今天是余贻鑫院士90岁生日,祝余先生生日快乐!
90岁的余贻鑫院士每天要走四千多步,从家走到办公室,从办公室走到家,就是四千多步。
这趟往返,是这位九旬院士雷打不动的日程。走到办公室,儒雅清瘦的老人便打开电脑,伏案工作,电网拓扑图,前沿论文,讲座ppt……界面切换自如,切换间敲出的是昂扬的节奏。年龄是时间刻度,并不能放慢他思想的节奏。
从1954年带着“纯真梦想”来到天津大学,余贻鑫把一生都交给了中国的电力事业,一步一个脚印,成长为电力系统安全域方法学的开拓者、中国首个城市电网计算机辅助规划软件的研制者、智能电网研究的首倡者。
透过余先生看电脑专注的眼神,依然能看到七十多年前那个笃信科研报国的热血青年,藏在白发之下的是不曾褪色的青春底色。
向难而行
“要做,就做别人没干过的,做不了的。”文质彬彬的余贻鑫院士骨子里是一位勇士,一生都在挑战科学难题。

1954年,余贻鑫从北京考入天津大学。那些年,电力系还在第六教学楼,一进楼门,挂着一条横幅:“苏维埃政权+全国电气化=共产主义”。这一口号让余贻鑫热血沸腾,“大学期间正赶上国家制定十二年科技规划,提出‘向科学进军’,同学们一周七天都在学习。”在一众苦读的学生中,余贻鑫的成绩尤为突出,被指定为数学、物理、化学和力学4门课的基础课课代表,后来当了班长,留校任教。1959年,被选为徐庆春教授的研究生。他成了天津大学电力学科的第一位研究生,那一届也是全国招生的第一届研究生。

留苏归来的徐庆春先生在天大发起建立电力系统动态模拟实验室,余贻鑫是实验室的主力之一,他的科研生涯也是从这里开始。上世纪六十年代,电力系统动态模拟还是门新鲜事——设计出小型模拟发电机,用相似理论复现大机组的特性。天大由于率先成功开发了调速系统和励磁系统。因为有这样的研究基础,电力部找到天大,把中国第一次开展冲击负荷作用下电力系统动态行为的研究放到了天大。
“那时电科院的动模实验室还没建成,清华虽有实验室却缺关键的模拟环节,天大先人一步已经有研究基础,这个项目只有天大能做。”余贻鑫回忆说。那一刻,他在心里立下一条铁律:“我们要干就干别人还没想到的事儿。人家没干过的,我们才干。”此后数十年,这句话成了他选择科研方向的指南针。

安全域是余贻鑫攻克的第一个无人区。传统的电力系统安全分析,用的是"逐点法":针对一个个运行点逐一计算,判断系统安全不安全和稳定不稳定。余贻鑫换了一个思路——不从单点看,而从"域"角度看:求解运行空间中一整片可以安全稳定运行的几何区域。对于既定的网络拓扑,它是唯一确定的,与运行状态无关,即实现了“与时间的解耦”和“空间上的唯一性”。只要运行点落在域内,就是安全的;逼近边界,就预警。在新能源大规模接入、电网运行呈现强不确定性的新时代,这种特性正是对抗通信抖动、网络攻击和强不确定性的终极数学武器。在这个方向上,他带领团队找到了一种简洁的数学表达——超平面(hyperplane):特高维决策空间上的安全域边界,可以用一个或少数几个超平面来近似描述。他和团队从1980年代首次提出“潮流安全域边界的超平面表征”和“安全域的内截超多面体近似”的概念起,到确认暂态、电压及小扰动稳定安全域边界在工程实用范围内均可由超平面描述,独自坚持了很多年,围绕这一方法论,其团队形成了系统的技术成果链。安全域(SR)边界的超平面表征使其几何描述与应用计算极致简化——“这是个绝对的原创”。用这个方法,计算速度比传统方法能提高三到四个数量级。美国电科院给了他项目,那是他们在亚洲地区的第一个研究性项目。今天,综合安全域的安全监视系统不止已经成功地用于国家电网、南方电网和多个省级电网调度的控制中心,也用到了美国Tri-State等电力公司,被称为是“一个防止类似‘8·14’大停电发生的绝佳解决方案(a wonderful solution) ”。余贻鑫表示“安全域虽然是我最满意的工作,但还留有许多研究空间,相信我们的团队会取得更优异的成果 ”。在攻克安全域的这一难题的同时,余贻鑫也开始挑战另一个难关。
不怕坐冷板凳
“传统电网都是从上边往下送,送给城市电网。就像这只胳膊,从上往下分,都是单方向。现在风、太阳一出来,它不是了,到处全都可能有发电,末梢都有发电。有输出,也有输入,这样一来电网就变成一超超复杂的系统。”当举国上下为大电网和特高压工程热血沸腾时,余贻鑫却把目光投向了当时冷清的配电网。因为,他算过一笔账:配电网的资产,要占整个电网资产的百分之七十。“如果我们的专家都去关心了大电网、忽视了配电网,国家早晚会吃亏。”

从八十年代后期起,余贻鑫悄然开辟了配电网计算机辅助规划这一方向。更“出格”的是,当选中国工程院院士后,第一次院士大会他就请了假,远赴北美调研配电网的未来。“我寻找到了智能电网这个发展方向。” 2006年,他梳理出完整的研究方向,“智能电网”这四个字的中文提法,也是他提出来的。
智能电网的起初阻力不小。有人认为风能、太阳能不稳定,甚至会影响主电网安全,甚至有人警告不要研究分布式电源。但余贻鑫判断:随着风能、太阳能大量接入,电网会变成一个超超复杂的系统,必须提前布局。最初那几年,智能电网是无人问津的“冷板凳”,一项科研经费都没有。为把方向“渗透”出去,有相当一段时间,余贻鑫跑遍全国作大报告,“近百场都是大报告”。感谢国家认可,我当上了院士,有了这个头衔,我的报告有人听。”他和团队又提出“分层分群”的电网体系结构和Total-DSO运营模式,把智能电网从理念落到架构、落到制度。这些概念已逐渐成为行业共识。
如今智能电网已成全球公认的最主要电网发展方向,回头看,先人一步处处掌声,但先人十步者,往往要独自走很久,而余贻鑫,甘之如饴。

“我这人能坐冷板凳,因为我对这事儿有兴趣。”他淡淡地说。能坐冷板凳的人,需要一定的境界与觉悟——在他眼里,高校教师本就该做这种“眼前吃力、长远受益”的事。
不肯老去的思维
年近九十,余贻鑫先生多了个助手兼伙伴——AI。研究生时,他用的是模拟计算机;后来换成数字计算机;如今迈入AI时代,九十岁的他,已是 AI 工具的活跃使用者。他会在手机上“问豆包”,用AI辅助梳理文献、推敲数学的严谨性。他有一句俏皮又清醒的总结:“充分利用AI,但要比AI高明。你站的维度,要比AI更高。”在他看来,“AI不仅仅是工具,也是伙伴”——能提供海量素材、帮人严谨,但终究要人把关。他常提醒后辈:AI时代知识平权,高校最该培养的,是判断力——“基础不打好,你人工智能都看不懂,不知道该怎么去找。”

这份“永远在路上”的学习力,早在少年时代就埋下种子。余贻鑫中学就读于北京十三中学(原来的辅仁大学附属中学),受老师影响他涉猎广泛、四大名著、武侠小说甚至《黄帝内经》都看,“我什么书都看,但都不系统,”他笑着自嘲。泛读之外,他自有一套“会学习”的笨办法:上课听完了,回家拿粉笔在窗户的玻璃上边写边回想,把老师讲的复述一遍——“我这个讲课能力,可能就从这养成的。”从中学起他喜欢踢足球,在天大足球校队也踢过球,“踢得不高明,但锻炼身体,就是一种兴趣”。广泛的好奇、扎实的自学、对身体的珍视,让他在九十岁仍保有清醒的头脑。
余贻鑫的“年轻”,还写在他对新技术的学习上。每天早晨起床前他要看半小时新闻资讯。当把繁杂的资讯与深厚的专业知识进行链接时,他思考总比时代快半拍。当许多人刚意识到“算力的基础是电力”,余贻鑫却把问题想得更深。在办公室的长桌前,对“算力电”侃侃而谈:传统输电送不过来那么多电,于是把数据中心建在发电厂旁,用光纤传信息代替远距离输电——“这个 token(算力)可以解决一部分输电的问题”。说起技术走向,他特意提到马斯克的太空算力电,“听听还是有好处”。当全球为AI的电力瓶颈争论不休时,这位九十岁的老人,早已把智能电网的下一站,悄悄画在了“算力与电”的交叉点上。
“未来肯定是科研的黄金时期。”说这句话时,这个九十岁眼中洋溢着少年的光,还在琢磨着新的方向——AI for Science。

从1954年带着“纯真梦想”来到天津大学,到如今在天大求学、从教七十余年,余贻鑫把一生都交给了这片校园,交给了中国的电力事业。他“登上一级又一级台阶”又一级一级搭上去托举后来人。如今,智能电网已是全球大势,安全域正走向世界,“配电网找天大”成了共识——他当初那些“冷板凳”,都结出了热果子。