申请人2011年9月~2016年10月在大连理工大学师从程春田教授攻读博士学位,2016年10月进入华中科技大学水电与数字化工程学院张勇传院士和周建中教授团队工作。申请人主要从事水电调度方向的教学与科研工作,具体工作为:教学方面,承担多门本科生课程的教学工作,荣获第六届全国水利类专业青年教师讲课竞赛二等奖、华中科技大学2017~2018学年教学竞赛二等奖、优秀教师班主任等荣誉称号;科研方面,荣获2018年度华中科技大学学术新人奖,合作申请30余项国家发明专利,以第一/通讯作者发表高水平论文40余篇,其中30余篇SCI论文(平均影响因子约为4.4)、6篇ESI高被引论文;担任20余个国际权威学术期刊的特邀审稿人,荣获《Energy》、《Applied Soft Computing》、《International Journal of Electrical Power & Energy Systems》、《Science of the Total Environment》等5个权威SCI期刊的“Outstanding Reviewer”称号
1、教书育人方面
在教学方面,承担《水管理信息系统》、《水文预报》等多门专业课程的讲授工作,发表2篇教学论文,教学工作综合评价全院排名前2.94%,荣获学校教学竞赛二等奖、第六届全国水利类专业青年教师讲课竞赛二等奖。在人才培养方面,担任学院本科1703班级班主任,荣获校优秀教师班主任荣誉称号;独立指导2名硕士研究生,人均完成2篇学术论文、申请国家发明专利3项,其中1人获得校三好研究生称号、2人均荣获一等学业奖学金(所在班级仅2个名额);协助学院和团队指导多名硕士、博士研究生开展研究工作,努力培养学生的科研兴趣,认真指导学生提炼学术成果。
2、科学研究方面
申请人聚焦国际学术前沿和国家重大工程需求,潜心从事大规模水电能源系统优化调度领域的教学和研究工作,主持国家自然科学基金青年项目1项、国家重点研发计划专题项目1项、湖北省自然科学基金1项等多项课题,在《Journal of Cleaner Production》(中科院Top期刊)、《Energy》(中科院Top期刊)、《Journal of Hydrology》(中科院Top期刊)、《Journal of Water Resources Planning and Management》(美国ASCE协会百年旗舰期刊)、《Applied soft computing》(世界软计算协会会刊)、《水利学报》(国内水利工程Top1)、《中国电机工程学报》(国内动力与电力工程TOP1)、《中国科学:技术科学》等权威期刊发表第一或通讯作者论文40余篇(含30余篇SCI论文、平均影响因子约为4.4),其中6篇入选ESI高被引论文、1篇入选ESI热点论文、1篇入选水利学报优秀论文、1篇入选中国精品科技期刊顶尖学术论文(F5000),SCI他引200余次,荣获教育部科技进步一等奖、水力发电科学技术一等奖、辽宁省自然科学优秀学术论文一等奖、辽宁省优秀博士论文(当批全省20人)、大连理工大学优秀博士论文(当批水利1人)、华中科技大学学术新人奖(当批全校仅10人)等多项奖励。主要研究成果和创新如下:
(1)突破了大规模水电能源系统优化调度降维理论障碍
最近十多年来,我国水电实现了跨越式发展,水电系统的装机容量、电站数目、机组规模都发生巨大变化,系统规模与运行复杂性急剧增大,引发了严重的维数灾问题,亟待构建满足工程实际需求、有效均衡求解精度和计算效率的实用化降维方法。为此,申请人在深入研究传统水电调度方法计算复杂度基础上,定量对比分析了各类方法在不同应用情景下的适用性,提出了基于经典方法重构和高性能计算技术的大规模水电能源系统优化调度降维理论框架:首先依据问题特征将密集型高维复杂问题转化为多个小规模低维子问题,而后通过试验设计技术在可行域内优选少数极具代表性且均匀散布的状态变量,最后引入领域知识动态辨识可行决策空间、利用高性能计算技术实现快速解算。所提理论可将传统水电调度方法计算复杂度从指数级降至多项式水平,为超大规模水电调度问题的高效优质求解奠定了坚实理论基础。研究成果被芬兰阿尔托大学与瑞典农业科学大学联合研究人员Mikko M?kel?等学者在中科院Top期刊《Energy Conversion and Management》作为典型应用进行报道,现已成功应用于贵州电网、乌江公司等合作单位。
(2)攻克了特大流域水电站群联合调峰调度技术瓶颈
我国绝大多数电网负荷峰谷差较大,存在强烈的调峰需求,且会随着风电、光伏等间歇性能源大规模并网发电日益凸显,如何充分发挥水电优越的负荷跟踪能力实现调峰运行,将是我特大流域梯级水电系统现在乃至未来很长时间内都无法回避的现实问题。为此,申请人在国内外率先构建了以电网余荷极差最小为目标、计及电网负荷特性和电站复杂约束的极小—极大型特大流域水电站群联合调峰调度模型;在求解过程中,首先引入启发式切负荷策略合理确定电站初始工作位置,而后采用降维方法快速改善结果质量、依据电网负荷相对差异合理分配水电系统出力,实现对电网调峰需求的科学响应。所提方法突破了常规方差/均方差型调峰模型的强时空关联特征,为缓解我国日益严峻的调峰压力提供了科学的理论方法。研究成果被武汉大学郭生练教授、河海大学钟平安教授等著名水电调度专家在中科院Top期刊《Applied Energy》、《Energy》等多次引用,现已成功应用于华中电网、华东电网、长江电力等重大工程项目。
(3)创新了大电网平台下多电源多目标联合调度方法
大电网平台下水火核等多电源呈现出日益紧密的非线性强耦合关联特征,在日常运行时必须综合考虑发电、防洪、供水、航运、生态需水等相互竞争、不可公度的调度目标,属于典型的多约束、多层次、多阶段、多目标优化问题,如何科学生成充分反映不同调度目标间复杂耦合与制约关系的调度方案集合是国际研究热点与难点问题。为此,申请人建立了兼顾环境保护、发电效益与运行可靠性的多电源多目标联合优化调度模型,深入研究了时空耦合约束综合作用下可行决策空间的拓扑变化规律,提出了一类基于细粒度小种群进化机制与并行贯序逐次逼近技术的多目标高效求解方法,快速生成在多维目标空间内分布均匀的非劣调度方案集。所提方法能够大幅提高计算效率、获得满足工程实际需求的调度方案集,可为变化环境下的多电源互联电力系统经济运行提供全面、丰富的调度决策信息。研究成果被伊朗阿扎德大学Mohsen Simab等学者在中科院Top期刊《Energy》作为领域最新研究进展进行介绍,现已成功应用于三峡集团、贵州电网、乌江公司等合作单位。
3、公益服务方面
申请人积极承担学校和学院分派的各项公共服务工作,先后担任多名本科生的毕业设计指导教师、十余名本科生暑期社会实践指导教师(获评校级优秀队伍)、数十名本科生与研究生的答辩指导教师、以及学院研究生招生阅卷组和工作组成员,按照学校和学院规定圆满完成了资料整理、科研指导、论文把控等各项工作;按时参加学院组织的暑期社会实践、奖学金评定、教学检查师生座谈会等活动,广泛听取学生的意见与建议,认真回答相关专业问题,努力提高学生竞争力;深度参与学院承担的多个重大工程项目、学校和学院工会组织的各项文体工作,协助完成水利学科双一流建设方案编制、数字流域科学与技术湖北省重点实验室年度评估(成功通过)、国家重点研发计划项目《珠江流域水资源多目标调度技术与应用》申报(成功获批)和国家自然科学基金委雅砻江基金重点项目《雅砻江流域流量传播规律和来水预报及梯级电站优化调控与风险决策研究》申报(成功获批)。