每个人都是一本书,书中的内容由自己书写。陈皓勇的书中,书写着求知若渴,书写着创新,书写着他热爱的电力系统专业。从知识积累到创新探索,翻看陈皓勇的履历,每一页都留下了他奋斗的足迹。
学海无涯 迈出万里长征第一步
现在的陈皓勇是华南理工大学教授,博士生导师,IEEE高级会员,国家优秀青年科学基金获得者。然而,如果讲他的精彩历程,应该从15岁开始。
在15岁这样大多数人还懵懵懂懂的年龄,陈皓勇却在西安交通大学少年班开始了他充实而又充满乐趣的求知历程。良好的学习氛围,为他日后踏上科研之路,打下了坚实的基础。这时的他,还只是一个求知若渴的少年,而两年后,机缘巧合,以优异的成绩选择了西安交通大学电力系统及其自动化专业,这一年,是1992年,17岁的陈皓勇正式踏入了电力系统专业之门。在这里,他遇到了刚从日本归国的王锡凡教授,从此跟随王教授学习、工作长达12年时间。
2000年陈皓勇博士毕业,选择了留校从事教学科研工作。在西安交通大学从教期间,除担任专业主干课“电力系统分析”等的教学工作外,还作为主要研究人员参加了王锡凡院士所主持的国家自然科学基金重点项目“我国电力市场的电价理论、交易机制及其模拟研究”和国家重点基础研究发展计划(973计划)“电力市场对电力系统运行可靠性的影响”等一系列国家重点项目。先后主持了国家自然科学基金青年基金项目“电力系统运行方式优化和综合资源规划的协同进化算法”以及国家社会科学基金青年基金项目“电力市场交易制度的实验经济学研究”等,参编《电力市场基础》新教材。在不断的研究探索中,陈皓勇迅速成长,他科研生涯的万里长征也从这里迈出了第一步。
世界那么大 该去闯闯了
改变,需要勇气,2006年,陈皓勇再次做出了选择,他以”百人计划”杰出青年教师身份受聘到华南理工大学,在这里,开始了他新的征程。
他很快融入了华南理工大学的校园氛围,开展教学工作的同时,努力开拓新的科研领域,先后承担了国家优秀青年科学基金项目、国家自然科学基金项目等一系列国家和省部级重点项目,并获得了教育部“新世纪优秀人才”称号。他与西安交通大学电力工程系保持长期且紧密的科研合作。两校联合申请了国家863重大项目,他和恩师王锡凡院士等共同获得教育部高等学校科学研究自然科学一等奖,并将进一步拓展到海上风电等领域的科研合作。
时至今日,陈皓勇教授的科研人生已经走过了二十三个春秋。在电力系统领域取得了丰硕的科研成果。
深耕电力(能源)系统科学 成绩斐然
陈皓勇的科研创新是从进化算法开始的,他借鉴自然界中的协同进化机制,引入生态系统的概念,并将电力系统类比于自然界中的生态系统,将其中的优化问题的求解映射为生态系统的进化。在世界范围内首次提出适用于电力系统规划、运行与控制等协同进化算法(最初命名为“系统进化算法“),并于1999年发表名为《电力系统机组组合问题的系统进化算法》的论文。这项研究成果在电力行业得到了广泛的应用,成为电力系统分布式人工智能的早期代表作。2015年,美国、英国、德国等多国科学家组成的联合研究团队已找到自然界协同进化(Coevolution)的基因学证据并在《美国科学院院报》上发表,为该算法的进一步发展奠定了基础。当前,美国商务部已将进化计算列为人工智能领域出口管制的第二类技术(第一类为深度学习),研究需求更加迫切。
此外,他还提出了基于改进拉格朗日松弛法和随机生产模拟的电源规划模型和算法,并基于拉格朗日松弛法建立了电能短期成本和长期成本分析的统一框架,为自己在电力系统优化调度、优化规划和电力市场等领域的研究交上了一张出色的答卷,该研究成果至今仍为紧锣密鼓进行着的电力体制改革(电价形成机制)提供重要的参考。基于这些研究,他参与的项目“电力系统的运行与规划的最优决策模型及方法研究”获2008年教育部高等学校科学研究自然科学一等奖。
任何科研都不能一蹴而就,陈皓勇对科研的探索是持续的。他深耕电力(能源)系统科学,注重多学科交叉研究,视野广阔,敢于创新,厚积薄发,取得了多项原创性研究成果。
陈皓勇教授立足博弈论,开展电力市场建模、分析与仿真研究,他提出了运用多项式方程系统求解电力市场均衡的方法,首次形成了基于实验经济学的电力市场博弈分析理论和方法,并结合基于协同进化计算的智能模拟和实验经济学方法研究了电力市场的交易策略和市场均衡等问题。在这些研究的基础上,构建出“电力市场设计学”的体系框架,为当前的电力体制改革提供了重要的方法论。
面对着电力系统中多个控制器的协调难题。陈皓勇教授首次将微分博弈理论应用于电力系统频率/电压协同控制,分别建立了一、二次调频和多区域互联系统调频的微分博弈模型以及相应的求解算法,以及多区域电压协同控制的动态博弈模型和算法,开拓了基于博弈论的电力系统多主体协同控制新方向。他所承担的国家自然科学基金项目“基于微分博弈理论的电力系统最优协调电压控制研究”已顺利结题并评为“优秀”。当前“博弈控制论”已成为控制理论界研究的热点之一。
陈皓勇教授基于热力学(非平衡态热力学与寂态热力学)、电网络、传热学与流体力学(流体网络理论),建立起描述多种能源耦合系统的能量网络理论,相关论文《能量网络的传递规律与网络方程》(《西安交通大学学报》2014年10期)入选“领跑者5000——中国精品科技期刊顶尖学术论文(F5000)”,随后在《中国科学》等权威期刊发表了一系列论文,为综合能源(多能互补)系统建模、分析、规划与运行奠定了基础。
此外,陈皓勇教授还在连续时间商品模型的电力市场理论、电力鲁棒规划/调度、区间无功电压控制、智能电网分布式信号处理等领域作出了一系列开创性贡献。他领导课题组建立了海南电网风电、光伏发电的短期/超短期功率预测系统和绿色调度系统,实现了无功补偿优化配置和实时无功优化控制,提高了海南电网的可再生能源接纳能力,保障了电网安全稳定运行,对建设中国(海南)自由贸易试验区和中国特色自由贸易港的电力保障有重要作用。中发【2015】9号文件启动新一轮电改后,他积极参与讨论,在《经济日报》《中国能源报》等权威媒体上发表了一系列文章。
严谨治学 收获桃李芬芳
作为一名高校教授,陈皓勇不但在科研领域成果丰硕,与此同时,他还义不容辞地肩负起为我国特别是华南地区电力行业及高校输送人才的重任。
提到陈皓勇教授,就不得不提其严谨的科研教学风格,差不多、几乎这样的词语是不存在的,在陈皓勇看来,科学是精确的,差之毫厘,谬以千里。因而,在培养学生的过程中,严谨是第一要素,但是他也十分善于调动学生的积极主动性,启发他们内心对科学的热爱,培养他们的科学精神。
在华南理工大学任职期间,陈皓勇教授除担任本科生课程“电力系统分析”,研究生课程“可再生能源与系统接入技术”“先进电力系统控制理论与技术”“现代电力系统前沿技术”等的教学任务外,还创造性地开设了“电力经济与管理导论”“电力市场运营与企业管理”等一系列新课程,并将电力市场交易模拟实验引入电力市场教学。他培养了一大批优秀人才,大部分已经成为电力行业的骨干,或双一流高校的博士、硕士生导师。
陈皓勇教授从17岁踏入电力系统领域开始,坚持不懈地探索研究,创新成果有力地推动了我国电力行业的科技进步,成为国内外有重要影响力的学者。多年的积累凝练成他所热爱的“复杂(大规模、随机性、分布式、网络化)电力(能源)系统(建模、分析、优化与控制)”学术领域,我们相信,未来的他必将为我国电力(能源)行业的发展及能源革命带来更多的惊喜。