方斯顿：开辟综合能源系统应用新赛道

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方斯顿，重庆大学电气工程学院教授，博士研究生导师，国家高层次青年人才，重庆市青年科技领军人才协会会员，主要从事能源-交通融合的研究工作，相关成果第一作者发表高水平论文40余篇。他先后4次获IEEE PES年会最佳论文等奖励，3次受邀在IEEE IECON等国际会议上就移动储能应用、港口微电网和海洋交通综合能源系统进行专题讲座，4次担任IEEE IECON等国际会议分会场主席，研讨主题包括“电气化交通与智能电网”“离岸新能源接入与港口微电网”“综合能源系统柔性资源规划与运行”等。

方斯顿（中）荣获中国新发展奖。（受访者供图）

2020年9月22日，中国在第75届联合国大会上正式提出2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的目标。看到这则新闻时，重庆大学电气工程学院教授方斯顿还在香港中文大学从事博士后研究，方向正是综合能源系统多能互补技术和应用研究。

“‘双碳’目标解决的不仅仅是气候变化问题，而是涉及能源安全、能源转型、产业转型、科技创新，以及发展方式转变等事关我国高质量发展的一系列重大问题。因此，我们每个人都不可能置之度外，这不是别人要我们做，而是我们必须要做，必须要做好的事。”方斯顿说。作为综合能源系统多能互补技术和应用的探索者，方斯顿期待从提高综合能源利用率的角度，为我国实现双碳目标贡献自己的绵薄之力。

立志 服务“双碳”目标

早在大学时期，方斯顿便立志在电力系统研究中闯出一片天地。在推免直博后，身处能源学科的方斯顿很快找准了自己的研究方向。“在全球变暖的趋势下，能源行业经过多年的粗犷式发展，必须要走到节能减排这一步。”方斯顿感叹道。方斯顿最初的研究方向重点是围绕海洋交通系统展开的，这与他在新加坡和中国香港做博士后经历紧密相关。

2021年，而立之年的方斯顿回到重庆大学任教，同年入选国家高层次青年人才项目。回到重庆后，他的研究方向从海洋交通系统拓展到工业、服务业等多个领域。

方斯顿形象地将他的研究工作比喻为全科医生。“我们在外面看到的输电线路、电压器，还有开关设备等，这些大的设备里面都有一个能量的存储装置，这其中储能的余量多少，一旦发生故障引起电力系统大面积的停电后，能否利用其他的能源比如天然气等通过介质转换来实现不间断供电，这是我们正在研究的事”。细分下来，方斯顿的研究聚焦于探究高温、高湿、盐雾、振动等极端环境对储能设备的劣化影响；研发多种能源之间在信息层沟通传输的介质，进而实现电能、天然气、余热等多能源的互补转化，提升能源的综合利用率。

依托重庆大学的输配电装备技术全国重点实验室，方斯顿和他的“能源-交通”融合研究团队可以模拟户外的真实环境，研究酸雨、酸雾、冰、雪、雨等极端天气对储能设备的影响，但这对于解决综合能源系统整体效益和安全运行水平还远远不够。

积累 做问题解决者

“工程学科永远都是以问题为导向的，有问题我们就去研究，肯定会找到解决方案，没有最优的解决方案，那就有次优的解决方案。”直面挑战，迎难而上，方斯顿面对问题时展现出的坚韧态度令人敬佩。针对综合能源系统整体效益和安全运行水平难以保障的瓶颈问题，方斯顿和团队一起建设了综合能源系统数字物理仿真平台，支持从综合能源装备、物理系统到信息物理融合的科学探索和技术研发，由此实现从装备效率到系统效益的提升，服务未来城市能源基础设施。

“我一直坚信在家里闭门造车是做不出好的研究的。当你遇到瓶颈的时候，一定要出去走一走，这样不仅能够缓解你的压力，还可以给你带来很多新的灵感。”方斯顿说。身处交叉学科领域，研究之余，方斯顿时常会作为嘉宾参与能源、交通领域的论坛和沙龙，一方面他是希望不断汲取最新的科技成果，然后把它融入自己的研究体系当中。另一方面，他也渴望通过分享自己的学术研究，与更多的龙头企业、研究机构展开深入合作交流，在实践中检验研究成果，真正服务于社会，实现自己的价值。目前，他和团队已经就冰灾与干旱条件下电网的多能互补韧性提升、农牧业生物质多能互补与电网互动、高耗能工业多能互补开展了深入研究。

突破 项目开展初见成效

2022年8月1日，全球知名学术机构施普林格·自然为表彰中国学者对于推动联合国可持续发展目标所做出的重要研究贡献，宣布授予10部英文学术图书“中国新发展奖”。方斯顿撰写的英文学术专著《基于优化的多能源海上电网能源管理》作为能源领域唯一代表获此殊荣。

这只是方斯顿在综合能源技术及其应用方面做出的贡献之一。回到重庆短短两年，方斯顿先后为营口市港口绿色车辆调度、云南楚雄州直流换流阀余热利用与示范应用、新疆机场综合能源系统运用等多个项目开展精准节能减排提供服务。

营口市港口绿色车辆调度项目是方斯顿团队在去年承接的咨询项目，看似简单的更换车辆的小事，这其中可有不少难题。“港口为单利益主体，无法通过价格激励的方式对港口汽车进行引导，为了达到节能减排的目的，我们考虑通过分层的方式解决港口绿色车辆的调度问题。”方斯顿介绍。

方斯顿和团队成员将问题分解为车辆与任务的匹配、车辆与工作人员的匹配后，进一步提出了港口车辆调度优化方法。基于此研究，方斯顿带领团队做了相关改进，一方面是考虑利用车队代替单个车辆进行货物转运以此降低能耗，另一方面则是将氢电之间高效转化的能源装备考虑在内。除此之外，方斯顿提到，目前的研究是基于信息没有任何延时与丢失的假设，要想将港口车辆调度的方案最终落地实现，还需要将信息系统与物理系统结合起来，这也是团队下一步研究的主要方向。

随着社会发展对能源需求的增加，实现电、气、冷、热等多种能源互补和协调利用，将会是未来能源供给和能源建设的重要方式之一，方斯顿有信心也有能力带领团队为推动我国“双碳”目标的实现，做出应有的贡献。（记者 刘树梅）