電力能源是一個國家經濟發(fā)展的命脈，電力系統是一個國家國計民生的重要組成部分，也是綜合國力的重要體現。改革開放以來，我國電力工業(yè)跨越式發(fā)展，但在電力需求快速增長的過程中，由于我國早期電力工業(yè)底子薄，發(fā)展所需的高端技術裝備、高端仿真軟件均依賴國外，在實踐過程中遇到了各種各樣的技術壁壘。不過，與此同時，也涌現一批又一批砥礪前行的中國電力人，他們懷揣夢想，在發(fā)展大國電力的道路上，進行著艱苦而執(zhí)著的探索。

　　成長于安徽廬江的張東輝，少年時也曾有拉閘限電“用電難”的生活記憶。長大之后，他先后就讀于清華大學自動化系和電機系，主攻電力系統分析方向;畢業(yè)后工作于南方電網，積累了大量電力系統一線研究工作經驗。2019年，他在清華四川能源互聯網研究院成立系統混合仿真研究所，帶領團隊開發(fā)國產自主的新一代電磁暫態(tài)及混合工業(yè)仿真平臺，力求打破國外壟斷、達到國際領先水平，為我國建設新型電力系統保駕護航，也為研發(fā)高端電氣設備插上翅膀。他立志成為一名改變中國電力進程的開拓者，能源互聯時代的造夢人。

　　“核心技術還得靠自己”

　　張東輝在成長過程中一直堅持堅韌、務實、執(zhí)著的作風，在清華大學攻讀碩士研究生的幾年時間里，他憑著扎實的理論功底和不服輸的學習態(tài)度，得到了學校師生的一致認可。畢業(yè)后，張東輝在電網公司工作，擔任南方電網某計算室主任、直流國家重點實驗室系統部副部長，長期從事電網網架重大規(guī)劃設計、電網重大工程研究、大電網運行方式研究等工作。

　　在張東輝參加工作的最初幾年，也是我國電力發(fā)展突飛猛進的一個時期，不管從技術上，還是管理上，都比之前上了一個臺階。在單位老同志們的言傳身教下，他也得到了很多鍛煉的機會，從而對電力系統的前沿技術產生了更大的研究興趣，也做了更為深刻細致的科研工作。尤其是和中國工程院李立浧院士、饒宏院士這樣的大家在同一個課題組共事，讓張東輝見識到了真正頂級科學家的嚴謹和專業(yè)的學術作風，也在和前輩們的不斷交流中快速增長了對電力系統的認知和經驗。

　　張東輝明白，做科研要“頂天立地”，一頭深深扎根于基礎研究，解析海量電氣設備之間相互作用的奧秘;另一頭則與國家和社會需求緊密相連，解決電力工程中廣泛存在的一個個實際問題。正如領導人一直鼓勵科研人員要把“論文寫在祖國的大地上”，將先進的科技成果應用在實現現代化強國的創(chuàng)建中。張東輝對此深以為然，他積極行動起來，牽頭并參與完成云南電網與南方電網主網異步聯網、廣東電網分區(qū)方案等具有長遠影響的電網重大工程系統的方案研究。

　　“云南電網省內交直流并聯運行、國內多回直流遠距離大容量輸電、國際多個方向送受電的送端大電網，也是‘西電東送’戰(zhàn)略的重要能源基地和‘一帶一路’面向南亞東南亞的重要電力樞紐。”張東輝介紹道，“但是當時電網結構還比較弱，會遇到一些安全風險，所以為給電網在結構上做優(yōu)化，我們做了很多的避險方案，首次用到了背靠背的柔性直流進行異步分區(qū)。”關注弱電網區(qū)域分區(qū)直流穩(wěn)定運行是工程最核心的問題，也是張東輝攻克技術難點最多的一個方面。他和同事通過反復努力，建成了世界上以技術先進、特性復雜、電力綠色著稱的異步送端大電網，安全保障能力和運行水平全面提升，助力“西電東送”國家戰(zhàn)略的實施，真正實現了電力資源的優(yōu)化配置，形成了區(qū)域協同、東西互濟的良性發(fā)展格局。

　　在攻堅克難的進程中，張東輝感受到最大的瓶頸就是對國外電氣仿真軟件的依賴，以及國產電氣仿真軟件的缺位。“仿真可以，但是價格偏高，對國內用戶需求響應不好”。但在當時，國內普遍對軟件研發(fā)的重要性認識不夠，總覺得“與其從頭研發(fā)不如買現成的”，這就造成了長期以來應用單位對于國外軟件的依賴。從懵懂的新人，成長為不可或缺的技術骨干，那些年經歷的許多磨礪，使張東輝受益終生，也使他越來越明白，核心技術是花多少錢也買不來的，搞科研攻關，總跟在別人的后面永遠無法做到超越。真正領先世界的尖端技術，只能靠自己一點一滴地積累、一城一池地攻克!

　　工業(yè)軟件被譽為工業(yè)活動的“大腦”，是整個工業(yè)數字化的核心底座技術，在推動“中國制造”向“中國智造”的轉型、賦能實體經濟變革中發(fā)揮著至關重要的作用。“作為關鍵的核心軟件，被國外壟斷就等于卡住了中國電力系統發(fā)展的脖子。”張東輝一語道出了當時的困局。他敏銳地意識到發(fā)展我國高端電氣仿真軟件自主化的迫切性——只有自己掌握了核心技術，有了核心生產力，中國才有能力保證自己的能源安全，才有機會去開拓更大的國內市場和國際市場。為此，他決心走出一條自主知識產權的路徑，為電氣行業(yè)國產仿真軟件做一些開拓性的工作，這也成為張東輝日后孜孜不倦努力攻克的科研方向之一。

　　破解時代難題

　　時間走到21世紀第二個10年，世界正經歷能源革命，綠色、低碳、清潔成為能源發(fā)展的主導趨勢，風電、光電、氫能、儲能等新能源產業(yè)迎來快速發(fā)展期。在2020年的第七十五屆聯合國大會上，中國宣布將力爭2030年前實現“碳達峰”、2060年前實現“碳中和”。這一承諾體現出一個大國的責任與擔當。在這種情況下，各行各業(yè)都在碳減排溫室氣體各方面加強研究，能源行業(yè)自然也承擔著不可推卸的重要責任。

　　電力在我國能源消費與碳排放中占據著重要地位，電力系統的低碳轉型，構建以新能源為主體的新型電力系統將對我國“碳達峰”“碳中和”戰(zhàn)略目標的實現起到關鍵作用。隨著我國正在建設以新能源為主體的新型電力系統，新型電力系統下的系統節(jié)點劇增、海量數據涌現，以及精確模型難以獲取，系統計算規(guī)模急劇增大，多類型新能源接入給系統建模和分析帶來更大調整，系統安全面臨更大風險，傳統仿真精度和建模已經不能滿足新型電力系統仿真分析的需要。

▲張東輝團隊合影

　　海闊憑魚躍，天高任鳥飛。2019年，張東輝加盟了清華大學與四川省政府為了響應國家“能源革命”新思路而聯合創(chuàng)辦的清華四川能源互聯網研究院(以下簡稱“研究院”)。能源互聯網是一種將互聯網理念、技術與能源生產、傳輸、存儲、消費及能源市場深度融合的新型生態(tài)化能源系統。它以電力為基礎，以可再生能源利用為優(yōu)先，通過多種能源協同、供給與消費互動、集中與分布并舉，大眾廣泛參與，實現能量流、信息流、業(yè)務流、資金流、價值流的優(yōu)化配置，促進能源系統更高質量、更有效率、更加公平、更可持續(xù)地發(fā)展。

　　張東輝扎根研究院，從事系統混合仿真的研究，將目標主要聚焦在兩個重要方向，一個是為新型電力系統建設提供機電電磁和全電磁仿真分析方法;另一個是為高端電氣設備研發(fā)提供先進的實時測試手段，研究并實用化新一代高精度國產通用電磁暫態(tài)實時仿真器。

　　我國開始建設大規(guī)模新能源接入的交直流混聯電網時，張東輝在研究院組織團隊開發(fā)并實用化適應大規(guī)模直流和新能源接入的MEET機電電磁混合仿真平臺。平臺兼具機電暫態(tài)仿真規(guī)模大、效率高，以及電磁暫態(tài)寬頻仿真、模型更為精準的優(yōu)勢，能夠快捷方便、自動化實現上萬節(jié)點大電網機電電磁混合實時仿真。成果已運用于11家單位實際生產運行和新能源接入仿真，功能和作用得到充分驗證，如應用于四川電力設計院，解決高比例光伏和直流分析難題;應用于四川電網RTDS實驗室，解決四川電網安穩(wěn)校準工作量大難題;應用于云南、貴州電網，解決大電網高比例新能源對系統影響精準仿真難題等。

　　隨著我國能源轉型步伐加快，我國正在構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統，新能源大規(guī)模接入后電網穩(wěn)定特性復雜，出現的各類振蕩和運行特性問題難以用已有機電暫態(tài)軟件準確分析，需要能適應大規(guī)模電力電子接入的高效電磁暫態(tài)仿真分析軟件工具。此外，我國電氣化進程中研發(fā)了各類鐵路、艦船、工業(yè)制造等高端電氣設備，也對電磁暫態(tài)仿真分析和延伸的通用實時仿真器需求非常巨大。我國國內各大科研院所、高校由于使用慣性，基本上還是使用國外軟件，國內市場仍然基本被國外產品所壟斷。國內雖然有研發(fā)類似產品，但是由于產品成熟度、仿真友好度、仿真精度等方面原因，推廣和易用性較差。國內各個電網公司、電源企業(yè)、高端制造企業(yè)每年要花大量外匯購買國外產品，一方面有被“卡住脖子”和保密性差的風險，另一方面，新型電力系統和高端電氣設備也需要性能更高的新型電磁暫態(tài)分析工具。

　　張東輝深刻認識到國家的巨大需求，不局限于研究院的團隊，他牽頭組織國內各方技術團隊聯合開發(fā)新一代電磁暫態(tài)仿真平臺，并研發(fā)高精度國產通用實時仿真器。歷經數年自主開發(fā)，目前平臺已經成熟，多方面表現出明顯的高精度、高效率、大規(guī)模等技術優(yōu)勢，已成功應用于多個新型電力系統超大規(guī)模新能源接入場景分析、超大規(guī)模電力電子設備硬件在環(huán)、高端電氣設備跨平臺精準模擬等實際工程案例。張東輝牽頭開發(fā)的電磁暫態(tài)仿真平臺擁有完全自主知識產權，不依賴于任何國外平臺，從界面、算法到硬件接口，每一行代碼都是自主完成。平臺追求極致的仿真精度，基礎元件精度誤差小于10-8，交流模型和電力電子模型精度與通用軟件高度一致，部分模型精度更高。平臺仿真速度和國外通用離線軟件相比，不降低仿真精度和模型復雜度的前提下，能取得數十倍甚至數百倍的速度優(yōu)勢，仿真規(guī)模由此也有量級上的突破，在大規(guī)模新型電力系統和電力電子仿真上取得遙遙領先的技術優(yōu)勢。

　　仿真平臺追求高度的實用化，常見模型庫完備、嚴謹、可靠，硬件在環(huán)接口和協議齊全、參數先進、自由組合，具備靈活的多核、多機規(guī)模仿真、自動分網、分核功能，以及靈活、強大的自動、自定義建模和批處理能力，因此，平臺一經推廣，就在工程實際應用方面取得了較大的成功，如應用于鐵路系統新一代鐵路供電技術貫通同相供電和地鐵柔直供電，應用于三峽烏蘭察布重點實驗室大規(guī)模新能源實時電磁暫態(tài)仿真，應用于核電跨平臺仿真，應用于我國多個大規(guī)模新能源集中并網基地穩(wěn)定分析，應用于我國交直流混聯電網穩(wěn)定分析等。張東輝牽頭研發(fā)的平臺解決了仿真規(guī)模大與精度難以兼顧的電磁暫態(tài)仿真難題，極大降低了我國企業(yè)使用實時仿真器成本，有效打破國外技術和市場壟斷，為我國高端電氣設備研發(fā)提供關鍵仿真技術支撐，真正做到了技術超越。

　　“一個人走得快，一群人走得遠”

　　“把想法變?yōu)楝F實，將理論結合實際，光靠一個人肯定是不可能的，這需要一支協同合作的團隊，從不同的角度進行深入的工作。”在基礎研究和平臺開發(fā)過程中，張東輝找到了很多志同道合的合作者。

　　“知行合一”——讓科研成果“落地生根，開花結果”，解決國家的能源和民生關鍵問題，是張東輝和同行者的一貫信念。所以，他們的思想始終與國家戰(zhàn)略同頻共振，始終把國家民族的利益放在首位，國家需要什么，技術就要向哪里延伸，要讓科研開發(fā)與國家需求緊密相連。

　　面向新能源占比逐漸提高的新型電力系統、高耦合先進電力電子設備仿真模擬和系統分析難題，張東輝用了6年時間從無到有一手創(chuàng)立起系統混合仿真研究所，從最初的單槍匹馬到如今的兵強馬壯，擁有博士4人、正高職稱4人，團隊成員大部分畢業(yè)于各大名校，張東輝帶領著自己的團隊，駛入了科研高速路。

　　談到團隊，張東輝不僅是位出色的科研帶頭人，也是一個優(yōu)秀的管理者。他明白，誰擁有更多更好的人才，誰就能在競爭中取得主動，贏得未來。在這支核心成員大多都由“90后”組成的年輕團隊中，他包容每個人的個性、發(fā)揮每個人的閃光點。通過團結協作，為一個更大的、一致的理想和目標而努力。正因如此，他擁有的是一個朝氣蓬勃、面向未來、充滿了正能量的團隊，他們結合仿真技術在能源互聯網戰(zhàn)略中的發(fā)展，將自身定位為產業(yè)團隊，同時綜合多個技術方向協同創(chuàng)新。“每個人都有自己的特點和長處，把自身的強項發(fā)揮到極致，每個人都能做‘最好的自己’，就是對團隊、對國家的最大貢獻。”

　　張東輝時常勉勵團隊中的年輕人，在科研的舞臺上，從沒有寫好的劇本，都要靠自己勇敢地去探索未知的世界，不斷地突破和大膽創(chuàng)新。正因為艱難，正因為挑戰(zhàn)，做科研的人才更應該迎難而上去解決問題。“不能因為技術難度大、此前沒有相關經驗就退縮。”在他看來，大到一個國家，一支軍隊，小到一個科研團隊，都要有一種面對困難，敢做決斷，勇于攻堅的亮劍精神。

　　當然，每一次攻堅克難的過程都不會是一帆風順的。“電力系統運行事關重大，任何一個小錯都有可能釀成大錯，每個決策人身上都擔負著很大的壓力。”張東輝這樣解釋著他所從事的行業(yè)特性。而膽大心細、敢想敢干，這已經成為同事們對張東輝的共識。但他的拍板從不是蠻干，他具備整個工程的思維方式，同時有系統的管理能力，另外還對設備本身的技術非常了解。你會發(fā)現，張東輝的每一個決定其實都是在深厚的專業(yè)知識和豐富的工程經驗基礎上，根據現實情況的綜合施策。

　　作為團隊帶頭人，張東輝在每一次向科研高地沖鋒陷陣之際，都是身先士卒，親力親為，沖在最前面，承受最大的壓力。別人會以為他為此痛苦或者焦慮，但是誰也不會想到，每一次攻關過程中遇到的困難和挫折，張東輝都統統視為挑戰(zhàn)的樂趣。他表示：“真正的戰(zhàn)士，只有聽到了前線的槍聲才能感到興奮。科研工作者也一樣，當你攻克了難關，完成了國家交給你的任務，那一刻內心的成就感和滿足感是無法用語言來形容的。”

　　總書記在二十大所作的主題報告中，提出“深入推進能源革命”“加快規(guī)劃建設新型能源體系”“堅定維護能源資源安全”。作為能源科技工作者，張東輝和他的同事們深感肩上的責任重大，但同時更在內心深處涌出無窮的動力。

　　“電力能源行業(yè)現在越來越需要低成本、大容量的清潔能源，對我們的技術創(chuàng)新提出了更多的要求。”張東輝如是說。在他們的共識里，一項好的仿真技術應該能夠轉變?yōu)樯a力。能夠轉變?yōu)樯a力，仿真結果的“準”一定是第一位的，而要做到“準”，就需要去實踐中摸爬滾打，通過對關鍵技術、基礎方法，以及更多的細節(jié)問題進行打磨，實現仿真結果的精準度和穩(wěn)定性。

　　“一個既準又快的仿真需要全鏈條的可靠，對人員的要求很高。”在張東輝看來，做人和做科研是一樣的，必須“靠譜”!他時常告誡團隊里的年輕人要對仿真得到的結果時刻保持懷疑態(tài)度，盲目堅信自己的仿真結果是工作中的大忌，“仿真只是一種工具。仿真出的結果需要經過實驗和實踐的雙重檢驗去驗證和完善，只有經過實踐檢驗后堅持滾動完善的結果，才是符合實際的仿真結果”。

　　“科研的過程就是不斷積累和突破，我們面對的每一個課題都有各自的特點和難點，我們的工作就是這樣一個不斷摸索、不斷創(chuàng)新的過程。”張東輝說，踏踏實實，一步一個腳印，把注意力和關注點聚焦到核心目標、核心需求和核心技能上的同時，在每一個細節(jié)上都要務實求真，遇到瓶頸的時候，專注于解決問題本身的技術，或者解決痛點問題的正確思路上，才會把聰明才智發(fā)揮出來，做到“鐘情一件事，術業(yè)有專攻”。

　　驀然回首，從當年的拉閘限電到今天的燈火輝煌，電力成為中國綜合國力發(fā)展的一個縮影，這些偉大的成就，甚至被國際大電網會議組織稱為“世界電力工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑”。

　　“如果說在5年前，我們可能同國外還是有一定的技術差距，現在基本上已經算趕上了。不僅趕上了，我還要超過他們!”盡管任重道遠，路阻且長，但是對于未來，張東輝充滿了信心。他的“能源強國夢”在心中一直熠熠發(fā)光，照耀著他昂首前進的步伐，也將照亮中華民族偉大復興的強國之路。

　　張東輝，正高級工程師，清華四川能源互聯網研究院系統混合仿真研究所所長，清華大學深圳國際研究生院碩士企業(yè)導師、西南科技大學碩士企業(yè)導師，IEEE(PES)中國大電網規(guī)劃分委會秘書長，四川省峨眉計劃特聘專家、“天府英才計劃”特優(yōu)A類人才，長期從事新型電力系統穩(wěn)定及仿真研究、高端電氣設備仿真算法研究、交直流系統規(guī)劃運行研究及軟件開發(fā)。共主持參與了30余項重大電網和能源課題研究，獲得省部級科技獎勵4項、工程咨詢獎勵3項，專利授權20項，發(fā)表《工程索引》(EI)等文章十余篇，參與出版專著2部。