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卢强:一生所学付祖国

《能源评论》

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文 | 本刊记者 牛秋梧 艾江涛

不认识卢强先生的时候,只知道他是一位科学家。这位科学家的分量,如果你并不是能源专业人士,仅仅从他的瑞典皇家工程科学院外籍院士的头衔就可以揣摩一二了。在卢强之前,被瑞典皇家工程科学院这家全球历史最悠久的工程科学院吸收为外籍院士的中国人只有两位院士。他们是原全国政协副主席、中国工程院院长宋健和中科院院士和原科技部部长徐冠华二人。而他之后的三位获此殊荣者则分别是中国工程院院士、中国工程院院长周济以及中国科学院院士、原清华大学校长顾秉林和中国科学院数学与系统科学院院长郭雷院士。

在很多专业人士看来,卢教授是目前在世的我国最权威的电力科学家之一,是我国电力系统线性最优控制、非线性最优控制和电力大系统混成控制学科的开拓者和奠基人,曾多次获得国家自然科学奖、科技进步奖。他的三本专著《输电系统最优控制》《电力系统非线性控制》和《非线性控制理论与电力系统动态学》每本都堪称电力领域的经典之作……然而,很少有人知道,我国高铁的发展也有卢强的一份功劳。卢强和他带领的团队,与北京航空航天大学协同,用半年的时间,通过“应用空气动力学原理作为高速列车安全节能等手段预研”,使得高速列车动能损耗比原来的设计降低了约7%,并提高了在侧风条件下运行的安全度。

笔者虽然知道卢强曾担任全国政协常委、民盟中央副主席等要职,同时是诸多地方政府的科技顾问,但更愿意把他当成一位老师,一位思维敏捷、有学者风度和有魅力的老师,一位忧国忧民、追求真理的老师。在他眼中,教书育人、钻研学问和报效祖国是三位一体的。尤其难得的是,他所说都是他所做,体现了一位优秀的科学家和导师应有的风范。

不惧辛劳上高楼

1972年7月27日,武汉发生大停电,作为国家工业支柱、当时已有一个世纪历史的武汉钢铁厂险些因此毁于一旦。周恩来总理在批示中指出,这种事情不能再发生了。周恩来的这番话深深影响了当时还在清华大学担任助教的卢强,也激励他向电力科研的一座座高峰进发。

如何最大程度地用控制的方法提高中国的电力系统的安全、稳定性,是他几十年来始终关注的重点。

1982年,他与王仲鸿、韩英铎合作的《输电最优控制》一出版,便热销并获得了全国科技图书一等奖。一位国际权威专家认为该书是世界上第一部把现代控制理论、电力系统动态学与计算机科学结合起来的科学专著。还有人预言,把这本书构建的理论应用到大型电站,将产生重大经济效益和社会效益。

事实确实如此。1983年,卢强和同事研制出了线性最优励磁控制器,这一控制器在中国的西北、东北、西南等区域的电力系统投入运行后,输送电力的稳定极限提高了10%~15%。东北红石水电厂的供电极限由17万千瓦提高到21万千瓦,如按3个月丰水期计算,仅此一座中小型水电站每年可为国家增加供电近1亿千瓦时。

1984年到华盛顿进修的经历,则让卢强成为当时世界上从事非线性系统微分几何控制理论研究的少数人之一,也让他成为把非线性系统微分几何理论应用于电力系统的世界第一人。

1991年出版的《电力系统非线性控制》,因为把现代控制理论中的微分几何方法用于复杂电力系统控制器的设计,被国内外同行称为电力领域的“新贡献”。但是,卢强并没有满足于此。这一年55岁的他获选为中国科学院学部委员,面对中国科学院的贺信以及同事、同行的道贺,他回忆自己“有点高兴不起来”。当时,发达国家的电力工业趋于饱和,我国的装机容量则呈现出越来越快的发展势头,卢强觉得相应的科技发展也应该“齐头并进”,甚至最好超前些。他为自己的理论还没对国家的电力系统安全稳定性的改善“产生实际的重要影响”而忧心。所以,他和课题组又把非线性控制理论应用于控制装置的研制上,在世界首批“全数字式非线性最优励磁控制”装置在丰满水电厂并相继在内蒙古海渤湾火电厂、东北丰满水电厂等投入使用后,无疑意味着我国发电机组的控制装置水平又上升了一个台阶。

1999年6月,国际上著名的科技出版社之一美国克鲁沃(Kluwer)学术出版社希望卢强能把“电力系统非线性鲁棒控制”的最新研究成果撰写成专著出版。利用一年多的时间,出版了被誉为“在运用先进控制理论改进电力系统安全稳定性方面的第一书”的《非线性控制系统理论与电力系统动态学》。

在非线性控制研究取得突破之后,卢强又开始捕捉下一个研究兴奋点。1996年7、8月间,美国西部发生了两次长达7个多小时的停电事故,损失甚为惨重。卢强重新回味起周总理在30年之前的批示。为了防止类似的事件在中国发生,他组织课题组申请了“973”国家重大科技攻关项目 ——“我国电力大系统灾变防治和经济运行重大科学问题的研究”, 钻研防治电力系统灾变的先进科技,着力于电力大系统的控制。没想到,这形成了他学术生涯的又一次飞跃。2003年当该项目结项之时,先是8月14日美国、加拿大发生大规模停电,接着欧洲一些国家也相继突发大规模停电,卢强与其课题组的研究不但显示了前瞻性,而且由于建立了我国电力大系统的软跟踪指挥系统(DPS)的可实施性的基础构架,为国家的电力系统灾变防治及时提供了科技支持。在接受媒体采访时,卢强表示要利用自己的影响力,动员各方面力量致力于建设一个“不只是世界第一流的,而且是世界上最强大、最安全的电力大系统”。为此,他在世界上率先提出了数字电力系统(智能电网的前身)的概念,在研究电力大系统安全稳定和经济运行理论成果的基础上,借助混成控制理论建立我国电力系统的实时跟踪与决策指挥系统,然后进一步与电力企业协同构建起几个大区和省级电力系统AVC以及AVC和AGC协同一致的电力运行控制体系。

现在,卢强的目标已经成为中国电力企业正在携手努力营造的现实,而卢强也仍在继续为这一初现雏形的理想大厦添砖加瓦。在接受《能源评论》采访时,卢强表示,未来的理想状态,整个电力系统能够被控制得像一部机器人那样运作。该系统平时根据节能减排的要求,综合多方面指标,以趋优化的状态运行;而当发生连锁事故时,则通过自生成的紧急控制策略实施控制以保障整个系统的安全运行。

殚精竭思忧祖国

对祖国的无限深情,是卢强投身于科学事业的动力。而服务于祖国的发展与强大,则是卢强科学研究的归宿。

从电力能源专业的角度,卢强很为中国未来的发展忧心。原因很简单,他觉得我国陷入了西方个别国家设置的“能源绞杀”困境。这些国家不希望看到中国快速发展,但又无法通过正常的竞争遏止中国的发展势头,便把心思放在阻止中国的能源发展上。如果能源使用受限,经济发展怎可能不受影响?那几个别有用心的国家就像在摔跤比赛当中,臂力不行,就转换伎俩,转靠脚技来压制对方。

2010年,中国政府向全世界承诺了实现起来十分艰难的减少二氧化碳排放的目标。如何来满足我国不断增长的能源需求呢?大力发展火电?只要有燃烧就会有二氧化碳排放,我国的碳减排目标就完成不了。若降低火电的比重,就需要其他替代能源,这主要的是开发西南水电。然而我国发展西南水电还面临着某些国家制造的政治压力,这些压力是打着维护“生态”的幌子进行的。这些势力企图从“火”、“水”两头挤压中国,居心险恶。“对此我们岂能视而不见!”卢强不无激动地说。

他觉得政府在面对开发水电遭遇的压力特别是国际压力时,应对不够坚决。一旦我们计划新开发一座水电站,就会有一批打着国际绿色环保旗号的组织来闹事,并且鼓动附近的居民也起来发出不同的声音。在可持续发展和环境保护的主流政治语境中,相关主管部门面对这样的情景往往不知所措。但在卢强看来,开发中国境内的江河水能,是属于国家主权的事情,有主权不用等于丢失主权。卢强说:“为什么发达国家把自己的水能开发得接近极致,却没有受到质疑,但中国一提开发怒江等河流就会听到和受到以环保为名义的鼓噪和抵制,这是耐人寻味的。”他认为,无论从科学还是经济角度,水电站建设的环保与经济都是显而易见。

接着他又形象地把老百姓在福岛核事故后对核能利用的反对态度称为“核能恐惧症”。在他看来,民众由于缺少相应的知识和信息,对发展核能有抵触的心理情有可原,但政府和科学家若因此不从科学发展观出发,就不是很成熟的表现了。不着力发展核电,中国的能源供应会受影响。

虽然激动,但作为一名科学家,卢强的所有观点都建立在科学判断的基础上。例如,他认为安全的核电取决于冷却技术的进步。至今核反应堆大都采取水冷却技术。若冷却水系统出故障,堆温就会升高,甚至造成熔堆严重事故。但如果变水冷却为气体冷却却能够把核反应堆的危险概率降低到最低。正常状态下,为了延长堆的寿命,用惰性气体作为冷却介质。而一旦有了事故,就停止惰性气体供应,空气就会自动代之以惰性气体。空气无所不在,其对流所造成的冷却效率也比惰性气体高出数倍。采用了此类技术的核反应堆称为“高温气冷堆”。这是一种我国自主研发的具有固有安全性的核反应堆。根据卢强的介绍,不但清华大学早就掌握了这项技术,利用该技术山东某核电厂的一百兆瓦级的高温气冷堆发电项目也即将建成。

此外,鉴于我国相关技术已经比较成熟,他还主张通过压缩空气储能解决我国分布式能源波动大、弃风弃光能量数量巨大等问题。

在当今这个物欲泛滥的年代,能够始终把自己的命运与祖国的前途紧密联系在一起极其难得。卢强不但自己身体力行,更鼓励自己的学生也要将毕生的精力献给祖国。

例如他的学生沈沉,现在是清华大学电机系的一名年轻教授。在取得清华大学博士学位后,沈沉到美国密苏里大学罗拉分校从事博士后研究,后又在美国新英格兰独立调度公司任高级软件工程师,但最后还是选择了回国,回到卢强的团队。因为去美国之前,“我的导师卢强教授就跟我说,希望我能够学成回国,为学校、为祖国多作一些贡献。”沈沉回忆,这已不是卢强对他的第一次告诫,早在他从清华去日本做交换博士生的时候,就要求这位弟子“去看看外面的世界,但不要盲目地崇拜别人”,到外面做研究、工作,都只是去增长见识和技能,是为了回来更好地工作。

很多清华大学电机系的师生都有与沈沉博士差不多的感受,因为在清华大学电机系为他举行的七十五岁生日暨从教四十七年座谈会上,卢强勉励自己的年轻同事与研究生们,要牢固树立“我是一名中国的工程师和科技工作者”的责任感和使命感,“在自己的科研方向上努力去开展对国家和社会真正有价值的创新性研究”。

情到深处人自真

对祖国的责任感,除了科学报国,对卢强而言,因其社会活动家的身份,还有了另外一条渠道:参政议政。

直到今天,他作为全国政协常委参加全国两会时关于关注大学生就业和中小学教育资源均衡配置的建言仍具有现实性。

2004年3月8日,在全国政协十届二次会议第三次全体大会上,卢强代表民盟中央所做的《以就业为导向促进我国高教改革与发展》的发言对高校毕业生就业的分析现在看来一点都不过时。例如,有岗无人和有人无岗现象并存、无业可就和有业不就现象并存、高级蓝领奇缺和高职毕业生就业率低并存的现象仍很突出。鼓励毕业生“西移”“下移”;提倡高等教育办学主体多元化、投资多元化、方式多元化;推动高校与社会相结合、探索开放型的人才培养方式;加强对大学生的创业教育等建议在目前看来都是富有见地的前瞻性建议。

而2006年3月份参加全国政协十届四次会议期间,卢强代表民盟中央所做的《有教无类,为了一切孩子》发言中提到的“择校”现象,更是当今教育的热点。“占坑”、“拼爹”这样的热词儿都和择校有关,如何消除择校也是地方政府面临的重要挑战以及引致公众批评的焦点所在。观察者注意到,卢强关于高水平校长、师资合理流动,政府教育资源要向薄弱学校倾斜的建言已经被个别地方政府采纳,但是,尚需以更大规模、更大力度推广。

桃李杏花香满园

卢强是一个特别念旧的人。

他经常为小学那位让人尊敬的语文老师而感慨。这位老师家境虽然贫穷,可只要哪个学生能从语文课本的第一课背到最后一课,他就自己掏钱买笔和练习本作为奖品。作为当时班上最勤奋的学生之一,卢强得到的奖品也最多,受到这位老师的关照也最多。

他在芜湖一中读书的时候,老师说道,大家要多为国家的建设作贡献,孙中山先生的“建国大纲”中曾有这样的理想:在长江三峡建起一座世界上最大的水电站,希望能实现孙中山先生的理想。从此以后,卢强的脑海中不时会出现在长江上建设起一系列水电站的场景,老师的这番话也成为他立志献身水电建设及至后来又献身电力事业的动力源泉。

在很多场合,卢强经常回忆起自己的导师清华高景德老校长对自己的关心与勉励。他觉得导师的渊博学识和做人品格让自己受益终身。 2001年3月,在克鲁沃学术出版社出版的《非线性控制系统理论与电力系统动态学》一书扉页上写着“献给我的母校清华大学”一行字,显示了卢强对自己工作和学习了近五十年的清华大学的无限深情。

2010年10月21日,卢强重访阔别六十多年的母校杏花泉小学,应邀欣然为母校题词“桃李杏花香满园”。这句话里,想来不仅有他对杏花泉小学的感恩,也饱含了他对所有培养过、帮助过自己的学校和老师的怀念与感恩。

当然,对受过卢强指导、教育过的人来讲,这句话也许还有一层“桃李不言,下自成蹊”的含义。在卢强身上,老师和科学家的身份往往合二为一,他不摆架子、不弄玄虚,抓住各种机会“传道、授业、解惑”。他的学生有清华、浙大、华中科技大、交大和华北电力大学等诸多高校的莘莘学子,也有诸多地方电力工作者以及各种讲座、论坛的聆听者,总之,卢强出现的地方,就能变成一座洋溢着知识气息的课堂。

许多认识卢强的人都认为他是一位人格丰满、让人敬重喜欢的科学家和老师。他给他的学生们的三点建议是:学好一门外语,特别是英语;学一点逻辑学并运用它;爱好一种终身可以从事的体育运动。

当然,以上并不是关于卢强的全部。曾在清华工作的英国皇家工程院首位华人院士宋永华,觉得他在参与卢强和其他清华前辈主持的大型科研项目的过程中,学到的是“做优秀的工程科学家,不仅要在学术上是佼佼者,在社会活动能力、演讲能力和组织能力方面也要出类拔萃”。长期作为卢强科研助手、已是清华大学电机系教授的梅生伟也介绍说,卢强科研团队里的中青年教师今后怎么发展,乃至生活上的一些细节,他都想得非常细致,“他的人格魅力把我们紧紧团结在一起。” 

责任编辑:刘万明 SF054

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