优秀博士成长故事——刘曌:电力系统稳定性分析、综合能源系统优化、及人工智能技术的应用等
青年人才风采展示

优秀博士成长故事——刘曌:电力系统稳定性分析、综合能源系统优化、及人工智能技术的应用等

2022-11-28

  我是刘曌,2013年本科毕业于北京工业大学电子信息与控制工程学院自动化专业,大四期间赴美国新墨西哥州立大学交流一年,被评为优秀公派留学生并获全额资助。2015年、2020年分别在美国史蒂文斯理工学院、美国纽约州立大学宾汉姆顿分校获得硕士及博士学位。在博士期间作为主研人承担了美国New York State Energy Research & Development Authority的多项科研项目,并曾在美国纽约州电力局New York Power Authority输电网规划组实习(Transmission Planning Developmental Intern)。于2020年10月进入北京交通大学电气工程学院电力工程系开展博士后研究工作,师从和敬涵教授和王小君教授。研究方向为电力系统稳定性分析与控制、综合能源系统优化、及人工智能技术在电力系统中的应用。

  回国入职北京交通大学后,积极学习中央提出的“五位一体”新发展理念,围绕构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统的总体要求,开展相关科研与教学工作。

  随着新能源发电占比的持续增长及直流输电技术的广泛应用,电力系统在输电侧正发展成为含大规模新能源发电的交直流混联电力系统,在配电侧正在向多种能源形式并存、含海量分布式电源的智能化综合能源系统方向发展。电力电子接口的新能源电源与直流输电设备的接入,改变了原有系统的稳定机理与动态特征,对电力系统的安稳分析与控制方法提出了新的需求;多种能源系统的协同优化运行,市场化改革下多利益主体的合作与非合作博弈,对电力系统在经济、低碳、安全多目标下的运行优化能力提出了新的挑战。针对上述问题,在研究中提出了知识-数据融合的电力系统暂态稳定分析与紧急控制方法,实现了暂态稳定性的快速准确判别与紧急控制智能决策;开发了集中-分布式的综合能源系统多智能体优化运行技术,计及多参与主体的利益诉求与隐私保护需求,实现了多种能源与碳排放指标的联合交易决策。主持国家自然基金青年基金一项,国家重点研发计划项目任务一项,以及多项相关横向课题。在IEEE transactions on Industrial Informatics,IEEE transactions on Power Delivery,Applied Energy等期刊上发表SCI论文十余篇,EI检索论文二十余篇。担任2021年第五届IEEE能源互联网与能源系统集成国际会议(EI2)编委,Sustainability期刊客座编委。

  在科研成长路上,我体会最重要的三个关键点是:好奇心、交叉学科和批判性思维。好奇心是最好的老师,人类探索科学未知的原动力。在美国读硕士期间,我积极参加了IEEE PES General Meeting等国际会议,打开了我的视野,看到了许多本学科的领域前沿,激发了我的进一步学习的好奇心,也是我读博士的初衷。在读博士的过程中,保持好初心,持续培养好对科研的兴趣,是能够驱动我对科研问题深入思考、反复琢磨的原动力。

  博士期间我作为主研的第一个项目,是美国中缅因州电力公司Central Maine Power Company分布式新能源资源评估与出力预测项目,在研究中需要学习大量气象学、统计学和人工智能等方面的知识,让我深深地体会到了交叉学科在未来科学技术发展中的重要作用。进而在后续博士研究的科研方法探索过程中,我不把自己的视野局限于电气学科内的知识,而是广泛涉猎其他学科的最新发展,并有重点、持续性的关注了复杂系统科学、人工智能等领域的重要创新成果,对我理解电力系统的稳定性机理,寻找电气工程领域控制与优化问题的数学解决方法起到了很大的帮助。

  在思维方式上,个人认为坚定的培养并保持批判性思维,是能够在科研上取得创新进展,少走弯路的重要武器。用批评性的眼光和自己的独立思考,对已发表的学术观点和研究成果悉心学习并进行推演与评判,能够让我快速且有效的抓住一项工作的重点,理解其创新性,并观察到未来亟待解决的挑战。同时,在这个过程中,可以极大的提升自己的科研思维与学术能力。

  在未来的研究工作中,我将谨记北京交通大学“知行”校训,“知”民族大义、“知”国家所需,“行”远自迩,脚踏实地,坚持“四个面向”的基本原则,坚持做守正创新与问题导向的科学研究,运用人工智能方法融合专业领域知识与电网物理信息,探索可有效提升电网安全水平的智能化分析方法、调度策略与控制措施,促进新能源消纳,助力“碳达峰、碳中和”目标。

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