中国高校继电保护学科的奠基人——贺家李
2023-03-02
中国高校继电保护学科的奠基人——贺家李
贺家李,1925年6月生,陕西西安人。电力系统故障分析与继电保护专家,中国高校继电保护学科最早的奠基人和开拓者,俄罗斯工程院外籍院士,IEEE高级会员,天津大学教授,教育部首批博士生导师。曾任国务院学位委员会学科组成员,中国电机工程学会常务理事等职。
1948年毕业于北洋大学,1962年获苏联副博士学位。1956年发明短线路方向纵差保护原理和装置,保证了狮子滩水电站按时发电,被评为全国劳动模范。1964年研究提出了第一条330kV超高压输电线路相差高频保护的改进方案。1975年发明相电压补偿式方向高频保护,保证了向有色金属基地可靠供电,获首届全国科学大会奖。1980年研制出第一台500kV输电线路静态方向高频保护装置,保证了大同到北京的500kV线路按期送电,获水电部科技进步二等奖,国家科技进步三等奖。主持研究微机线路保护,获教育部科技进步二等奖。最早提出保护、测量、控制、信号、数据通信一体化的思想。最早提出并研究了分布式母线保护原理。在国内率先开展特高压输电线路继电保护的研究,提出多种继电保护新原理并获得专利。
主编的教材与合编的专著分别获国家优秀教材奖和水电部科技图书一等奖。获首届国际顾毓琇电机工程奖。培养了大批电力系统继电保护专家和学者。其毕生的科研成果与思想对我国电力系统继电保护学科的发展有重要指导意义。
2010年贺家李先生获首届顾毓秀电机工程奖
一、成长历程
赫赫有名的电力系统继电保护专家贺家李教授的工作台上总是摆放着一盘雨花石。他对雨花石的钟情,在很大程度上也是对他英勇爱国、光明磊落的父亲及革命烈士们的怀念。
贺家李出生于陕西省西安市的一个书香门第。父亲贺绂之学识渊博,精通四书五经,同时重视研习西方文化。他题写并手书于书屋门上的座右铭:“尚友圣贤,继维东亚文化;旁研科哲,遐思西方美人”,表明他“中学为体,西学为用”的主张。父亲给贺家李讲解道:这里的“西方美人”指的是西方国家的优秀哲学思想和发达的科学技术。中国传统伦理道德的精华应是一个人的立身之本,而西方国家的科学技术则是报效国家的本领。因此,贺家李自小就在内心中树立了学习科学、报效祖国的理想。
贺家李的父亲在辛亥革命前1908年秘密加入了孙中山先生创办的同盟会。并联络几名志同道合的好友组织了“丽泽馆”革命秘密团体,出版刊物《丽泽随笔》。“丽泽馆”明为“以文会友”,实则为会员秘密联络点,用以开启民智,宣传革命思想。1911年辛亥革命爆发,他参加了陕西省辛亥革命起义前的小雁塔秘密首领会议,随即参加了起义,随后带兵消灭清军残部。后来担任了冯玉祥将军部队某部的政治处处长等职。1931年,退出军界,任陕西省教育厅评议员,督导教育工作,并投身于孤儿院,红十字会等慈善事业。同时,在深入钻研的基础上,写出《孔孟学说的科学性》一书,指出孔孟学说中的精华和西方的古典哲学有很多相似之处,都有其科学性,是人类文明的伟大成就。在贺家李很小的时候,父亲就教他背诵“大学”、“中庸”,并向他讲授科学救国的道理,还勉励他向留学归来的陕西水利专家李仪祉博士学习。他设计兴建了泾惠渠、渭惠渠、洛惠渠、梅惠渠等四大灌溉系统,造福陕西千百万人民,还与李书田校长合作在北洋大学建立了中国第一个水工试验所,是我国水利工程的先驱。父亲的民主爱国思想和治学精神对贺家李影响极深,李仪祉博士的学识与敬业精神同样也对他的成长产生了深远的影响,是他心中的偶像。
贺家李从7岁开始,先后就读于陕西省女师附小与力行中学,他天资聪颖,勤奋好学,小学时学习成绩始终名列年级第一。在课余期间,他最喜欢买些零件在家自己动手做些小实验。成功作出矿石收音机和电解食盐实验后后,初中的他心中充满了憧憬,立志要成为一名电机工程师。
1941年日军轰炸西安,高中外迁,贺家李到陕西省三原高中学习。由于他学习成绩出类拔萃,并且在高中毕业前的全省统考中脱颖而出,当时获得保送位于四川的武汉大学学习的机会。然而,战乱年代父母不放心他离家太远,而当时以北洋大学为主组成的西北工学院座落于陕南,北洋大学的声望深深打动了贺家李,他毅然放弃保送机会,参加高考,并以30:1的比例考入了西北工学院。1946年经时任西北工学院电机系主任、著名电机专家刘锡英教授的推荐,贺家李辗转来到了位于天津的北洋大学。1948年,他以第三名的成绩毕业获得学士学位,并得到了留校任教的机会。随着新中国的成立,贺家李的教学、科研生涯从此开始了。
二、学术生涯
1.勇于探索,奠定国内高校电力系统继电保护学科基础
继电保护被称为电网的保护神,是电力系统安全可靠运行的重要保障。新中国成立之初,中国高校尚无电力系统继电保护专业,新中国急需这方面的专业人才。1950年,政府扩建哈尔滨工业大学,聘请苏联教授,重点培养工业部门的工程师和国内大学的理工科师资。贺家李受北洋大学选派,赴哈尔滨工业大学攻读研究生,首次接触到了电力系统继电保护与故障分析的专业知识。在苏联教授的亲自指导下,他成了新中国最早学习继电保护与故障分析的5位学者之一,后来也是唯一一位在学成之后在高校继续从事该领域研究与教学的科研工作者。从1951年到1953年,贺家李掌握了继电保护这门学科的基础知识,同时,作为苏联教授的助手,他还用俄语给中、俄的本科生上习题课,体验到了作为教师的责任和乐趣。
贺先生青年时期照片
继电保护装置的任务就是要实时监视电力系统各设备的运行情况,并及时快速地切除故障,以保证电力系统的可靠供电。由于继电保护装置工作在高电压、强磁场的环境中,故障信息错综复杂,加之强电场和强磁场的干扰,要在几十毫秒内准确判断出故障的性质和位置,非常困难。因此,继电保护是一门理论性和工程实践性都很强的学科。此外继电保护技术牵涉面很广,除了要掌握电力系统知识外,还要熟悉通信技术、半导体技术、计算机硬件和软件技术、以及电磁兼容、可靠性理论等,科研难度极大。当时,在苏联专家的指导下,东北电管局也成立了中国第一批继电保护调试队伍。东北电管局领导拿出极大的勇气,叮嘱这批调试队伍的专业人才说:“东北电网就是你们的试验厂,放手干吧!”。贺家李在哈工大学习期间,也曾加入到这支继电保护调试队伍中去学习。在这种不怕辛苦、求真务实的工作环境中,贺家李掌握了一些宝贵的现场知识与实际经验。
1953年,贺家李回到天津大学,首次在国内创立了电力系统继电保护和自动化专业方向,开设了专业课和专题课。编写了教材,并接收外校教师赴天津大学进修,在很大程度上加速了各高校电力系统继电保护专业的发展与专业技术人才的培养。当时电力设计单位也极缺继电保护方面的专业知识,华北电力设计院为此专门邀请贺家李到北京给设计院的工程师们上课。从此,除了日常的科研教学工作之外,他每周六、日都不辞辛劳奔赴北京讲课。与此同时,贺家李也在积极创造并参与现场学习和工作的机会。他主动与北京石景山电厂联系,协助那里的工程师一起测量发电机的暂态电抗、时间常数和电流互感器空载特性等重要参数,以更准确地进行短路电流计算和继电保护整定。由于白天是用电高峰,发电机不能停,他们不得不利用深夜至凌晨的时间对发电机进行测试。不分昼夜的工作,使他们不仅获得了一手资料,还掌握了电力系统中一些关键的现场测试技术。在理论与实践相结合的条件下,贺家李率先于1954年在天津大学设计和建立了“直流计算台”,创建了国内高校中第一个高水平的短路电流和继电保护实验室,对短路电流和继电保护课程的实验教学奠定了坚实的基础。
1955年,四川狮子滩水电站即将建成,但由于一条35kV的输电线路很短,没有快速继电保护装置,不能按时投产发电。国内没有这种产品,苏联也无定型产品。贺家李得知这个消息后,便主动提出:“我试试看”。于是,刚过而立之年的贺家李,大胆地接受了当时水电设计院的委托,承担起了短距离输电线继电保护新原理和装置研制的任务。他创造性地提出了 “输电线方向纵差动保护新原理”,并在此基础上研制成功了保护装置,保证了狮子滩水电站的按期发电,填补了国内空白,并且在可靠性和灵敏性上优于苏联哈尔可夫工学院研制的短线路保护装置。当贺家李在华北电力设计院作研究报告时,得到包括苏联顾问在内的科技人员的高度评价。苏联顾问风趣的拍着他肩膀说“молодец“(俄语,意指“能干的小伙子”)。由于当时中国尚无发明奖励制度,因而贺家李被评为全国劳动模范。并作为天津市劳模代表参加了全国首届先进工作者代表大会,获劳动光荣奖章,受到毛泽东、刘少奇、朱德、周恩来等中央最高领导的接见,这是贺家李一生中最幸福的时刻。他随劳模队伍参加了首都1956年五一游行,劳模代表举着“劳动光荣”的大旗,走在最前面,接受检阅。“热烈庆祝五一国际劳动节!”、“劳动万岁!”等口号响彻云霄。至今,时过半个世纪,贺家李仍记忆犹新,将党和政府给予的教育和关心常记于心。当时天津大学电力系陈荫毂主任考虑到贺家李的卓越贡献,准备晋升他为副教授,他自己却没有同意,并且说:“我还年轻,学识还不够,对年轻人还是多锻炼几年好。”他觉得这样自己才心安。
2.持之以恒,勇攀科学高峰
1958年,贺家李被学校推荐报考了留苏预备生并被录取,由于他已熟悉了俄语,未经培训,年底即赴莫斯科动力学院研究生院学习,攻读副博士学位(相当于美国的Ph.D)。在那里,他跟随苏联电力系统继电保护首席权威,也是国际著名的电力系统继电保护专家A·M·费多谢也夫教授,研究输电线路高频保护。费多谢也夫教授时任苏联莫斯科动力学院继电保护教研室主任、苏联火电设计院继电保护处处长,他对自己的学生在理论分析和工程应用方面要求极严。当时正是“中苏友好”的黄金时代,苏联政府对中国留学生分外友好和照顾,费多谢也夫教授更是对贺家李器重有加,很多外籍人士甚至苏联学生都无法看到设计院、研究院的一些科技内部资料,贺家李凭着导师的介绍信就可以查阅,甚至可以参观当时还处于保密状态的世界上第一个核电站。
在导师的指导下,贺家李在苏联深入研究超高压输电线路高频保护,他每天去列宁图书馆翻阅大量资料,研究通信通道的特性,全面掌握各种纵联保护原理。同时,贺家李并不拘泥于导师的观点,他认为虽然纵联保护是输电线最理想的保护方式,但由于必须要有通信通道交换故障信息,因而受通道性能和可靠性的影响和制约。他提出了将输电线故障点产生的高频分量的某个频率段用两端阻波器阻挡并加以利用的方法实现无通道快速保护的设想。当他将自己的无通道保护设想告诉费多谢也夫教授时,教授对此非常好奇,问到:“你从哪里看来的?”,贺家李说:“是我自己想的”。因此费多谢也夫教授对贺家李勇于创新、敢于突破的科研能力和精神非常欣赏,并大力支持贺家李在该领域大干一场。要想利用阻波器实现将故障时高频分量进行阻挡和提取,并构成无通道保护的关键问题在于:设计在任何故障情况下能够阻挡某一频带的高频分量的阻波器。但由于故障高频分量的频率和大小与短路点位置、短路类型、故障时刻等多种因素有关。在当时没有电子计算机的条件下,贺家李利用手摇计算器进行大量计算,其工作量可想而知。苏联的冬天,白天的时间很短,因此贺家李不得不常常在夜里挑灯夜战,几个月下来,他的视力急剧下降。虽然阻波器的结构可以设计出来,但所需信号频率的幅值变化范围很大,当时的模拟式继电保护硬件无法可靠反应。他只好将这种无通道保护的思想提出来写在论文里。值得庆幸的是经过近五十年后,无通道保护的思想再次得到重视,并且国内外的学者进行了大量的研究工作,获得重大进展。相信在不久的将来,他最早想往的这种保护原理将成为超高压远距离输电线的主要保护方式。
随着时间的推移,苏联的大国沙文主义,使中苏关系恶化。在苏共二十二大会上意识形态的争论激烈,气氛紧张。以周总理为首的中共代表团力求维护团结,主张各国的政党平等,不能以大压小。为及时了解会外各方面反应,贺家李等留学生应邀紧急担任笔译工作,翻译各报纸社论和消息供代表团参考。会后,周总理亲切接见了这些留学生。总理语重心长的鼓励道:“不管发生什么事,都要安心学习,学好科学知识,报效祖国”。总理的嘱咐贺家李牢记在心,更加发奋苦读,他要为祖国的继电保护事业贡献力量。终于在1961年,他成功完成了自己的副博士学位论文——《650~750kV输电线幅相高频电流差动保护某些问题的研究》。而在当时,苏联最高电压等级只有400kV,我国关内最高电压等级仅仅110kV。在学位论文中,他提出了根据半导体PN结的结电容随反向电压大小变化的现象实现频率调制,为此他深入学习了半导体物理,为了比较三种调制方式的“潜在抗扰度”,深入学习了信息论。最后提出在载波通道的条件下,用抗扰度很强的频率调制传送电流的幅值,而用幅度调制的方法传送电流的相位,从而实现幅-相差动保护新原理。
贺家李在莫斯科与周总理合影
贺家李回国前,导师邀请他去家里作客,席间和教授的子女共同歌唱,在飘扬的歌声中,贺家李那颗年轻的心已经飞回了中国大地。就这样,贺家李带着沉甸甸的两箱书籍回到了祖国,从一个高的起点开始了他的科研和教学历程。可惜的是刚经过四年卓有成效的工作,在事业上可以大展才华的时候,文化大革命爆发。文革期间,有造反派指出贺家李从苏联回国时带来的两个大箱子里是否有“里通外国”的无线电台,殊不知那里装满的是他用省吃俭用节省下来的卢布买来的各种专业书籍资料。回国后的最初几年贺家李潜心完成了一些苏联继电保护专业书籍和资料的翻译工作,对我国继电保护规程的完善也有很大帮助。另外,他将自己在攻读博士期间研究的输电线路高频相差保护的改进原理和方法应用到了国内第一条330kV线路的高频相差保护当中,提出了提高长线路相差保护性能的四项新措施:发讯机远方启动、保护装置三相负序启动、两半波比相和频率调制。这些措施的前三项在国产的330kV线路的高频保护中得到应用,提高了保护的可靠性和动作速度。贺家李还将这种保护原理推广应用于三端线路,解决了三端线路上应用高频相差保护的难题。关于这一研究成果的论文发表在当年的《高等教育学报(自然科学版)》上。几年后,在苏联的分支线路高频相差保护中,贺家李提出的这种新原理也得到了应用。可惜的是刚经过四年卓越有效的工作,在事业上可以大展才华的时候,“文化大革命”爆发。期间,有造反派指出贺家李从苏联回国时带来的两个大箱子里是否有“里通外国”的无线电台,殊不知那里装满的是他用省吃俭用节省下来的卢布买来的各种专业书籍资料。
1973年,国家建设从甘肃向有色金属冶炼基地供电的220kV输电线路,该线路很长,除要求继电保护严格满足必要的指标外,更要求保护装置在输电线路两相运行时仍能可靠工作。受当时西北电力设计院的委托,贺家李全身心投入到这条输电线路继电保护装置的研制进程中,经过苦心钻研,他提出了“相电压补偿式方向元件”的原理和结构,实现了保护装置在两相运行状态下仍能正确反应故障,方向性强,伴随系统振荡时发生反向故障,且在任何过渡电阻下不误动。由他指导西北设计院等四个单位联合组成的科研组在天津大学经过一年的实验论证,研制出以此元件为基础的新型方向高频保护装置。1977年该保护装置投入实际运行,二十余年中多次正确动作,排除了线路上的重大故障,保证了我国有色金属工业基地的可靠供电,创造了巨大的经济效益,他也因此于1977年被天津市文教委员会破格提升为教授,而当年整个天津市被破格提升为教授的仅两人。1978年贺家李出席了第一次全国科学大会,获科学大会奖。
贺家李科研的步伐没有因为各项荣誉的纷至沓来而有丝毫停滞, 1978受北京电力设计院和华北电管局委托,他又承担起了研制大同到北京500kV输电线路高频保护的任务。他研制了以“相电压补偿式方向元件”为基础的用于500kV输电线的新型静态方向高频保护装置,并于1980年投入实际运行,性能优良,保证了该线路按期投产向首都送电。1984年,鉴于他在科研事业上的不懈追求与拼搏精神,贺家李再次被评为天津市劳动模范。在贺家李的生活和工作中,从来就没有节假日的概念。在研究相电压补偿方向元件过程中,他带领科研组在实验室进行上千次静模试验和数次动模试验,终于研制成功了国产第一套500kV输电线路的静态方向高频保护。1985年,水电部决定将这套国产保护装置与国外的几套保护装置同时运行在葛洲坝至武汉的500kV超高压输电线路上。这套装置运行二十多年,动作正确。而进口设备多次出现不正确动作。运行经验表明,贺家李科研组研发的保护装置由于符合我国电网的实际情况,运行特性一般优于国外产品。这套由贺家李领导研究、由南京自动化设备总厂生产的静态方向高频保护后来大量用于西北330kV输电系统和山西500kV电网,是80年代超高压线路快速保护的主流产品之一,给国家创造了巨大的经济效益和社会效益,1988年贺家李因此获得了水电部科技进步二等奖、国家科技进步三等奖。这些研究成果对改革开放初期电力工业和国民经济的发展都起到了积极的作用。
3.志存高远,开拓学科研究新方向
贺家李在科研工作中的出色表现,以及他诚恳待人,虚怀若谷的为人态度,使他在众多机构中担任学术要职。他曾长期担任国务院学位委员会电工学科组成员、国家教委科技委电工学科组成员、能源部电力类专业教材编审委员会副主任委员、中国电机工程学会常务理事、天津电力学会副理事长、天津市政协委员等职。在天津大学,他还是校务委员和学术委员会委员、同时担任天津大学电力及自动化研究所所长。繁重的社会工作占去了他很多时间,但他的心始终在学术研究上没有丝毫的松懈,为此他的工作时间一再延长。清晨中的北洋园、烈日下的教学楼、夜幕下的求是路,每天都一次次目送着贺家李往返于办公室与家之间。
能在和平年代为祖国建设添砖加瓦,见证了国家逐步繁荣昌盛,贺家李觉得自己所作的是何等的微不足道。他常记得小学课本上纪念黄花岗72烈士的诗:“天上的白云蔼蔼,地下的白骨长埋……”,无数为中华民族的伟大复兴献出宝贵生命的革命先烈奠定了中国发展的基石。在追忆前辈的思潮中,贺家李也在深深怀念他的父亲。他始终不忘父亲的谆谆教诲,感恩国家的大力培养,他甘愿为科学事业奉献终身,在艰难的科研道路上不断创新。
伴随着新中国改革开放的步伐,贺家李迎来了科研历程中的黄金时期。他已经是电力系统及其自动化学科领域的权威专家之一,但他从不墨守成规,更不拘泥于现有的科研思想与手段。1988年起,贺家李主持研究微机成套线路保护装置,多套微机保护装置长期运行在实际电力系统中,该项研究成果获1999年教育部科技进步二等奖。1986~1990年间,贺家李主持研究了“七五”国家科技攻关项目——输变电站主要设备的故障诊断,1991年该项目经国家验收,获部级荣誉证书。主持研究神经网络式距离保护,参加研究集成电路式保护,获国家教委科技进步二等奖。随着计算机网络的发展,为了简化变电站二次系统,节约大量并行电缆并提高系统效能和可靠性,贺家李于1992年在国内率先提出了保护、控制、测量、信号、数据通信一体化的概念:即用同一个微机装置同时实现这五种功能。变电站的这些微机一体化装置用计算机网络连接起来,再与调度联网。为此,1992~1993年贺家李获批研究一体化设备的博士点基金项目和国家自然科学基金项目各一项。而到了二十一世纪,随着光电互感器的研发与应用、以及光纤通信技术和网络技术的发展,国际电工委员会陆续颁布了数字化变电站自动化系统和通信网络的国际标准,由此派生出的广域保护和控制的思想都与贺家李早先提出的一体化装置思想不谋而合。他也一直力推实现“广域保护控制中心”作为智能电网的基础。
贺家李与俄罗斯教授讨论特高压
随着全国联网的进行、三峡电站的建设,贺家李指出大型电站及重要的超高压多回路母线故障对整个电网的安全可靠运行带来极大的威胁。为此他申请了以计算机网络为基础的并行处理自适应微机母线保护与控制的博士点基金项目,首次提出并研制了分布式母线保护原理与装置,并将有关学术成果在IEEE的学术会议和核心期刊上发表。从技术、经济等角度出发,分布式母线保护是电力系统母线保护发展的必然趋势。目前分布式母线保护装置在国际上已从学术研究领域走向工业应用,取得了良好的运行经验与发展。此外,贺家李注意到人工智能的发展及其在各领域的成功应用,他指导博士生尝试打破继电保护的传统观念,用人工智能方法使继电保护原理跳出传统模式取得新的进展,并于1999年成功完成了神经网络式继电保护的博士点基金项目。
鉴于贺家李在电力系统继电保护领域的卓越研究,以及他的多项研究成果为国际继电保护界所做出的贡献,俄罗斯圣彼得堡工程院于1999年选举贺家李为外籍院士。一年后的2000年,经俄罗斯工程院院士推荐、论文成果、评审和投票选举,贺家李当选俄罗斯工程院外籍院士,并由俄罗斯工程院副主席A·费道托夫教授亲临天津大学向贺家李颁发了外籍院士证书。
贺家李接受俄罗斯工程院外籍院士证书
我国的电力需求随着经济的快速发展而急剧上升,但我国用于发电的一次能源与电力负荷的地理分布很不均衡。贺家李在九十年代就提出:要解决21世纪国民经济发展的能源供应问题,必须要建设百万伏级特高压输电线路,实现西电东送。他提出了“特高压输电”的自然科学基金项目,但未能获得批准,理由是时机尚不成熟。由于前苏联是世界上唯一有特高压输电线路运行经验的国家,因此,贺家李在2001年邀请俄罗斯莫斯科动力学院的巴拉班诺夫教授来华进行了为期三个月的学术访问,就特高压相关领域研究进行深入探讨,正式在天津大学开辟特高压输电线路继电保护与过电压的研究领域。贺家李还邀请了国内各兄弟院校和科研院所的科研工作者,在天津大学听取了俄罗斯专家的经验介绍并进行了讨论。由于专家只能用俄语做报告,而当时的俄语翻译并不懂继电保护,无法准确表达其中的学术问题,此时贺家李亲自为俄罗斯专家进行现场翻译。那些日子里,年近八十的贺家李每天从早到晚,一字一句的对报告内容做现场翻译。期间遇到一些含混不清的概念,他就与俄罗斯专家现场讨论,探讨清楚了再细致的讲解给大家。由于每天的学术报告时间长、连续性强,贺家李时时保持着精神高度集中,一天下来,他经常感到头晕目眩,但他仍然坚持第二天继续翻译工作,令身边的教授、博士生、硕士生、工程师、包括俄罗斯专家等,无不为之动容。他还陪同俄罗斯专家到上海、北京作报告,并担任现场翻译。就在贺家李指导课题组在特高压保护控制领域初探时,国家经过多方论证,决定在西北建设750kV输电线路。这是我国电压等级向特高压领域迈进的重要一步。这更加坚定了贺家李在特高压系统的保护控制领域研究的决心和信心。
2002年,远在美国的女儿思念父母,于是贺家李及夫人赴美国西雅图探亲。贺家李鲜有与家人聚会的时间,因此美国之行应该使他和夫人得以轻松休闲,尽享天伦之乐。谁知贺家李自到美国起,就打听了西雅图的华盛顿州立大学的地址,每天乘公交车去该校图书馆查资料,他惊喜地发现,在华盛顿州立大学图书馆里可以看到鲜为国人所知的大量750kV及以上特高压输电的资料。因此,贺家李每天早出晚归,往返于女儿家和图书馆之间,中午就吃些自己带的食品,整整一天都泡在图书馆里。鉴于大学图书馆的规定,贺家李不可能将资料带回家慢慢研读,因此他只能自己亲自到图书馆,一边查阅,一边记录,一边总结。几个月下来,他的笔记和复印的资料已经厚厚一摞,结合自己在国内的研究基础,他在美国期间撰写了特高压输电线的特点及其保护与过电压控制的高水平论文。当贺家李将自己的学习笔记和论文发回天津大学时,课题组所有的研究人员都惊呆了,谁会料想远在美国度假的贺老师会在短时间内完成如此大的工作量,撰写如此高水平的论文。大家都在惊叹贺老师对新课题高深的学术认知的同时,更是对他一如既往,矢志不渝的钻研精神钦佩不已!贺家李撰写的两篇特高压输电系统保护和过电压控制的论文被国内核心刊物陆续发表,并在全国继电保护专业会议上作了750kV线路保护与过电压问题综述的报告,对特高压线路保护和过电压的研究起到了推动作用。一时间特高压保护和过电压控制的研究在国内各高校和科研院所轰轰烈烈的开展起来。
贺家李指出,特高压远距离输电线路具有电容电流很大、分布参数特性明显、过电压严重等特征,传统的继电保护原理应用于特高压输电线路时具有原理上的缺陷,这就给继电保护、控制领域带来新的难题与科研目标。他指导研究生在该领域进行研究,提出了完善的特高压输电线继电保护配置方案,并提出了百万伏级特高压输电线路的光纤电流差动保护新原理、分相电流相位差动保护、能量方向纵联保护新原理以及基于分布参数特性的距离保护新原理等。这些理论成果陆续在国内外核心学术刊物和国际会议上发表,引起了国内外学者的广泛关注,贺家李本人也多次受邀在国际、国内会议上做大会报告。另一方面,在国家电网公司和科研单位的积极推动下,国家在“十一五规划纲要”、“国家中长期科技发展规划纲要”中均明确指出“重点研究开发大容量远距离特高压交流输电技术与装备”。国家电网公司决定建设中国第一条1000kV特高压输电示范线路。这一重大决定无疑更加推进了特高压领域研究成果的产业化。国内权威继电保护研发制造企业和公司先后与贺家李课题组在特高压领域建立合作关系,逐步将理论成果推向实用化。在后续的科研过程中,贺家李课题组在特高压输电系统保护控制领域的研究又先后获得并成功完成两项国家自然科学基金项目。值得一提的是,在后续的这些科研项目中,贺家李都主动提拔年轻科研工作者,让青年人负责项目,自己在项目中担当“配角”,他常戏称自己是青年科研工作者的“后备保护”!而事实上:年过八旬的贺家李率先在国内开辟了特高压输电线路继电保护与过电压的研究领域,指出了方向,并身体力行,苦心钻研,为丰富中国继电保护理论宝库和特高压输电工程建设作出了卓越贡献。
2010年,中国电机学会与世界上最大的专业技术组织之一美国电气和电子工程师学会(IEEE)共同发起并创立了“顾毓琇电机工程奖”,旨在表彰在电力、电机系统工程及相关领域取得杰出成就的专业人士,这也是中国第一个国际工程奖。85岁高龄的贺家李教授成为获此殊荣的第一人。评审委员会对贺家李教授作出了“中国继电保护领域的最重要的先驱和权威”、“有着深远和持久影响力的具有献身精神的教育家”等重要评价。
贺家李在国网公司讲课
4.关注教育,为学科技术发展和人才培养殚精竭虑
除了在科研领域取得辉煌成就以外,贺家李的教育成果更是丰硕有加。他1962年起就开始招收并培养研究生,1981年被国务院学位委员会批准为首批博士生导师。是我国电力系统继电保护专业最早的奠基人和开拓者。培养了大批本科、硕士、博士、博士后、留学博士生、青年学术带头人等高级人才,对该专业的发展和技术人才培养起了重要作用。
贺家李指导叙利亚博士生
贺家李曾长期担任中国电力工程类专业教材编审委员会的副主任委员,讨论制订高等学校电力工程类专业的教学大纲、指导教材的编写。贺家李任主编撰写的教材《电力系统继电保护原理》与专著“超高压输电线故障分析与继电保护”分别获国家优秀教材奖和水电部电力优秀科技图书一等奖,其中《电力系统继电保护原理》一书是中国电力系统继电保护专业的权威教材,近乎所有高等学府毕业的本专业学生都是通过这本教材开始接触继电保护原理与技术的。2007年,由贺家李主编的这本书再次被列为“十一五”国家规划级教材,将再版发行。
贺家李曾受教育部研究生司委托主持开会制订了电力系统及其自动化专业硕士生第一个培养方案。80年代为电力部继电保护研究班主持教务并讲课。为促进国内高校在科研教育领域的广泛交流,贺家李在80年代初提出了定期在国内各高校轮流开展“专业学术年会”的想法,这个想法一经提出,得到了国内各高校的一致拥护。但关键问题是,如何向教育部申请召开并资助这样的学术会议,此时贺家李作为主要发起人,主动承担了这样一个艰巨的工作。在当时条件下经费异常困难,各高等学校的科研经费全部由教育部拨发,很难从企业部门得到资助。几经周折,向教育部计划司申请得到3000元会议经费资助。最后贺家李主动向天津大学校方提出报告,阐明学术年会对学科发展的重要意义后,经学校同意,贺家李可以动用自己专业的科研经费作为补充。终于在1985年,由贺家李发起并主持,邀请国内众多重点院校参与,在天津大学召开了第一届“全国高校电力系统及其自动化学术年会”。这个年会一直延续至今,成为该专业教师和博士生、硕士生重要的学术论坛。1989年,又是在贺家李的积极奔走努力下,创办《电力系统及其自动化学报》的申请,多次奔走后终于获得教育部和新闻出版总署的批准,并由他担任学报的编委会主任。学术年会、专业学报的创办,大大促进了电力系统及其自动化专业的学术水平。鉴于他毕生的辛勤耕耘和贡献,贺家李被中华教育基金会的许继奖教金授予特殊贡献奖。
90年代初,年逾古稀的贺家李又在思考另一个问题:随着计算机技术、通信技术的飞速发展,给继电保护原理与技术注入了新的活力,但现场技术工作人员的专业知识和技能很快老化,必须随着科技的发展不断更新和提高,才能保证电力系统的可靠运行。他四处奔波,积极筹划,终于得到电力部门的大力支持,于1997年在天津大学创办了“电力研究与培训中心”。贺家李亲自撰写多种授课教材,亲自讲课。给华北电网、山西、山东、内蒙等地电网的继电保护运行人员两千余人进行了系统培训和专题培训。他讲完课他还主动留下自己的电话和邮箱地址,以便日后随时联系并进行讨论。学员们对他这种诲人不倦的精神给予了高度评价。但也有人对此不理解,包括他的子女,认为贺先生这么大岁数,这么高的威望,该享享清福了,何必亲自上讲台讲课?他说:“过了古稀之年,还能上讲台,是人生最大的幸福!”。他把讲课的酬金大部分都默默捐给了天津大学的“北洋励学金”。而他为此付出的辛劳和努力,多半并不为人所知。
贺家李常说:“人生也有涯,而知也无涯”,是以直到老年仍孜孜好学,手不释卷。至今,他仍然没有节假日的概念,他记不清寒假、暑假的起止日期,忘掉“星期天”,更不知“礼拜六”。他说:“我什么都不缺,就缺时间”。节约每一分钟时间,用在科研和教学上。贺家李教授一生热爱电力系统继电保护事业,勤勤恳恳,孜孜不倦。其治学精神做到了“苟日新,日日新,又日新”。而他的人生修养更是永葆年轻单纯,他一向严于律己、宽以待人。贺先生的品德风貌,尽显大师风范,受到师生敬仰。
(整理自:二十世纪知名科学家概览-贺家李,李斌编写)