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黎靜華:做八桂大地能源研究的科研“探針”

發(fā)布時間:2025-09-09 作者:韋俞妃 來源:中國教育新聞網(wǎng)—《神州學人》

黎靜華,廣西大學電氣工程學院副院長、教授、博士生導師,英國工程技術學會會士,曾于2014年前往丹麥奧爾堡大學進行學術交流與訪問。兼任中國女科技工作者協(xié)會理事、廣西青年科技工作者協(xié)會副會長。主要從事新能源并網(wǎng)技術研究,主持或參與國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等國家級科研項目10余項,發(fā)表SCI、EI論文百余篇,出版專著5部,獲國家發(fā)明專利28項、軟件著作權(quán)10項,成果獲廣西青年科技杰出貢獻獎、中國電力科學技術進步獎一等獎以及湖北省科學技術進步獎一等獎。榮獲第四屆全國高校教師教學創(chuàng)新大賽三等獎、廣西一等獎,教學成果榮獲廣西壯族自治區(qū)教學成果特等獎、一等獎。先后榮獲全國寶鋼優(yōu)秀教師、廣西首批勤廉先進個人、廣西青年五四獎章、廣西三八紅旗手及自治區(qū)模范教師等榮譽。

“科研不容半點馬虎,正如電力不容半秒閃斷。”

10年前,黎靜華這位廣西大學電氣工程學院的教授,從風電王國丹麥求學歸來,一頭扎進家鄉(xiāng)的新能源戰(zhàn)場。她帶回的不僅是國際前沿技術,更有一套“把論文寫在八桂大地上,把本事教進學生心坎里”的育人經(jīng)。


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黎靜華


問道丹麥風電“真經(jīng)” 

黎靜華的科研之路,始終與時代脈搏緊密相連。

2010年前后,中國新能源規(guī)?;l(fā)展進入關鍵轉(zhuǎn)型階段,風電裝機容量一年內(nèi)實現(xiàn)翻番增長,能源結(jié)構(gòu)開始了實質(zhì)性轉(zhuǎn)變。然而,高速發(fā)展背后也隱藏著巨大挑戰(zhàn)。這時,正在華中科技大學開展博士后研究的黎靜華有幸參與到國家“863”“973”等重大項目,在模擬大規(guī)模新能源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的影響時,她深切感受到消納的困境:“棄風棄光”比例較高,暴露出系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力不足、跨省消納機制遇到瓶頸。國內(nèi)實踐經(jīng)驗的相對匱乏,讓她常常思考:國際前沿是如何破解這些難題的?

這個疑問,在2013年的一個深秋得到了解答。在一次國際會議上,丹麥風電發(fā)展的成就如同一道強光,照亮了她的思路。專家介紹,這個北歐國家僅憑風電就滿足了全國近40%的電力需求,穩(wěn)居全球首位。黎靜華當時就萌生了前往丹麥研習風電并網(wǎng)控制技術的想法。同年春節(jié),課題組一位同門從丹麥奧爾堡大學(Aalborg University,AAU)回國探親,在交談中黎靜華得知AAU能源系正在攻關采用“電-熱-氣”多種能源協(xié)同消納新能源的前瞻性技術,急需合作者加入。在此機緣下,2014年12月,黎靜華踏上了前往AAU的訪學之旅。

AAU能源系在風電并網(wǎng)領域的顯著優(yōu)勢,為黎靜華打開了一扇觀察全球頂尖風電產(chǎn)業(yè)的窗口。她深入丹麥的能源實踐發(fā)現(xiàn),這里將風機、電動汽車、區(qū)域供熱網(wǎng)等多元化元素統(tǒng)一視為“廣義負荷”,通過靈活的電價信號引導負荷轉(zhuǎn)移,實現(xiàn)了多種能源形式的深度互補。這種系統(tǒng)性的思維,成為她日后回國構(gòu)建“廣義負荷互動耦合模型”的核心靈感源泉。

在丹麥,黎靜華幾乎每天都“泡”在實驗室12小時以上,全身心投入“電(風)-熱-氣”綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)控項目。她與技術專家深入討論模型細節(jié),反復推敲方案可行性。正是在這種高強度、高標準的國際合作氛圍里,她切身體會到了丹麥學者對模型精度近乎苛刻的嚴謹態(tài)度。而一次刻骨銘心的經(jīng)歷,讓她對這種“苛刻”有了更深的理解。 

當時,團隊正全力求解復雜的“電-熱-氣”多能流耦合難題,經(jīng)過一個月的艱苦努力,他們采用了一個相對簡化的模型,終于得到了一組看似“可行”的運行數(shù)據(jù)。匯報時,黎靜華本以為會獲得階段性認可,卻遭到丹麥技術專家的堅決否定。專家們尖銳地指出,簡化處理引入了不可接受的誤差,強調(diào)即使是0.1%的微小偏差也可能引發(fā)連鎖故障。盡管當時這個簡化模型在國際上已屬先進,但丹麥團隊對精度的追求容不得絲毫妥協(xié)。這次“否定”激起了黎靜華更強的斗志。她和團隊重返基礎理論,最終成功開發(fā)出一種能高效處理非線性、微分-代數(shù)耦合問題的大規(guī)模分解-協(xié)調(diào)算法,顯著提升了模型精度,研究成果不僅發(fā)表在能源領域頂級期刊Applied Energy上,更入選了全球高被引論文?!皣鈱W者對細節(jié)的執(zhí)著追求讓我深受觸動?!崩桁o華感嘆道。

丹麥風電產(chǎn)業(yè)成熟的“產(chǎn)學研用”閉環(huán)生態(tài)同樣給黎靜華帶來了巨大震撼。她親身體驗到,每個環(huán)節(jié)均通過產(chǎn)研聯(lián)動實現(xiàn)技術轉(zhuǎn)化。一次深入風電產(chǎn)業(yè)鏈的實地探訪,讓她目睹了整個體系環(huán)環(huán)相扣的高度協(xié)同和強大韌性。就在那一刻,她暗下決心,一定要將在丹麥汲取的先進理念和關鍵技術帶回國,融入家鄉(xiāng)廣西的綠色能源發(fā)展中。

研教相長的育人路

2015年,黎靜華回到家鄉(xiāng)廣西。彼時的八桂大地,正站在新能源發(fā)展的起跑線上。她敏銳觀察到,廣西的風電、光伏開發(fā)剛剛起步,潛力巨大但挑戰(zhàn)重重,與丹麥成熟的分布式智能體系形成鮮明對比。北部灣這片蘊藏著約3000萬千瓦海上風電資源的“藍?!鄙形撮_發(fā),并網(wǎng)容量為零。陸上風電場則主要集中在預測難度大、誤差動輒超過20%的復雜山地??粗@片充滿希望的土地,黎靜華心中那份“把論文寫在八桂大地上”的信念愈發(fā)堅定。她知道,必須找到一條適合廣西的本土化發(fā)展路徑。

然而,將藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實的第一步,就遭遇了“寒流”。回國第2年,學院領導希望她針對廣西的特點,探索開辟高效轉(zhuǎn)化并網(wǎng)的研究方向。黎靜華接下任務,卻迎面撞上了質(zhì)疑——“西部科研條件有限,何必自討苦吃?”同事們指出了現(xiàn)實的“三缺”困境:缺設施、缺平臺、缺支持。

“缺設施、缺項目,我們可以去爭取、申報。但人是核心,也是最難的?!崩桁o華坦言,當時真正能挑大梁的研究骨干只有她一個人,帶著幾名研究生,可謂“白手起家”。面對困境,丹麥的經(jīng)歷、北部灣的藍圖以及對家鄉(xiāng)的責任感,重新燃起她的斗志?!袄щy的事情總要有人做,如果大家都不做,就沒有進步?!彼龍孕?,能源轉(zhuǎn)型變革的種子同樣渴望在西部的土壤中生根發(fā)芽。

黎靜華深諳,破解困局不僅需要前沿技術,更需要培養(yǎng)一批“下得去、留得住、用得上”的本土化人才。她堅守的教學原則是“老課新講、新課講透、難課講活”。她觀察到,在傳統(tǒng)工科教學模式下,學生背得出公式卻解決不了實際問題。“比如講風電并網(wǎng)控制,只推導數(shù)學模型是沒用的,得讓學生知道廣西的電源特性、網(wǎng)架結(jié)構(gòu),需要因地制宜調(diào)控策略?!币虼耍恼n堂總是“虛實結(jié)合”。例如,在“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”課堂上,她會將抽象的發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動微分方程和控制理論,融入“西電東送”工程中的真實案例里。

“研教相長”是黎靜華的另一個育人法寶。她堅持以國家戰(zhàn)略需求為引領,通過項目式學習、探究式教學等方法,探索拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。“我希望學生走出校門時,手里握的不只是畢業(yè)證,更懷揣著解決復雜電力能源問題的真本領和推動綠色發(fā)展的使命感?!睘榇蛲ㄓ恕白詈笠还铩保岢觥傲⒔杪?lián)搭”的實踐思路,通過立足本校資源,借助南方電網(wǎng)等龍頭企業(yè)平臺,聯(lián)合區(qū)外高水平高校,為學生搭建實戰(zhàn)化能力提升平臺。她的學生幾乎都有在國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)項目實習的經(jīng)歷,不少人更參與了具有重大影響力的實際工程項目。

在實踐教學中,黎靜華很“較真”?!拔矣浀卯敃r為了驗證一個控制算法,黎老師陪著我們在實驗室熬了3個通宵?!彼囊晃粚W生回憶起來,印象深刻。這份對科研嚴謹?shù)膱?zhí)著,最終轉(zhuǎn)化成實實在在的效益。團隊研發(fā)的控制裝備在廣西甘蔗渣發(fā)電廠推廣應用后,企業(yè)反饋:“自從用上這套裝備后,因廠內(nèi)負荷擾動跳閘故障直接降為0,每年減少損失近千萬元?!?/p>

在指導學生參與10余項國家級課題研究時,黎靜華始終堅持引導學生自主尋找解決方案。她深信:“老師能教的是方法,不是答案?!睆慕?9年來,她多次獲得廣西高等教育自治區(qū)級教學成果獎;她指導學生撰寫學術論文116篇,授權(quán)發(fā)明專利32項;經(jīng)過她精心培養(yǎng)的36名畢業(yè)研究生中,有23人獲國家獎學金、自治區(qū)優(yōu)秀畢業(yè)生等榮譽,超過50%成為廣西各級電網(wǎng)公司的業(yè)務骨干,深度參與“西電東送”等重大工程建設,累計獲得表彰50余人次。

探索八桂大地能源轉(zhuǎn)型的獨特路徑

近二十載的學術積淀,讓黎靜華對中國能源轉(zhuǎn)型之路形成了深刻而獨到的見解——這是一條“主干強化與末梢柔化”雙軌并進的特色之路?!皣獾慕?jīng)驗值得借鑒,但不能簡單復制?!彼龔娬{(diào),“正如丹麥的風電送出技術適應不了北部灣的臺風,中國的方案必須扎根于本土國情,解決中國的問題?!?/p>

于是,黎靜華帶領團隊采用“數(shù)據(jù)沙箱”技術,在確保原始數(shù)據(jù)物理隔離、絕對安全的前提下,構(gòu)建了一個支持科研人員高效調(diào)用數(shù)據(jù)模型進行算法驗證的虛擬環(huán)境。同時,她巧妙地將歐洲風電集群控制的先進經(jīng)驗“本土化”,結(jié)合北部灣臺風頻發(fā)、氣象多變的特點,在控制算法中創(chuàng)新性地加入了高精度的氣象預測因子,顯著提升了系統(tǒng)在極端天氣下的協(xié)同控制能力和生存能力。

“中國新能源的規(guī)模和資源稟賦是世界上獨一無二的,這既帶來挑戰(zhàn),也孕育著重大機遇?!崩桁o華舉例說,廣西北部灣海上風電的開發(fā),面臨著生態(tài)、跨國界協(xié)調(diào)、弱支撐電網(wǎng)等問題,“這在國外沒有現(xiàn)成答案,我們必須自己動手,寫出中國方案的‘語法書’?!睘榇耍e極探索前沿技術破解難題,研究量子計算在電力系統(tǒng)優(yōu)化中的應用,試圖突破百萬節(jié)點計算瓶頸,引入人工智能技術,提高極端天氣下風電的預測精度?!氨辈繛车娘L有自己的脾氣,我們的算法就要學會‘讀懂’它,甚至預判它?!彼蜗蟮乇扔鞯馈?/p>

在黎靜華看來,中國-東盟能源互聯(lián)互通是另一個巨大的創(chuàng)新空間。東盟各國電網(wǎng)標準不一、技術水平各異,在她看來并非障礙,反而是探索多元化協(xié)同模式的天然試驗場?!熬拖癫煌窖缘娜诵枰g才能暢快交流,我們要做的就是研發(fā)‘電網(wǎng)語言翻譯器’,讓不同國家的電力系統(tǒng)能安全、經(jīng)濟、高效地‘對話’與協(xié)作。”這幅關于能源互聯(lián)互通的宏偉藍圖,不僅刻在黎靜華的腦海里,更清晰地鋪展在她辦公室的墻上——那是一幅被翻看得邊角磨破、又用膠帶仔細粘好的北部灣海上風電規(guī)劃圖。圖上,不同顏色標注著風電場、港口和輸電線路,也勾勒著她心中連接中國與東盟的能源脈絡。

然而,這張承載著夢想的“作戰(zhàn)圖”,也真實映射著她科研路上的困惑?!霸谖鞑孔隹蒲?,想把這樣的藍圖變成現(xiàn)實,時常要面對‘兩難’?!彼寡缘馈?/p>

第一“難”,是平衡。她需要在諸多的行政事務、項目申報、學術會議和做科研之間尋找微妙的平衡,常常晚上才能回到實驗室,靜心沉浸于科研中。更讓她困惑的是,一些具有區(qū)域特色的研究項目,有時會因“西部基礎條件有限”的固有印象而被低估。第二“難”,是培養(yǎng)學生的壓力。西部高校學生的科研基礎相對薄弱,黎靜華就從最基礎的編程語句教起,陪著學生逐行調(diào)試代碼?!坝袝r確實覺得挺累,但看到學生滿臉的迷茫和求知欲,又覺得不能退縮?!彼f道。

但是,這些困惑會在看到學生成長時煙消云散。前年,黎靜華指導的一位畢業(yè)生,在防城港海上風電送出工程建設中,解決了一個關于“海底復雜環(huán)境下最優(yōu)路徑規(guī)劃”的關鍵技術難題,之后特意感謝她:“用到了您教的電力系統(tǒng)最優(yōu)動態(tài)規(guī)劃方法算法,啃下了這塊硬骨頭?!蹦且豢蹋桁o華覺得所有的付出都值了。

黎靜華摸索出一套“聚焦法”來解決“兩難”問題——把精力集中在“北部灣海上風電”“中國-東盟能源互聯(lián)”等具有區(qū)域優(yōu)勢的方向上,有所為有所不為;在事務性工作中尋找效率提升的方法,比如把項目申報材料模塊化,讓團隊成員分工協(xié)作。

路雖艱,但行則至。如今,黎靜華也學會了在壓力中尋找平衡,她說:“科研不能急于求成,要先把根扎深,才能慢慢枝繁葉茂?!闭劶拔磥恚桁o華的目光投向窗外:“西部科研不是‘洼地’,而是‘探針’,我最大的愿望就是能用科技服務好三件事——北部灣海上風電、中國-東盟能源互聯(lián)互通,還有能源人才培養(yǎng)?!?/p>

采訪結(jié)束時,黎靜華拿起手機,翻出學生發(fā)來的照片,他們研發(fā)的新能源發(fā)電系統(tǒng)高效并網(wǎng)控制裝備正在風電場調(diào)試,屏幕上的曲線如預期一樣運行著。“你看,這就是我們的追求——讓每一度清潔電,穩(wěn)定轉(zhuǎn)換成萬家燈火?!?/p>

從北歐的風電實驗室到八桂大地的山海之間,她用10年時間證明:真正的科研,既要仰望星空的國際視野,也要腳踏大地的務實堅守;最好的育人,是讓學生既成為解決問題的專家,也成為心懷家國的建設者。

北部灣的風裹挾著潮聲掠過耳畔,也推動著黎靜華與團隊探索的航向——那里,清潔能源的智慧正跨越國界,奔向深藍。(作者 韋俞妃系廣西大學黨委宣傳部職員。本文圖片由作者提供)

來源:《神州學人》(2025年第9期)

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