这个团队，谱写能源“低碳高质”发展新篇章

“悬浮起来了！

转速上到每分钟两万转了！

运行状态稳定！”

电气自动化研究所的校企联合实验室中

传来了欢呼声和阵阵掌声……

东北大学杨东升教授团队

研制的大功率高速磁悬浮电机

成功试运行

这标志着我国高速磁悬浮电机研发

取得重要新成果

与普通电机相比

这台高速磁悬浮电机可节能30%以上

同时大幅减少了碳排放、降低环境污染

多年来，杨东升教授团队一直从事复杂能源网络协同控制理论与技术研究，重点围绕复杂能源网络大规模、多时空尺度、多目标等优化控制关键难点问题，开展原创性基础理论研究，解决了多个重大技术难题，取得了若干受业内专家广泛肯定的国际领先成果，获得国家科技进步二等奖1项、中国发明专利优秀奖1项、省部级奖励8项，累计申请专利239项，发表高水平论文多篇。部分项目成果已得到转化并进入产业化应用，创造了可观的经济效益。

科研先锋  创新探索引领风潮

能源是国家重要的战略资源，推动能源革命，建设能源强国，是全面推进中华民族伟大复兴的坚强保障。面向国家能源重大需求，杨东升踏上了实现能源高质量发展的征途。2007年，他开始负责“面向节能的复杂配电网监测控制与故障诊断关键技术”的研发设计与应用调试工作。在项目推广、运行应用的关键时期，杨东升与研究生一同前往辽宁、吉林、江苏、内蒙古等各省市的供电公司、集控子站和电力企业开展数据采集与算法调试工作。经过将近一年的不懈努力和昼夜奔波，数据采集与算法调试工作顺利完成。

有了成功的经验，杨东升继续在复杂配电网控制关键理论与技术的广阔大地上深耕细耘。他发现，实践中很多“卡脖子”的技术问题，根源是基础理论研究没跟上，只有不断加强原始创新，才能实现关键核心技术的突破。有了这个明确的认识，杨东升逐渐形成了“敢闯敢试，敢为人先”的科研信念，勇闯科技自主深水区，在基础研究和原始创新上持续加力发力，加强原创性理论与技术攻关。

能源网络是一个庞大复杂的物理系统，包含海量节点与路径。对于这样的大规模复杂网络系统，传统的状态感知与建模方法准确度低，直接导致控制算法稳定性差，经济运行成本高。大规模综合能源网络的状态感知与建模是典型的跨学科交叉产物，融合了电气科学、信息科学、控制理论、复杂性理论、图论等多门学科及其相关技术，不仅需要广博的知识，学习难度也非常大。面对这块难啃的硬骨头，杨东升迎难而上、勇挑重担，付出更多精力放在基础科研上。

早上七八点钟，杨东升就会出现在办公室；夜里九十点，也常见到他与博士、硕士研究生交流讨论学术问题的身影，如何从工程实践中挖掘科学问题，是杨东升给每一位研究生的必修课。经过多年的潜心研究和项目实践，杨东升围绕“源—网—荷—储”集群优化控制关键理论与核心方法不断进行理论创新和技术升级，攻克了一个又一个行业难题，取得了一个又一个重大突破。

近几年，杨东升带领团队学习科研文献近千篇，经过不断地阅读、思考、讨论、验证，首次提出了加权最大匹配的生成树构造与拓扑搜索新理论，并建立了基于图论结构可控性理论的感知域分析准则，解决了生成树无法刻画无向连通图的公认难点问题，开辟了大规模有向能源网络建模的新思路，破解了百万节点规模的能源网络状态无法准确感知建模的核心问题，为大规模能源网络能量优化控制提供了扎实的理论基础。

在综合能源系统的建模、监控与优化等领域取得一定成绩后，杨东升继续创新，不断深入研发能源系统中的重大技术装备，在服务国家高水平科技自立自强上勇担重任，用实际行动谱写能源“低碳高质”发展的新篇章。

行业标杆  产学融合转化成果

“科研的内涵不能只是发论文，更应该重视与实际需求的结合。”杨东升在醉心学术研究的同时，也一直在积极探索科研成果转化与校企合作。

冷热电三联供综合能源是分布式能源的一种，可以大大提高整个供能系统的一次能源利用率。而分布式电热蓄能装置是冷热电三联供综合能源必不可少的核心装备，其高效、经济、节能、安全的特点，能够实现对能源的梯级利用，具有增加电力有效供给、提高电网负荷率的综合效益。

已经在能源科学领域根植多年的杨东升敏锐地意识到，电热蓄能装置对实现综合能源系统能效管控的落地发展至关重要。为此，他主动了解电网侧和用户侧的需要，多次深入沈阳市周边企业进行调研，为企业提供强有力的技术支撑。随后，杨东升与沈阳蓝昊新能源有限公司等本土企业开展深度合作，共同研发分布式电蓄热锅炉与相变储热站等大功率电热—大容量储热系统，并应用到北方典型的居民区、学校、工商企业等场景，还在辽宁省电力公司建立了电蓄热能效系统示范工程，为我国北方地区“清洁供暖，雾霾治理”提供了一条有效途径。杨东升将团队发展与沈阳市产业升级、环境治理、社会发展深度融合，共同推动了沈阳市新能源产业的发展。2018年11月16日，CCTV综合频道对此进行了专题报道。

2016年，沈鼓集团自控公司联系到杨东升，表示他们在为陕京四线沿线做配套电控设备的研制。陕京四线是全长1098公里的能源长输工程，是“西气东输”战略通道的延伸，也是首都的“供气生命线”。由于陕京四线地处偏远地区，沿线供电质量较差，雷雨季节易出现电网电压暂降甚至瞬时断电的现象，严重影响到陕京四线的正常运行，沈鼓集团自控公司希望杨东升团队能够进行技术研发，解决这个棘手的问题。

“企业选择我们，是对我们的信任，我们一定要重视自己的科研声誉，做就要做好。”经过上百次实验，杨东升团队终于取得了突破。利用正在研制的分布式能源储能电源技术，通过技术创新进一步开发了适用于大功率低压抗晃电配电用的不间断后备电源UMDs。这套UMDs可用于压缩机组及所有辅机整套供电系统的抗晃电配电，实现重要用电负荷至少30min不间断动力供电、高低压供电系统拖动的整套压缩机组抗电网10s晃电不停机的性能指标。2017年5月，设备发至红墩界站现场，经历近半年的现场安装、调试、试验、联调，于当年11月底成功运行。该系统是国内首次实现压气站整套机组的抗晃电保护，中石油天然气管道公司对系统高度认可，并对东北大学和沈鼓集团自控公司的研发实力给予了高度评价。

时代领航  砥砺前行谱写新篇

经过多年的研究和探索，杨东升带领团队突破了复杂能源网络感知、建模、优化的理论瓶颈，研发了复杂能源网络优化决策与智能控制平台与关键装置。

杨东升还以实际行动助力辽宁省全面振兴新突破三年行动，他的技术使得辽宁省近三年累计消纳富余风电36.95亿kWh，新能源综合利用率从2014年的86.92%提升到2021年的99.56%，减少气体排放合计775.35万吨，使辽宁省成为我国首个新能源利用率超过99%的省份，促进了辽宁省域结构调整和产业优化升级。

科研人永远走在创新的道路上。随着可再生能源渗透率的进一步提高以及新型电力系统的建设，能源体系迎来了新的时代发展机遇。杨东升敏锐地抢抓“双碳”战略机遇，继续在构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系征途上砥砺前行。在创新驱动的引领下，杨东升锚定大功率高速磁悬浮电机装置的研制，以增强新型能源网络的调峰和调频能力。目前，杨东升团队已研制成功75-250kW系列磁悬浮电机原型机，能够满足50-160kg轴重量的磁悬浮控制，转速可达30000r/min，同时开发了磁悬浮电机控制系统，实现了对磁悬浮轴承的监测与在线调试，该装置已授权核心专利许可1100万元。如今，杨东升团队正在研制225kW的磁悬浮鼓风机，以解决离心风机转速限制的工业难题。

“只有通过科技创新才能实现我国能源结构的优化升级，才能为能源革命提供有力支撑。”杨东升表示，“尤其是学习了习近平总书记的重要回信精神后，我深受激励，更加感到面向国家战略需求、攻关能源低碳高质量发展领域‘卡脖子’问题，把我的个人价值融入强国地标，为构建我国清洁、低碳、高效的能源体系贡献智慧和力量——这是我将一直做下去的事。”

来源 | 信息科学与工程学院

文字 | 张蕾

编辑 | 陈怡彤

责编 | 杨明 迟美琪

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