探索者|赵健:用科创守护“万家灯火”,助力电网数字化转型
青年报·青春上海记者 陈泳均/文 受访者/图
电网,一张遍布全国城乡的巨型脉络,支撑着千家万户的光明与城市的平稳运转。璀璨夜色、万家灯火的背后,藏着上海电力大学90后博导赵健教授及其团队十余年的坚守与探索,专注于智能配用电、电网图计算、电力大模型等领域。赵健带领团队走出实验室,常年奔赴村镇一线,背着近20斤的手持核查设备跋山涉水,日均3万步数核验电网脉络。历经无数日夜攻坚,完成了拓扑识别技术从理论创新到全国14省的实践落地,守护“万家灯火”。

深耕溯源
打造电网故障的“透视仪”和“导航图”
“现在村里各家各户几乎不断电,就算出问题也马上就修好。”家住杭州富阳的村民陆先生感慨道。不少村民只感慨用电越来越稳定,却并不知晓这便捷的背后,离不开赵健团队探索的配电网拓扑识别、户变关系识别技术等标志性成果。技术落地乡村后,用电体验发生了翻天覆地的变化,过去线路出现故障,村民往往要停电近两小时才能恢复供电,如今短短一分钟甚至更快就能恢复正常用电。
这两项堪称配电网的“智能透视仪”与“数字导航图”的成果,彻底改变了传统的电网运维模式。以往基层电力人员需人工翻阅海量老旧台账、徒步逐段摸排线路,耗时费力且准确率低;如今依托智能算法,可自动厘清线路、变压器与居民用户的精准关联,让杂乱模糊的电网脉络清晰可视。技术落地后,故障抢修效率提升80%,原本村镇复杂线路需要整整一个月排查的隐患,现在仅需数十秒就能在系统中精准定位,有力地推动了配电网数字化转型。
2018年,赵健团队启动拓扑识别研究,所谓拓扑识别是指从数据或空间中自动提取和识别拓扑特征的过程,而灵感源于与一次跨界交流。“我们发现,蛋白质分子设计的方法论,与电网图形识别有着异曲同工之妙。”2020年,相关论文发表于领域顶刊,随后一次与国网杭州公司的结识,让研究转向更具体的户变关系识别,团队聚焦电力故障现场最棘手的户变连接错误、线损异常难题,将研究精准落地到户变关系识别场景,让科研真正贴合产业需求。
跋山涉水
日均三万步打磨硬核成果
2019年到2022年,这项研究经历了从实验室到全国推广的跨越。亮眼的技术成果背后,是团队常年扎根一线、跋山涉水的艰辛付出。
为让算法贴合各地电网实际、适配不同场景,团队常年保持高强度出差节奏,高频往返于各地供电局与野外线路现场。为消除一线供电所对新技术既欢迎又有所顾虑的心态,赵健带领团队进驻杭州富阳开展驻点攻坚。当地辖区配网线路历经数十年更迭,部分深埋地下、部分穿梭于山野灌木丛与池塘之间,走线错综复杂、溯源核查难度极大。团队成员每日背负近20斤的手持核查设备,穿梭在乡村泥地、砂石路与荒草之中,大量点位车辆无法抵达,只能徒步前行,日均步数高达三万步。跨河道、踏泥泞、穿灌木是工作常态,雨雪过后鞋袜沾上泥水、长期负重导致肩膀磨红脱皮,都是团队的日常。

赵健(左四)
白天,赵健带领团队成员对上百个配电网节点、城乡台区、入户线路两端进行实地核验,逐条核对拓扑连接关系。深夜,团队成员虽然一身疲惫,继续伏案梳理台账,从十几年甚至二十年前的老旧纸质档案、海量电子数据中,梳理线路变更痕迹,加班至深夜十二点已是常态,在身体与脑力的双重疲惫中反复校验算法精度。
长期奔赴一线,团队早已习惯艰苦环境,谈及过往攻坚的艰辛,赵健很少提及,只记得当时一线电力工作者看到现场核验准确的眼神。“印象最深的是,一线电力工作者和我们现场核验时,惊讶于我们技术的准确率,当时眼睛都睁大了。”
在无数次的现场数据比对中,一个关键突破口逐渐浮现,赵健带领团队提出“线损撤出率”指标。所谓线损是指电能输送途中产生的电量损耗,看似与百姓无关,但线损异常会抬高整体供电成本并间接转嫁。同时,线损异常也是电网故障的预警信号,易损毁电力设备、干扰用电与生产。治理线损异常,既能为企业节约运营成本,也能保障居民用电安全、稳定生产生活秩序。
基于此和现场的经验,赵健将“线损撤出率”这一经验融入算法,最终攻克技术难关。2022年,该技术成功部署于国家电网“电网一张图”平台,覆盖14个省份,现场排查准确率近乎100%,拓扑现场排查准确率近100%。对市民而言,这双高准确率带来的最大的变化就是停电概率大幅减少。正因此,该技术被业内人称为“成熟经验应尽快推广”。如今,这项技术已延伸至电动汽车、光伏接入场景,在上海金山等地持续迭代。在赵健的科研生涯里,在Cell子刊、IEEE汇刊等国际权威期刊发表论文60余篇,30余项国家发明专利,都在服务国家电网“大国重器”。
教学育人
让青年学子站在电力行业前沿
“研究生培养不仅是教技术,更是塑格局。”作为导师,赵健的育人理念独具特色。他打破“闭门造车”的科研模式,将一线资源转化为教学素材。“我带学生跑现场,和一线工作人员交流,是让他们亲眼看到电网的真实运行逻辑。在电网现场,能发现实际存在的问题,比如分布式光伏大量接入的某片区域,光伏一旦满发后,电压会越上限,会影响到何种程度,带来哪些问题,都可以成为研究问题的来源。”
课堂上,赵健从不局限于知识点灌输。“我会告诉学生,电网的过去是什么,现在面临什么挑战,未来会走向何方。”他鼓励学生走出校园。身为中国科学院一区期刊PCMPS编委,无论是中科院的讲座,还是行业学术会议,都成为研究生学生的“第二课堂”。“有次上交大有行业顶尖讲座,很有含金量,我会安排研究生全程旁听,回来后一起研讨。”这种开放的培养模式,让学生始终站在电网领域前沿。
采访中,赵健反复提及“信心培养”。“我们的学生几乎都能进入国家电网,但我希望他们不满足于‘好就业’,而是立志成为行业专家、核心骨干。” 他通过微信随时提问、面对面深度研讨,引导学生将一线问题转化为科研课题。在他的指导下,学生们逐渐养成“问题导向” 的科研思维。赵健举例道,一位毕业生入职国家电网地区分公司后,在公司领导的支持下,引入配电网拓扑和户变关系识别技术等技术。通过快速定位线路状态、理清用户关联,从而高效化解隐患的效果,达到保障新能源汽车配电网络安全的效果。
科创夺冠
让青春智慧闪耀挑战赛场
2023年,第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中,赵健指导的硕士研究生团队完成的项目《电网经络诊断——新型配电网拓扑自动辨识系统》斩获全国一等奖。值得一提的是,这项荣誉源于长达五年的技术积累。“我们不是为了参赛而准备,而是研究做到一定阶段,自然形成了参赛成果。”赵健的话语中,透着“水到渠成”的从容。

赵健(左六)
这项以户变关系识别技术为核心的参赛作品,凝聚着团队的心血与智慧。从2018年的技术雏形到2022年的全国部署,再到2023年的赛事打磨,学生们参与其中。“科创赛事是绝佳的练兵场。”赵健认为,5 分钟的路演汇报考验的是系统性表达能力:“要把问题来源、解决方案、实践成效讲清楚,让行业专家认可,这对学生是极大的锻炼。”
备赛期间,赵健用提问来抽丝剥茧,引导学生梳理思路,比如创新技术源于何种现实问题、为何急需解决、技术价值在哪、落地效果如何、业界评价怎样。在一步步提问中,他带着学生回忆往日跋山涉水走访村镇、深入配电站推广验证技术的一线经历,帮助学生梳理答辩的关键。“我们不仅要展示算法的先进性,更要讲明白它如何降低运维成本、保障供电稳定。”他陪着学生逐字斟酌演讲稿,反复模拟答辩场景,将实验室里的技术语言转化为通俗易懂的行业表达。最终,项目凭借“从实践中来、到实践中去”的鲜明特色,在众多参赛作品中脱颖而出。
“科创育人的核心,是让学生成为舞台主角。”赵健感慨道,“他们既要能攻克技术难关,又要能清晰表达成果,这种综合能力,是课堂上教不出来的。”如今,获奖团队的核心成员已扎根国网各地公司,将竞赛成果进一步转化为现场应用,让青年智慧在电网一线持续发光。
从拓扑识别到电力大模型,从实验室到全国赛场,赵健的探索之路始终与国家能源战略同频共振。“电网智能化转型的浪潮中,还有不少难题等待破解。我希望带着学生们,在电网的图谱上,继续绘制更精彩的科技篇章。”
青年报·青春上海记者 陈泳均/文 受访者/图
编辑:李宇婷
来源:青春上海News—24小时青年报
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