一、个人简介
叶华,教授,博士生导师,电气工程学院科研副院长,山东省泰山学者青年专家,齐鲁青年学者。主要从事大规模电力系统小干扰稳定性分析与振荡控制研究。2003年和2009年获得山东大学学士和博士学位。2014年4月至2015年5月在美国康涅狄格大学进行学术访问。主持国家自然科学基金项目3项、教育部博士点基金1项、国家重点研发计划项目课题1项、子课题2项;已发表SCI/EI收录论文50余篇,授权发明专利20余项,出版科学出版社专著3部(共140万字),获山东省科技进步二等奖(首位)1项。担任电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学)常务副主任,IEEE PES电力系统动态技术委员会(中国)秘书长,中国电机工程学会电工数学专委会委员。
二、主要事迹
矢志原始创新,攻克互联电网功率振荡分析与抑制难题
我国电网建设在2010年以后逐渐进入大规模互联阶段,由于东北、华北、华中、西南等区域电网之间的电气联系弱,导致多类型功率振荡事故频发,具体表现为地理上相距数千公里之遥的同步发电机的转子之间发生相对摇摆,成为威胁互联电网安全稳定运行的“卡脖子”问题。秉持国家需要解决什么难题便钻研什么课题的信念,当时还是一名年轻教师的叶华义无反顾投身到攻克特高压交直流互联大电网的功率振荡难题中去,开展基于广域同步量测信号的多类型振荡分析与抑制技术研究。
虽然广域同步量测信号为解决大规模互联电网功率振荡问题提供了有效的技术手段,但是信号在传输数千公里以后产生的数百毫秒通信时滞成为制约功率振荡抑制效果成功体现的关键因素。为此,叶华发挥了其深厚的数学理论功底和专长,近年来先后主持国家自然科学基金3项、教育部博士点基金1项、省部级和企业委托项目20余项,带领科研小组攻克了考虑通信时滞影响的大规模互联电网的功率振荡控制和稳定性分析难题。
首创了基于谱离散化的大规模互联电力系统时滞特征值计算理论,建立了多类型振荡抑制理论与技术体系,研发了国际唯一的适用于万节点级大规模电力系统的商业化时滞特征值计算软件,在适用电网规模、计算精度和计算效率等方面的性能指标处于世界领先地位,获得授权国家发明专利二十余项,在科学出版社出版学术专著《大规模时滞电力系统特征值计算》第一和第二版共计105万字,在专业顶级期刊IEEE TransactiononPowerSystems发表论文10余篇。
大规模互联电力系统多类型功率振荡分析与控制关键技术,已应用于三峡、威海、官地等国内大型发电企业主力机组,成功解决山东电网、华中电网异常功率振荡、锦苏±800 kV特高压直流输电工程功率振荡等实际电网和重大工程复杂振荡的定位与控制治理。相关理论与技术获得中科院程时杰院士的高度评价:在大规模时滞电力系统特征值计算的理论和技术方面取得了原创性成果,总体处于国际领先水平。2021年叶华以第一完成人的科研成果“大规模时滞电力系统多类型振荡分析与控制关键技术及应用”获得山东省科技进步二等奖。
言传身教,人才培养初见成效
许多学生读研只是为了找到一份“好工作”,这种思想导致学生们在科研过程中不愿意吃苦,缺乏社会责任感。为此,在治学方面,他以身作则,并要求研究生对有价值的课题看准后要持之以恒,锲而不舍,不因困难挑战而畏缩退却,不因外界干扰或身处逆境而中途而废。在学风方面,他教育学生对问题要作周密研究,不浅尝辄止,不贪图捷径。坚持高标准、严要求,坚持学术上的高水平,培养创新、严谨的学风,重视锻炼和培养独立从事科学研究能力。在他的言传身教和谆谆教诲下,所指导的研究生近年来取得丰硕的学术成果,在国内外顶级期刊上先后发表学术论文十余篇,多位学生参加各种学术创新活动,承担科研课题,获得省级优秀毕业生等荣誉称号。
硕士生高仕林在读期间发表2篇国际权威期刊论文和1篇中文顶刊论文。2019年毕业后考取了清华大学攻读博士学位,作为团队重要成员参与了首套国产电磁暂态云仿真软件研发。2023年博士毕业后,顺利入职四川大学特聘副研究员。时至今日,高仕林对叶华还心怀感激,“我真的觉得自己太幸运了,在研究起始阶段叶老师给我的指引非常关键,在硕士期间就已经把做高水平科研和撰写论文的能力锻炼出来了。而我身边有很多同学,感觉他们都非常聪明,但是他们导师项目多、比较忙,没时间亲身指导,学生就很难快速地找到搞科研的方法和思路。”牟倩颖是叶华的首位博士生,她在读期间取得丰硕的学术成果,2019年博士毕业时被评为山东省优秀毕业生,先后受聘新加坡南洋理工大学和美国石溪大学开展博士后研究工作,2021年底回母院任职副研究员,2022年顺利入选获得第七届中国科协“青年人才托举工程”,为当年电气工程领域中的七名青年学者之一。因人才培养成绩优秀,叶华2021年被评为山东大学优秀研究生指导教师。
科研反哺教学,提升人才培养质量
近年来,叶华还积极谋划和参与人才培养改革。他将在科研工作中获得的关于矩阵理论、自动控制理论的深入的理解和丰富的应用经验,反哺于教学工作,促进自身教学能力和人才培养水平的进一步提升,为我校电气工程专业人才培养质量提升做出更多的贡献。
为了响应“构建全球能源互联网”倡议和满足全球能源互联网战略发展的专业人才的需求,2018年叶华负责电气学院全球能源互联网新工科特色班设立和人才培养方案的制定工作。旨在增强学生的国际化视野,他与时任丁磊副院长一起引入了美国MIT《线性代数》原版教材。这比学科评估A+的清华大学电机系还早了一年!他凭借在科研工作获得丰富的矩阵应用经验和良好的矩阵理论理解水平,能够将枯燥难懂的矩阵知识点深入浅出地讲解给学生,帮助本科生克服了第一次接触英文教材的畏惧感,学生的上课积极性高,教学效果好。
《自动控制原理》课程是电气工程专业的核心课程,为实现电气系统和互联电网的自动化与智能化控制提供理论基础。随着国家能源绿色低碳转型步伐的不断加快,在“碳中和、碳达峰”战略目标的推动下,越来越多的电力电子设备和越来越高比例的新能源发电设备接入到电网中,新能源电力系统的安全与稳定控制是构建新型电力系统面临的重大挑战之一。为了满足新型电力系统构建国家战略需求和探索“碳中和、碳达峰”战略目标下的人才培养模式,叶华主动承担了《自控控制理论》双一流课程建设任务。在授课内容中融入电气工程科研案例,同时将安全稳定仿真、宽频振荡分析等学科前沿进展引入课程,注重把抽象、枯燥的理论教学案例化、具体化和科研化。这种理论联系电气工程实际的教学方法使学生产生了“英雄有用武之地”的幸福感和获得感,大大提升了学生的学习兴趣和主观能动性,为后续的新型电力系统工程建设和进一步科研工作的顺利开展奠定了良好的基础。