武昕：光明使者

蔡巧玉

武昕

发送完最后一封邮件，关掉电脑，挤上地铁，忙碌了一天的打工人回到住所，打开灯，暗淡的屋子瞬间亮了起来，唤醒小度，播放一首舒缓的音乐，一天的疲惫瞬间荡然无存。在北京，晚上七点之后，有两千多万用户会像往常一样陆续打开电子产品，开始下班后的生活。当电子产品为游荡的灵魂带来些许安慰时，民用电力系统也迎来一天中最忙碌的时刻。

2009年，国家开展了“智能电网”计划。之后，随着国家的大力发展，电力系统像血管一样，星罗棋布般遍布在祖国的每一个角落，满足人们的用电需求。为了让电网系统更加可靠、安全、经济、高效和环境友好，科学家们不断贡献自己的智慧和才干，保证整个国家发电、变电、输电、配电正常运行，满足正常的国民生产和用户不断提升的工作和生活需要。华北电力大学副教授、博士生导师武昕也是保证万家灯火正常运行的守护者之一。

为低碳能源服务做调控

“‘新一代信息技术支撑下面向能源服务的负荷智能感知与集群协同技术’是我们目前研究的重点。”武昕说。

当前，国家正在构建以新能源为主体的新型电力系统，能源革命使能源体系由高耗能向低碳绿色转变，电力行业在发生变革，清洁能源装机容量不断增加，电力需求量不断增大，系统面临弃风弃光和供需失衡等问题。结合多年经验，武昕及团队认为，应推进能源消费与供给的平衡，建立信息和电能的双向互动，整合调动需求侧资源。

为什么要调动需求侧资源？首先，能源革命侧重发展清洁能源，消费量占比大幅上升，是未来能源结构中的重要组成部分。而清洁能源具有间歇性和波动性，会造成电网电能质量下降，导致弃风弃光现象明显，能源利用率偏低，消纳问题已成为电力行业健康可持续发展中亟待解决的问题，亟需从需求侧促进清洁能源消纳。

其次，武昕及团队认为，人口密集的经济发达地区，用电需求大，负荷数量多，气象因素对负荷有显著影响。比如，电网在冬夏两季易受大负荷冲击，出现电力缺口，造成供需失衡，而我国电力装机整体冗余，在特定时间段、局部地区会出现电力短缺，不能新上发电机组的问题，因此加强需求侧管理，充分调动负荷的功率转移潜力是解决当前问题的可行途径。

结合已有的研究，武昕及团队着重考虑解决3方面问题：需求侧资源丰富但物理分布分散，需合适的管控机制；负荷的管控不仅是负荷单方面的控制问题，而是涉及多方协同的系统性问题；基本控制单元是基础，应形成异质聚合控制模型，以更大程度挖掘负荷可调节潜力。

武昕认为，只有通过构建负荷网络系统，才能打破物理距离限制，低时延聚合大量负荷，提供低碳能源服务。为此，武昕及团队通过构建负荷网络系统，低时延虚拟聚合大量物理分散的负荷，构建了“感-传-算-控”一体的负荷网络架构，形成了云边端协同的交互结构，从3方面展开探索：通过非侵入负荷智能感知建立电网获取负荷信息的数据接口，基于电流欠定分离实现负荷分解，基于知识图谱形成负荷图谱标准化特征体系，构建自适应用户的判别机制；为保证聚合负荷稳定可控，引入多边缘子云分别管控同类负荷，在多聚合组共存的分组控制下研究聚合组协同机理，建立负荷可调节容量的评估模型，研究协同调节的约束最优化问题；聚合组内负荷参数多样，构建异质聚合负荷为基本单元的控制模型，基于混杂系统辨识建立异质集群的系统模型，动态调整输入激励使响应达到调节目标的最优拟合。总体来说，武昕及团队开展的项目研究，意在通过研究需求侧资源的协同性机理，为解决能源服务问题提供理论与技术支撑。

“这个事情我们大家其实特别有干劲。虽然很苦，但是我们能体会到工作中的那种快乐。”提起项目中的苦与乐，武昕笑意满满地说。

为电力行业育人才

从学生时代便和电力工程打交道的武昕，在本科时期就知道，电力系统的庞杂，非一人之力可以扛起，而是需要无数有志之士共同推动。所以在她工作后，为行业输送人才被武昕视为使命中的重中之重。作为一名老师，传承所学，以身作则，是武昕培养人才的不二法门。

在教学方面，武昕的育人方式很有一套自己的方法，这些方法都是她从自己的经历中总结出来的，也是她从自己最想感谢的人——王岩飞、崔翔和祁兵老师身上学到的。

武昕的博士导师王岩飞老师，是中国科学院电子学研究所研究员，一名对科研十分严谨纯粹的学者，学术造诣深厚。武昕回忆说：“每次我们汇报自己科研思路时，如果思路含混不清，导师会直接说，‘不要讲了，停下来吧’，十分严厉。”然而，正是因为导师在学术上追求严谨，在科研上不忘初心，所以学生们对他“心生敬仰”，将他视为人生中的一面旗帜。武昕感慨道：“回头来看，当时收获良多。”

团队合影

这种师生关系打动了武昕，在日后的教学中，她也以严格著称。“我对学生的研究思路、科研习惯会提很多要求，比如要求他们合理利用自己的时间，提高科研效率。因为我们团队整体的节奏比较快，所以学生可能会比较累，但是既然选择了我们实验室，就一定要制定一个比较高的目标，而不是只为了混一个学位。否则，他在未来的道路上会承受更大的压力，因为他很快就能感受到同学间的落差。”武昕表情严肃地说。

当然，除了雷厉风行的一面，武昕也有温柔的一面。武昕的本科老师崔翔教授，是学校专业的创始人之一，也是声望和知名度极高的教授、博导。工作之后，武昕曾一度在研究方向的选择上纠结、迷茫，找不到最终方向。最迷茫的时候，武昕给崔老师发了一封邮件，崔老师很快就回复了，并约好时间见面详聊。在认真地听了武昕的一些基本情况后，崔老师给了一些建议，帮助武昕找准自己的发展方向。“那次谈话确实让我感觉到一种温暖，就是一种长者的关爱。”

这种关爱后来也被武昕运用在自己和学生身上。虽然实验组科研任务繁忙，很少有空闲时间，但实验室会特意组织、准备一些有趣的活动，和学生们一起释放压力。此外，祁兵教授也在武昕学术成长的路上提供了很大的帮助，每次和祁老师讨论时，总能擦出学术的火花，所以她十分在意学术交流，经常会定期开展学术交流会，让学生们自由反驳学术观点，在学术自由的环境中共同进步。

因为严厉温柔有度，武昕培养的学生十分优秀。“我们实验室的学生中，一半以上拿过国家奖学金，几乎都是优秀研究生、优秀研究生标兵。”提起师兄师姐，武昕的在研学生们都忍不住自豪。

“我经常和学生说，只要认认真真做好手头上的工作，多年后一定会有回报。”武昕自己是这么做的，也是这么给学生示范的。

工作至今，武昕带领实验室建立了电力物联网云边端协同结构下的负荷智能感知理论，构建了混杂系统负荷集群控制模型，荣获第八届中国电子学会优秀科技工作者。主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金、国家电网科技项目及南方电网科技项目多项，参与国家重点研发计划、国家原“863”计划等，近5年以第一作者在国内外著名学术期刊发表高质量论文23篇，授权专利11项，编制国家标准1项，获得电力建设科技进步奖二等奖。在日积月累的共事中，武昕也潜移默化地将坚持的科研态度传递到学生身上。

电力系统纷繁复杂，研究过程中常常需要绞尽脑汁来解决形形色色的难题，这种苦，很多年前，武昕就通过老师的讲述感知到。工作后，从一次次走不通的研究方向，一次次被推翻的实验成果，一次次埋伏在科研中的阻碍中，武昕算是亲身感受到了。但她认为科研也不全是苦。武昕说：“科研过程确实会有煎熬，但更是一种坚守和使命，这是一种快乐。如果研究能在实际中产生作用，哪怕对我们的生活有一点点改变，我都觉得很有意义。”为了这个朴实的目标，她说：“下一步，我还会继续精进自己，然后不懈探索。只为携手志同道合的人相伴成长，追逐我们共同的梦想。”