罗安:静水深流成大器
2016-10-11李敏
◎李敏
罗安:静水深流成大器
◎李敏
罗安院士
从19世纪六七十年代开始,随着电力的广泛应用,人类跨入了电气时代。电气时代不仅改变了人们生活的节奏,而且丰富了人们生活的色彩。在这充满“电”的世界里,罗安和他的团队,以一个又一个的电气“智造”,让无数电气人魂牵梦萦的目标成为了现实,也让中国跃上高端的电气发展平台,驶入高速的电气发展通道。
★科研:成就发明大王
罗安,1957年7月出生于湖南长沙,1982年和1986年,罗安分别获湖南大学工业电气自动化学士和硕士学位,1993年获浙江大学流动传动及控制专业博士学位,2015年当选为中国工程院能源与矿业工程学部院士。
电能是经济社会发展的重要动力和保障,安全和节能是电能供需环节的永恒追求。为了让供电更可靠,让用电更节能,罗安长期专注于电能研究,在工业企业配电网电能质量控制、电能高效变换、综合电气节能等方面取得了重大突破。
要研究,要出成果,就得经常去生产一线发现问题。一些企业存在的“大马拉小车”、员工节能意识差的现象,对罗安触动很大。他想,可不可以构建一个企业节能优化平台,以直观的数据显示员工生产的耗电量,将其与员工奖惩直接挂钩,从而提高员工的节能意识呢?于是,罗安带领团队首创性地研发了企业综合电气节能优化管理系统,使企业电能利用率大幅提高,能源成本降低20%。
企业配电网谐波不仅污染配电网电能质量,严重影响电力能耗准确测量,干扰通信系统的工作,而且对电力系统和用户用电设备产生重大危害,甚至引发重大供电故障或烧毁设备。怀着对专业的热爱和对国家电力发展的深切关注,罗安组建精干团队,投身谐波治理。通过一次次计算,一项项修改,巧妙地利用基波串联谐振,提出了注入式混合型有源滤波结构,降低了高压有源滤波器的成本和功耗,发明了谐波分频控制和相角补偿方法,提高了混合型有源滤波器的谐波补偿精度,进而研制出第一台注入式混合型有源电力滤波器,成本仅为国际同类产品的30%~50%,自身功耗降低30%,显著提高了企业的供电可靠性。目前,注入式混合型有源电力滤波器已成功推广应用到冶金、化工、铁路、电力等行业的60多家企业中。
钢铁,中国工业的脊梁。高品质特殊钢作为高性能、高寿命、高技术、高附加值的特殊钢品种,是体现一个国家整体工业发展水平的重要标志。长期以来,中国钢产量虽稳居世界第一,但高品质特殊钢大量依赖进口,海底石油输送所需的无缝钢管、特高压变压器所需的超薄硅钢片、高速列车所需的耐磨轮轨与车轴等高品质特殊钢生产受制于人,无论是价格还是供货量几乎都没有话语权。危机就是机遇。2003年,罗安带领自己的团队,对高品质特殊钢生产的电磁搅拌系统打响了新一轮的“攻坚战”。
“尊重前人工作,但不盲从前人结论。”他带领团队潜心分析并建立了钢水搅拌磁场、流场和温度场的多场耦合模型,发明了电磁搅拌两相电源拓扑结构及大电流快速跟踪控制方法,研制出整体式克莱姆环形绕组无齿槽电磁搅拌辊结构、磁屏蔽磁场定向控制、多电源同步控制技术,解决了电磁搅拌辊漏磁、搅拌力相互抵消的国际难题,从而极大地提升了中国在该领域的国际地位。
2006年,罗安团队首创我国兆瓦级方圆坯电磁搅拌电源系统,填补了国内空白。2007年,又成功研制了我国首套1.7m宽厚板坯高密度磁场多辊搅拌系统。2014年,研制出世界首套2.8m宽、350mm厚辊式板坯电磁搅拌系统。从此,不仅使我国从根本上打破了国外电磁搅拌电源系统的束缚,更使我国成为了该领域的世界“排头兵”,扭转了我国高品质特殊钢长期依赖进口的格局,成功演绎了“弯道超车”式的跨越发展。如今,“中国智造”的电磁搅拌系统已出口到欧洲、中东、南美等国家,打破了某些发达国家在该领域长期的技术垄断和封锁。
罗安带领团队长期从事电能变换与控制领域的教学和科研工作,围绕制约我国大功率电力电子特种电源与电能质量控制的关键工程技术难题,大胆设想,悉心实验,小心求证,突破了多项共性核心技术,率先研制出我国大功率电磁搅拌、电磁加热、大电流电解和混合有源滤波等电能变换与节能关键装备,其多项成果性能指标优于国外同类产品,并成功应用到国内外冶金、化工、铁路等行业的200多家大中型企业,提高了这些企业的电能利用率与产品品质,促进了相关行业的科技进步。
“触电”30多年,罗安成果斐然,成为了一位名副其实的发明大王。
2016年5月20日,罗安院士与浙江大学学生交流
★执教:培养一流人才梯队
罗安现任湖南大学电气与信息工程学院教授、博士生导师,受聘担任浙江大学求是讲座教授,特别注重对青年人才的培养。
他曾语重心长地对学生们说:“作为一名学子,主要任务是学习,无论何时何地都应把学习放在首位,不能因小失大。”他要求学生在学习和生活中要做到4点:第一,实事求是,诚实守信;第二,做一个谦虚的人;第三,做一个积极乐观的人;第四,做一个心胸宽广的人。处事方面,也要做到4点:一是自信且敢想敢干;二是认真专注,胆大心细;三是刻苦钻研,努力拼搏;四是互帮互助。
对于学生各个阶段学习的方式方法,罗安也提出了具体的建议:本科阶段广泛汲取知识,打下坚实基础。着重培养社会实践能力、分析和解决问题能力。要带着质疑态度学习课程,尤其是对专业课程,要敢于怀疑、敢于挑战权威;硕士阶段明确专业方向,培养动手能力。一定要有做学问的兴趣和热情,“要明确专业方向并真正对它感兴趣”;博士阶段刻苦钻研学问,培养写作能力。要让思考成为一种习惯,研究内容要深而精,同时也应当重视理性思维和人文素养的培养,提升写作表达能力。
工科教学中,单纯的由教师全程讲解、灌输的教学模式效果不是很好。怎么才能改变这种状态?罗安决定尝试采用互动式教学。最初,同学们对上他的课很不适应,感到很紧张,担心被点名上台答题。但随着被“点将”的次数越来越多,同学们主动思考的意识也越来越强,答题的兴趣也越来越浓,之前的忐忑不安变成了期盼。
互动式教学对老师也是一种检验。特别是给本科的高年级学生、硕士、博士生讲课,教师要引导学生将多门课程的知识融汇贯通于要解决的实际工程问题。“只要能解决一些关键问题,有时课程进度可以慢一点,但真的要认真互动。”对如何上好每一堂课,罗安可以说是感触良多。
一流人才是发展的根本,建设一流学科必须有一流的人才梯队。这个梯队就像是金字塔,最上面的是学术大师,中间是领军专家,而青年才俊是基础。罗安多次强调:“学生和老师之间应当加强交流,不管是专业课程学习上的问题,还是研究方向选择、科研项目进行的问题,我们现在所做的还远远不够。”他和学生们见面交流也很频繁。每个月均组织研究生和博士生举行成果汇报会、学术交流会,研究生大都被要求在大会上汇报情况,内容包括设备的现场调试和阶段性项目进度等,导师则从中“挑刺”,同学们觉得这样的直接交流压力不小,但能及时解决很多实际问题,因此每次都精心准备,踊跃发言。
罗安还特别喜欢“查岗”。只要不出差,基本上每天都会按时到实验室督查,早上8点到,晚上10点左右回家,周末也不例外,几乎成了常态。
对于工科,不能纸上谈兵,光有几个学术大师也撑不起一个学科。“个人的力量是微不足道的,多人思想碰撞能够产生意想不到的火花。”为了激发学生们的学术热情,增强其解决实际问题的能力,罗安要求研究团队中的学生必须尽早参与到课题项目组来,研究生第一学期就要进入角色。
同时,他认为,累积成果对教师自身的发展有利也必需。每个导师都要固定一两个研究方向,哪怕有别的诱惑,也应把握科研主线。“工科要多结合工程实际,结合国家的战略需求,着地更好,不着地的也可做前沿研究。” 他自己则知行合一,率先垂范,带头进行学术研究,带头攻关课题。他的获奖成果大多是排名第一,撰写的《电网谐波治理和无功补偿技术及装备》等著作在业内享有盛名。
生活中的罗安是一个“顽童”。他打得一手好乒乓球,经常带着电气院球队参加各种角逐。他和学生们一起出差,常常天南地北地聊,就像同龄的好友。学生玩游戏机,他会俏皮地凑过来看热闹。“那么亲切、那么单纯,有时就像自己的慈父。”同学们都深有感触地说。不过,切换到“研究频道”,罗安立马就转变了角色。
罗安是“上山下乡”族,挑过泥,种过田。国家恢复高考制度后,他考上了大学。“吃过苦,才知道什么是甜。”他常常告诫自己,并鼓励年轻的教师们、年轻的博士生们,“要抓住国家发展战略的需求,铆足劲,变压力为动力,奉献创新力量,辐射企业、社会,为国家做点实事。”
★转化:与企业合作共赢
科研要做到理论创新、技术创新、创意创新。高校工科领域的研究成果最终还得将技术应用辐射出去,转化为产品,而不是供在殿堂里,养在实验室。罗安告诉他的同事和研究团队:我们一定要做出在现场能用的装备,为国民经济建设贡献力量。
科研团队应该在技术储备和前瞻性研究中多下工夫,这可以在产学研的链条中形成良性循环,也是与企业持续合作的必要条件。“高校的产学研结合,只有高校、企业、社会共赢,才是真正的结合。”罗安说,“学者要看得远一点,转让技术,让企业获利,高校也能获得一定的科研条件。”因此,罗安率领他的团队较早在高校研究队伍中开始产学研之路,而且获得了较大成功。
做学问,就是做人。有好的人品,有过硬的本事,才能做好产学研。“我会把技术全部交给你,只要企业能接受得过来。”罗安拥有众多的创新技术和科研成果,为人却非常低调而真诚,在企业界口碑很好。
“在与民营企业的交往中,要更多地为他们着想。”罗安时刻提醒自己。他的科研团队曾和一个民营企业进行产品设备方面的合作,这家企业因为订单时间要求,希望罗安的学生能在年前去进行设备调试,而学生们都想着快点回家过年。供给侧与需求方出现矛盾,企业老总急得不知如何是好,忍不住对着罗安发起牢骚来。“中国的民企生存、发展非常不易。”罗安耐心给学生做思想工作,“这套装置完全是我们的技术,企业自身无法完成调试工作,我们应该尽量理解他们,牺牲自己的一点时间给企业调试好。如果对企业违约,后续不仅拿不到单,更会有法律后果。”从而使学生们安下心来完成设备的调试工作。另一方面,罗安也不忍心学生们因此耽误回家过年的火车,便托人帮每一位要回家的学生订购好车票,让他们完成任务后能第一时间回家。
罗安不仅关心企业发展,也重视对地方经济的贡献率。他曾任长沙发明协会会长,为长沙的科学技术进步献计献策,曾获评长沙高新区“突出贡献创新专家”,被称为麓谷“创新首领”。
罗安做学问注重高端,追求高调,做人却不事张扬,非常低调。他集科学家、学者、教师于一身,是国务院政府特殊津贴专家,湖南省“科技领军人物”,荣获“何梁何利科技进步奖”“湖南光召科技奖”等多种荣誉,却很少在他人面前谈及自己的这些,更不愿在媒体上展示这份“光环”。“电气节能,矢志报国”是他的价值理念,更是他的永续追求。