guo家jia整zheng個ge節jie能neng、節材這方麵的發展方向結合起來。他覺得很有希望,當時就說想把這個工作繼續下去,後續想做成一個產業化項目。”後hou來lai,該gai項xiang目mu作zuo為wei全quan省sheng重zhong大da產chan業ye化hua項xiang目mu立li項xiang,現xian在zai已yi經jing取qu得de成cheng功gong。專zhuan家jia預yu測ce,如ru果guo能neng在zai國guo內nei推tui廣guang開kai來lai,每mei年nian可ke實shi現xian經jing濟ji效xiao益yi十shi幾ji億yi元yuan,節jie能neng節jie材cai效xiao果guo相xiang當dang顯xian著zhu。
創新,在課題組裏無處不在。無論是在學術方向探究、學科領域擴展還是在人才培養方麵,這裏都像一隻勇往直前的航船,在求新求變的海洋中乘風破浪。
教學和科研珠聯璧合,雙輪驅動
在zai這zhe裏li,教jiao學xue和he科ke研yan是shi相xiang互hu促cu進jin的de。經jing過guo長chang期qi的de實shi踐jian和he探tan索suo,他ta們men走zou出chu了le一yi條tiao教jiao學xue與yu科ke研yan雙shuang輪lun驅qu動dong,比bi翼yi齊qi飛fei,珠zhu聯lian璧bi合he,相xiang互hu促cu進jin的de良liang性xing發fa展zhan之zhi路lu。
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“我們的特色就是把科研和教學相結合,以科研促進教學。”榮命哲教授自豪地說。
“我們很重視把智能化電器方麵的科研成果及時運用到教學中,也很重視在研究生培養方麵開展課程改革。我們從2003年開始,就開設了智能化電器關鍵技術這門研究生課程。項目組的各位老師,雖然都在搞科研,但是作為教師,我們是很樂意、也很重視把科研工作跟本科教學、研究生教學結合起來,而且投入很大精力去做這個工作。”研究團隊核心成員宋政湘教授對記者如是說。
“智zhi能neng化hua電dian器qi領ling域yu的de研yan究jiu,要yao求qiu學xue生sheng不bu僅jin具ju備bei電dian器qi設she備bei方fang麵mian的de知zhi識shi,還hai要yao有you信xin息xi方fang麵mian的de基ji礎chu知zhi識shi。所suo以yi前qian幾ji年nian,在zai這zhe個ge方fang麵mian綜zong合he能neng力li培pei養yang的de課ke程cheng就jiu開kai得de非fei常chang多duo。”耿英三說,“我們的學生,在智能化、自(zi)動(dong)化(hua)方(fang)麵(mian)的(de)開(kai)發(fa)能(neng)力(li)是(shi)很(hen)強(qiang)的(de)。在(zai)智(zhi)能(neng)電(dian)器(qi)專(zhuan)用(yong)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)的(de)研(yan)究(jiu)方(fang)麵(mian),核(he)心(xin)技(ji)術(shu)都(dou)是(shi)自(zi)己(ji)開(kai)發(fa)出(chu)來(lai)的(de)。研(yan)究(jiu)生(sheng)們(men)畢(bi)業(ye)以(yi)後(hou)留(liu)下(xia)來(lai)做(zuo)這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)工(gong)作(zuo)。從(cong)開(kai)始(shi)到(dao)現(xian)在(zai),這(zhe)個(ge)研(yan)究(jiu)方(fang)向(xiang)培(pei)養(yang)出(chu)64名研究生,其中博士生近20名,特別是一大批中青年人才快速成長,已成為重點實驗室的學術帶頭人和骨幹,研究團隊成員中有國家百千萬人才工程入選者1名,“長江學者獎勵計劃”特聘教授1名,教育部“新世紀優秀人才培養計劃”獲得者兩名。
“我們當時畢業的好幾個博士生,現在基本上都在國內重要開關電器企業和研究機構擔任要職。”說起實驗室裏的人才培養,耿英三如數家珍,竹筒倒豆一樣給記者詳數起課題組的做法。
zuoweishiyanshizhurenhexuekedaitouren,wangjianhuashifenzhuzhongyanjiuguochengzhongdeyurengongneng。tayaoqiujibenjiaoyuhuanjiebixuyaozhashi,xueshengbixuyaoqinfentashi,daoshibixuyaobuduanzhidaoheducu。yaoshanyupeiyangxueshengdezixuenengli,yijiduixindongxixinfangfademinganxinghefaxianli。zaizheli,yanjiushengdepeiyanglvxiancaiqulejitidaoshidezuofa,bingqiechongfenfahuileboshishengdezuoyong。boshishengmenkeyidailingyigekeyanxiaozu,anzhaodaoshiyaoqiu,zhidingyanjiujihuabingjuedingyixieketijingfeideshiyong,jidaditiaodonglexueshengdejijixing。
在課題組的師生之間有一個學術研討會。學生們講,老師們評論,漸漸地形成了“隻認真理不認人”的氛圍。有的時候會因為一個論題“吵”得麵紅耳赤,但是大家卻很投入很高興。
“不bu同tong研yan究jiu方fang向xiang的de學xue生sheng之zhi間jian,包bao括kuo老lao師shi之zhi間jian,要yao經jing常chang進jin行xing定ding期qi討tao論lun,效xiao果guo非fei常chang好hao。因yin為wei眼yan界jie開kai闊kuo了le,我wo們men的de研yan究jiu生sheng找zhao工gong作zuo非fei常chang方fang便bian,非fei常chang容rong易yi,工gong作zuo崗gang位wei也ye比bi較jiao好hao。而er且qie還hai經jing常chang會hui出chu現xian一yi些xie情qing況kuang,就jiu是shi學xue生sheng找zhao的de工gong作zuo跟gen他ta在zai學xue校xiao期qi間jian做zuo的de工gong作zuo不bu完wan全quan一yi致zhi,但dan是shi企qi業ye也ye願yuan意yi接jie受shou他ta。因yin為wei他ta在zai課ke題ti組zu裏li麵mian對dui各ge方fang麵mian的de研yan究jiu工gong作zuo都dou有you了le解jie,有you基ji礎chu,很hen容rong易yi適shi應ying需xu求qiu。”榮命哲說。
和諧團隊,安放心靈的港灣
任何優秀成果的取得,如果沒有一支特別能吃苦、特別能戰鬥、特別能奉獻的團結協作的人才隊伍,就等於癡人說夢,紙上談兵。
在電力設備電氣絕緣國家重點實驗室裏,就活躍著這樣一批特別能吃苦、特別能戰鬥、tebienengfengxiandejuyoutuanduixiezuojingshendekeyanjianbing。jiezhudianlishebeidianqijueyuanguojiazhongdianshiyanshitigongdeguojixianjindeyanjiutiaojian,xingchengleyiwangjianhuaweixueshudaitouren,changjiangxuezhehexinshijirencaiweihexindedianqilingyuchuangxinxingyanjiutuandui。tamenbufenjiejiahanshu,bujigerendeshi,rifuyiri,nianfuyinian,zaijiankudekeyanzhanxianshang,momowuwenditansuozhe、拚搏著、奉獻著,用對事業的執著追求書寫著人生的價值和輝煌。
“我(wo)們(men)這(zhe)個(ge)團(tuan)隊(dui)是(shi)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)有(you)特(te)色(se)的(de)團(tuan)隊(dui)。它(ta)之(zhi)所(suo)以(yi)能(neng)夠(gou)獲(huo)得(de)國(guo)家(jia)大(da)獎(jiang),首(shou)先(xian)是(shi)學(xue)術(shu)帶(dai)頭(tou)人(ren)發(fa)揮(hui)了(le)不(bu)可(ke)替(ti)代(dai)的(de)作(zuo)用(yong)。他(ta)的(de)創(chuang)新(xin)思(si)維(wei),對(dui)學(xue)科(ke)發(fa)展(zhan)的(de)戰(zhan)略(lve)思(si)考(kao),以(yi)及(ji)他(ta)的(de)包(bao)容(rong)胸(xiong)懷(huai),把(ba)具(ju)有(you)各(ge)種(zhong)特(te)點(dian)和(he)特(te)長(chang)的(de)人(ren)融(rong)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)、凝聚在一起,這點是非常重要、非常了不起的。”榮命哲說。
在(zai)不(bu)久(jiu)前(qian)的(de)國(guo)家(jia)重(zhong)點(dian)實(shi)驗(yan)室(shi)評(ping)估(gu)中(zhong),專(zhuan)家(jia)們(men)都(dou)誇(kua)讚(zan)實(shi)驗(yan)室(shi)團(tuan)結(jie)協(xie)作(zuo),發(fa)展(zhan)得(de)很(hen)快(kuai)。他(ta)們(men)認(ren)為(wei)這(zhe)與(yu)實(shi)驗(yan)室(shi)主(zhu)任(ren)包(bao)容(rong)的(de)胸(xiong)懷(huai)和(he)考(kao)慮(lv)問(wen)題(ti)的(de)高(gao)瞻(zhan)遠(yuan)矚(zhu)有(you)很(hen)大(da)的(de)關(guan)係(xi)。
在記者走訪課題組期間,教師們提到的最多的就是這裏的“開放”和“自由”。“我們在搞研究的時候,都是帶著一種樂趣和興趣在做事情,所以我們從來不覺得痛苦、不覺得枯燥。”一位老師如是說。
“congyikaishijiechuzhinenghuadianqi,suiranguoneimeiyouxianli,danyinweizheshiyigehenxindelingyu,dajiadouhenganxingqu。pengdaokunnanjiejuebuledehua,dajiadouhuiquanshenxintourujinqu。piruwowanshangbianruanjian,tiaochengxudeshihou,shaoyihushuifangshangqu,keyitiaoruanjianjiuwangdiaozheshile,bashuishaoganledoubuzhidao。diertianzaoshangyikan,hudiyijingmeile。”耿英三說。
項目組對青年教師的培養非常重視,也給予了很大的發展空間。項目組的教師們互相支持彼此的發展規劃、聯係項目,互通有無。
“在生活上,課題組對我也很關心,不管是個人問題,還是住房問題,都給了我很大的關心和幫助。我覺得我們課題組的氣氛非常團結、和睦。這種關係很融洽,是安心做好事業的強大基石。”宋政湘說。