2025-01-21 10:02|文章來源：湖北省科協(xié)調(diào)宣部 武漢科技報
2025-01-21 10:02|文章來源：湖北省科協(xié)調(diào)宣部 武漢科技報
編者按：在荊楚大地科技戰(zhàn)線，有這樣一群人：他們或響應(yīng)和踐行新時代的召喚，在前沿領(lǐng)域和基礎(chǔ)研究上作出引領(lǐng)性貢獻(xiàn)；或埋頭攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，破除經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展瓶頸制約；或與疾病較量，護(hù)佑人民群眾生命健康；或把科學(xué)講成故事，提升公眾科學(xué)素質(zhì)······他們兢兢業(yè)業(yè)，成為我們這個時代值得“追”的科學(xué)之星。
為進(jìn)一步宣傳好科學(xué)家精神，講好湖北科技工作者的鮮活故事，引領(lǐng)全省廣大科技工作者奮進(jìn)新征程、建功新時代，湖北省科協(xié)開展“荊楚科技工作者風(fēng)采”系列展示活動，委托武漢科技報深入采訪報道各地各行各業(yè)湖北優(yōu)秀科技工作者代表的動人故事。
荊楚科技工作者風(fēng)采 | 李超順：數(shù)字賦能讓水電站運(yùn)行“更安全”
41歲的華中科技大學(xué)教授李超順，與大型水電機(jī)組打交道23年，見證了我國水電事業(yè)從“跟跑”、“并跑”到“領(lǐng)跑”的跨越式發(fā)展，他主要從事水電能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行方面的研究，發(fā)展了水電機(jī)組非線性動力學(xué)理論與方法，創(chuàng)新了水電機(jī)組智能控制與智能維護(hù)技術(shù)，為水電機(jī)組控制設(shè)備與運(yùn)維系統(tǒng)的智能化轉(zhuǎn)型提供了有力支撐。2024年，他榮獲第十八屆中國青年科技獎。
一項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 結(jié)緣水電“智慧”
在浙江仙居電站，中控室顯示屏上實(shí)時顯示著機(jī)組的相關(guān)情況，絲毫“風(fēng)吹草動”都能實(shí)時展現(xiàn)。這便是李超順教授帶隊(duì)研發(fā)的機(jī)組智能運(yùn)維技術(shù)體系及裝備的厲害之處，該系統(tǒng)能對機(jī)組進(jìn)行健康評估和診斷。目前，由李超順團(tuán)隊(duì)提供技術(shù)支撐的水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測、評估與診斷系統(tǒng)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于我國大中型水電站，相關(guān)裝備和技術(shù)還出口到多個國家和地區(qū)。
李超順與水電生產(chǎn)智能化“結(jié)緣”，始于2004年9月。2001年他本科就讀于武漢大學(xué)熱能與動力工程專業(yè)（水動方向），2004年9月，決定保研到華中科技大學(xué)繼續(xù)深造的他，參與一項(xiàng)題目為《水輪機(jī)調(diào)速器仿真測試儀》畢業(yè)設(shè)計(jì)，主要負(fù)責(zé)水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字建模和仿真工作。
大型水電機(jī)組在投產(chǎn)前、檢修后，都需要做具體測試，看調(diào)速器能否正常工作?！盀榱嗽谡{(diào)速器出廠前能對其進(jìn)行測試，我就要把水電機(jī)組模型化、數(shù)字化，要組建一個裝置來模擬‘水電機(jī)組’。”李超順解釋，此裝置不光是在微處理器中數(shù)字模擬機(jī)組，還要有與調(diào)速器的物理交互，這種交互是通過信號、電量來產(chǎn)生的，“仿真測試的核心就是把水電機(jī)組相關(guān)系統(tǒng)數(shù)字化、模型化?！?/p>
2010年博士畢業(yè)后，李超順留校任教。水輪機(jī)調(diào)速器仿真測試儀只是一個便攜式設(shè)備，如何對大型水電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和健康評估呢？這成為了他想要攻克的第二個難題。
實(shí)時監(jiān)測大型水電機(jī)組的“健康”
水電在保障能源供應(yīng)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)電力可持續(xù)發(fā)展，尤其在應(yīng)對“雙碳”目標(biāo)等多方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。大型水電機(jī)組作為核心水電能源準(zhǔn)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行事關(guān)能源安全、樞紐安全與電網(wǎng)安全。同時，大型水電機(jī)組面臨失穩(wěn)機(jī)理描述難、多工況適應(yīng)控制難、性能劣化規(guī)律刻畫難等關(guān)鍵科學(xué)問題。
2014年，在江西洪屏抽水蓄能電站，李超順教授開展了江西洪屏抽水蓄能電站調(diào)速系統(tǒng)仿真及性能測試與診斷關(guān)鍵技術(shù)研究，這是他的第一次嘗試?！按搜芯渴菍?shí)時監(jiān)測整個水電生產(chǎn)過程中需要測試的信號，并實(shí)時分析整體運(yùn)行指標(biāo)?！彼貞?，核心是通過在線運(yùn)行的數(shù)據(jù)去對建立的數(shù)字模型進(jìn)行辨識和校驗(yàn)，“把狀態(tài)監(jiān)測與系統(tǒng)辨識結(jié)合、得到系統(tǒng)的高精度模型，再以此為基礎(chǔ)做控制系統(tǒng)優(yōu)化，在優(yōu)化的過程中運(yùn)用了很多智能化的算法，再利用這些優(yōu)化的算法，我們?nèi)討B(tài)、實(shí)時地去優(yōu)化整個機(jī)組的控制參數(shù)?！?/p>
數(shù)百次前往水電站現(xiàn)場調(diào)研，水電機(jī)組海量數(shù)據(jù)分析處理，計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行在線仿真······日復(fù)一日、年復(fù)一年，李超順帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)到湖南電科院開展水輪機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)測控制模型及優(yōu)化控制策略研究，到華東勘測設(shè)計(jì)研究院開展抽水蓄能電站設(shè)備運(yùn)行趨勢分析、健康評價與故障診斷模型研究與系統(tǒng)研發(fā)，到中國長江電力股份有限公司開展白鶴灘電站調(diào)速器狀態(tài)在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)研發(fā)······2016年，李超順破格晉升為教授，2019年入選國家高層次青年人才計(jì)劃。
給年輕人“壓重?fù)?dān)”
單絲不成線，獨(dú)木難成林。“良好的傳承是科研事業(yè)取得大成的重要條件，所以做好教學(xué)工作與科研本身一樣重要?！痹诶畛樋磥?，面對水電技術(shù)安全穩(wěn)定運(yùn)行的科技難題，一方面要大膽放手，給年輕人“壓擔(dān)子”，召集大家合力攻關(guān)；另一方面要幫助年輕人開闊國際視野，幫助他們把關(guān)技術(shù)方案。在這樣的環(huán)境下，年輕人才會很快成長起來。
在李超順指導(dǎo)下，2020級直博在校研究生陸雪頂在研究生期間，以第一作者或唯一通訊作者身份發(fā)表高水平論文7篇，其中中科院SCI一區(qū)TOP論文4篇，累計(jì)發(fā)表SCI/EI論文16篇，獲得國際發(fā)明專利1項(xiàng)，國內(nèi)發(fā)明專利3項(xiàng)，軟著1項(xiàng)，參編教材1部，獲2024年博士國家獎學(xué)金。
二十多年來，李超順一直聚焦水電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行技術(shù)展開科研，重點(diǎn)關(guān)注水電機(jī)組控制和水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測及健康管理，取得了諸多成績，其以第一作者或通訊作者身份發(fā)表SCI期刊論文100余篇，獲授權(quán)發(fā)明專利60余項(xiàng)，獲首屆湖北省青年科技創(chuàng)新獎，牽頭的成果獲湖北省科技進(jìn)步一等獎和長江科學(xué)技術(shù)獎一等獎。
