他從紙筆算起，為電網安全穩定運行提供了重要技術支撐！穿越歷史長河，或許你能看到，他一直在挑戰不可能！

周孝信，中國科學院院士、電力系統專家。這幾個字雖然可以概況周院士的輝煌經歷，但無法細化他曾經跨越多的困難和取得的成就對我國電力發展有怎樣的影響。國際能源網從各類資料中收集那些時代的痕跡，來探尋周院士跨越過的那些電力科研的困難究竟有怎樣的意義。

電網仿真“第一人”

周孝信長期從事的研究方向是“電力系統分析數學模型和方法研究”，這個專業術語看起來深奧，但是如果從仿真二字入手，就好理解了。

仿真學是用項目模型將特定在某一具體層次的不確定性轉化為它們對目標的影響。這一學術方向顯然在電網系統中尤其急缺。電網追求的是穩定與安全，只有穩定和安全的電網才能平穩輸出，不至于出現大規模停電，不會因為電壓猛然增高而破壞用電器。但是電網卻天生具有不穩定因素，如何將這些有可能出現的不穩定因素進行一項項有針對性的克服，如何防止電力系統“理還亂”，這就用到了仿真，這也是周孝信多年來的研究方向。

周孝信出席活動

周孝信的科研之路開始于1970年代。1965年周孝信從清華大學電機系畢業，時年25歲，在他33歲的時候接到了一個艱巨任務：為劉天關輸電線路解決低頻振蕩問題。

全國第一條超高壓330千伏劉天關輸電線路  國網陜西省電力公司供圖

劉天關輸電線路是我國自行設計、施工、建造的第一條330千伏超高壓輸電工程，線路起自劉家峽水電站升壓開關站，經天水到達關中平原，全長533千米，設計輸送容量42萬千瓦。該工程也是我國當時輸電距離最長、電壓等級最高、輸電量最大的輸變電工程，在我國電力發展史上具有里程碑意義。1972年6月這條輸電線路正式運行，但是出現了低頻振蕩問題。

周孝信要解決這個電力系統的問題，需要搭建精細化仿真模型，并通過大量計算，為分析解決低頻振蕩難題提供可靠的技術方案。

周孝信（右四）指導科研人員開發仿真軟件

但在當時，計算機發展處于初期階段，當然更沒有為電力系統專供的軟件。我們現在用計算機已經非常普遍，難以想象當時的艱難程度，但是用一個案例可以知道當時的計算機發展水平提供了怎樣的困境。我們是在1964年將第一顆原子彈爆炸成功，電子計算機是核計劃的關鍵工具，但當時我國科學家當時普遍使用的還是計算尺、手搖計算機，只有非常復雜計算才能用到昂貴的電子計算機。

自20世紀50年代之后，全世界計算機水平都處于起步階段，我國在60年代的電子管、晶體管計算機技術取得了一定進步，但在集成電路大發展的70年代，我國因為當時特定的歷史原因，造成了核心技術的大大落后。電力系統仿真分析沒有完善的理論體系，沒有相關的開發經驗，沒有研究團隊，連有效支撐的研發設備都沒有。一切，都要自主研發，親力親為。

從用紙筆到一臺內存僅為1KB的電子管計算機，再到內存4KB的計算機，周孝信克服了所有的困難，他不僅完成了任務，還在國內外首次提出了可計算任意復故障的數學模型，突破了原有計算機對故障類型和同時故障總數的限制，提出并形成了完善的電力系統穩/暫態模型。

在劉天關超高壓輸電線路解決難關的基礎之上，周孝信總結出新的仿真計算分析模型、計算方法和關鍵技術。他主持開發的中國電力領域第一套“電力系統分析綜合程序”在全國各地的電力系統中廣泛應用。1985年該成果獲得國家科技進步一等獎。

另一個戰場

1979年7月，周孝信去加拿大魁北克水電局研究所（IREQ）進修。次年后回國，此后在國網電力科學研究院系統研究所長期工作，為解決電網問題提出一個個方案，研制一個個新系統。

1989年投運的第一條±500千伏高壓輸電線路工程（葛洲壩至上海南橋）是他另一個“戰場”，他為這條線路搭建了準確又符合實際的工程直流模型。

葛南直流輸電工程作為外電入滬的重要通道，填補了我國超高壓直流輸電技術的空白，第一次實現了超高壓、大功率、遠距離輸電，實現了華中、華東跨區聯網，是中國超高壓直流輸電事業里程碑式的起點。2022年國網對該條輸電線路進行了改造，今年上半年改造工作完成。30多年中這條輸電線路保持穩定輸出，年最大輸送電量達82億千瓦時，為上海經濟騰飛提供了重要的能源保障。

除了為葛南直流工程搭建模型，他在三峽工程建造過程中還通過反復仿真動模實驗得出考慮三峽電站極端故障的電網安全運行結果，為三峽工程立項大討論提供了重要的技術支撐。

“神算子”從超高壓算到特高壓

可靠的電力供應必須建立在準確的系統仿真計算基礎上，而且這條科研道路將是個從來沒有盡頭的道路，隨著電壓等級的不斷升高、網架規模持續擴大，多種能源不斷并網，新的不穩定因素也會層出不窮。但是周孝信認定了這條為電力系統“理亂”之路。

周孝信（左）指導科研人員做程序設計

20世紀90年代開始周孝信研究新型靈活交流輸電系統，參加或主持中國多項大型超高壓輸電系統工程關鍵技術研究；主持超高壓輸電系統可控串補等重點項目，致力于研究電力電子技術和現代控制理論應用于電力系統，以適應未來電力系統發展要求。在1993年當選為中國科學院學部委員（院士）。

周孝信于20世紀90年代末負責國家重點基礎研究計劃（973）項目子課題“以高速PC機網絡為硬件支撐的多機電力系統實時仿真系統關鍵技術研究”。2004-2009年作為首席科學家主持國家973計劃項目“提高大型互聯電網運行可靠性的基礎研究”的研究工作。

他主持的“電力系統全數字實時仿真裝置”項目，成功研制出世界上首套能并行處理1000臺發電機、10000個節點的大型實時仿真系統，打破了國外壟斷，項目成果在“十一五”期間累計節約外匯數億元，并使我國電網故障和等值分析處于世界領先地位。

2009年后，我國電網規模不斷擴大，周孝信從調度運行實際需求出發，優化升級“離線計算、在線應用”的仿真分析技術路線，構思并確立“離線計算逐步過渡到在線計算，根據當前運行方式做仿真計算，確定當前極限”的在線分析發展規劃。他帶領團隊研制了電網在線安全分析系統，應用在20家省級以上調度運行單位，并不斷完善程序和模塊功能，實現對電力運行的全方面掌握。2009年，項目成果獲得國家科學技術進步一等獎。

周孝信一直都在為提高電網的可靠與穩定提供“算力”，用深厚的仿真計算技術引領電網演進。

右二周孝信出席《新型電力系統與新型能源體系》發布會

9月26日，《新型電力系統與新型能源體系》一書在京首發。周孝信對這本書贊賞有加，他指出：“我國能源電力綠色低碳轉型進入加速期，需要以電為中心、電力系統為平臺，以清潔化、電氣化、數字化、標準化為方向，在生產側實施清潔替代，在消費側實施電能替代，使供需兩端協同發力，推進能源低碳轉型。作為實現“雙碳”目標的樞紐平臺，新型電力系統源、網、荷側形態特征將發生顯著改變。本書深入淺出、層層遞進，從多角度詮釋了要依靠科技創新、不斷探索，在理論體系、技術體系、產業體系和體制機制等方面實現創新突破，以提升國家能源安全保障能力。內容既有深度，也有廣度，值得相關行業人士研讀討論。”

周孝信已經是耄耋之年的老人，他依舊在推進我國構建新型電力系統的過程提供指引，有這樣的電力行業的專家學者，是我國能源低碳轉型的幸事，也希望周老爺子身體康健。