http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 09:24:38 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
開kai關guan電dian器qi是shi工gong業ye電dian器qi的de主zhu要yao組zu成cheng部bu分fen,也ye是shi電dian力li係xi統tong中zhong最zui重zhong要yao的de保bao護hu設she備bei。隨sui著zhe經jing濟ji的de發fa展zhan和he社she會hui的de進jin步bu,人ren們men對dui開kai關guan電dian器qi運yun行xing的de經jing濟ji性xing、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。
“智(zhi)能(neng)化(hua)電(dian)器(qi)屬(shu)於(yu)電(dian)器(qi)和(he)電(dian)子(zi)信(xin)息(xi)交(jiao)叉(cha)領(ling)域(yu)。它(ta)融(rong)合(he)了(le)現(xian)代(dai)電(dian)器(qi)理(li)論(lun)與(yu)電(dian)子(zi)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu),是(shi)開(kai)關(guan)電(dian)器(qi)適(shi)應(ying)現(xian)代(dai)電(dian)器(qi)工(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)的(de)必(bi)然(ran)趨(qu)勢(shi),在(zai)電(dian)力(li)、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cong1996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、siweipanduangongnengyijizhinengcaozuogongneng,erqiekaifalexiliechanpinbingdeyituiguangyingyong,weiyinlinghetuidongguoneizhinenghuadianqichanpindeyanfayuyingyong,qidaolebuketidaidezuoyong。
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、jixietexingbangzaileyiqi。tongguoyanjiu,womenfaxianyuanlaikeyiyougenghaodebanfashixian,guanjianshiguoqudejishumeiyoubanfadadao,xianzaijiukeyiyongxinxikongzhidejishulaidadaohenhaodexiaoguo。zhejiushizhinenghua。”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)。
“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、zidonghuafangmiandekaifanenglishihenqiangde。zaizhinengdianqizhuanyongjichengdianludeyanjiufangmian,hexinjishudoushizijikaifachulaide。yanjiushengmenbiyeyihouliuxialaizuozhefangmiandegongzuo。congkaishidaoxianzai,zhegeyanjiufangxiangpeiyangchu64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。
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“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。
作(zuo)為(wei)實(shi)驗(yan)室(shi)主(zhu)任(ren)和(he)學(xue)科(ke)帶(dai)頭(tou)人(ren),王(wang)建(jian)華(hua)十(shi)分(fen)注(zhu)重(zhong)研(yan)究(jiu)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)育(yu)人(ren)功(gong)能(neng)。他(ta)要(yao)求(qiu)基(ji)本(ben)教(jiao)育(yu)環(huan)節(jie)必(bi)須(xu)要(yao)紮(zha)實(shi),學(xue)生(sheng)必(bi)須(xu)要(yao)勤(qin)奮(fen)踏(ta)實(shi),導(dao)師(shi)必(bi)須(xu)要(yao)不(bu)斷(duan)指(zhi)導(dao)和(he)督(du)促(cu)。要(yao)善(shan)於(yu)培(pei)養(yang)學(xue)生(sheng)的(de)自(zi)學(xue)能(neng)力(li),以(yi)及(ji)對(dui)新(xin)東(dong)西(xi)新(xin)方(fang)法(fa)的(de)敏(min)感(gan)性(xing)和(he)發(fa)現(xian)力(li)。在(zai)這(zhe)裏(li),研(yan)究(jiu)生(sheng)的(de)培(pei)養(yang)率(lv)先(xian)采(cai)取(qu)了(le)集(ji)體(ti)導(dao)師(shi)的(de)做(zuo)法(fa),並(bing)且(qie)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)了(le)博(bo)士(shi)生(sheng)的(de)作(zuo)用(yong)。博(bo)士(shi)生(sheng)們(men)可(ke)以(yi)帶(dai)領(ling)一(yi)個(ge)科(ke)研(yan)小(xiao)組(zu),按(an)照(zhao)導(dao)師(shi)要(yao)求(qiu),製(zhi)定(ding)研(yan)究(jiu)計(ji)劃(hua)並(bing)決(jue)定(ding)一(yi)些(xie)課(ke)題(ti)經(jing)費(fei)的(de)使(shi)用(yong),極(ji)大(da)地(di)調(tiao)動(dong)了(le)學(xue)生(sheng)的(de)積(ji)極(ji)性(xing)。
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。
“butongyanjiufangxiangdexueshengzhijian,baokuolaoshizhijian,yaojingchangjinxingdingqitaolun,xiaoguofeichanghao。yinweiyanjiekaikuole,womendeyanjiushengzhaogongzuofeichangfangbian,feichangrongyi,gongzuogangweiyebijiaohao。erqiehaijingchanghuichuxianyixieqingkuang,jiushixueshengzhaodegongzuogentazaixuexiaoqijianzuodegongzuobuwanquanyizhi,danshiqiyeyeyuanyijieshouta。yinweitazaiketizulimianduigefangmiandeyanjiugongzuodouyoulejie,youjichu,henrongyishiyingxuqiu。”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。