Um eine solide Stromversorgungsbarriere aufzubauen, „rennt“ er gegen Katastrophen!

Viele Menschen haben dieses Bild schon einmal gesehen: Elektriker, die an Stromleitungen Hunderte Meter über dem Boden hängend unter Spannung arbeiten. Jedes Mal, wenn dies geschah, flog eine Gruppe Elstern mitten in der Luft vorbei. Von unten betrachtet schienen die tief fliegenden Elstern größer als die hoch oben arbeitenden Gestalten. In Jiangsu, einer Provinz mit hohem Stromverbrauch in meinem Land, sind solche Szenen noch häufiger. Die ±800-kV-Jiansu-Leitung, eine Ultrahochspannungsleitung auf ihrem Gebiet, ist die „Hauptschlagader“ des „West-Ost-Stromübertragungs“-Projekts meines Landes. Das Wasser des Jinsha-Flusses, der von Baihetan herabstürzt, bringt starken Strom mit sich, der über die 2.080 Kilometer lange UHV-Jiansu-Leitung nach Jiangsu fließt und den Menschen des Landes eine stetige Versorgung mit sauberer Energie bietet.

Obwohl die Hohai-Universität ziemlich weit entfernt liegt, gehören beide Universitäten zu Jiangsu und teilen die gleiche Verantwortung, der Welt zu dienen. Gemeinsam haben sie auf dem Weg der Entwicklung Berge und Flüsse überquert, sengende Sommer und kalte Winter erlebt und sehnen sich auch nach einem reibungslosen Weg. Erstere praktizieren, letztere betreiben Forschung und tragen die schwere Verantwortung, die Stromversorgungsprobleme von mehr als einer Milliarde Menschen zu lösen.

▲Wang Chong (vierter von links) macht ein Gruppenfoto mit Studierenden der Forschungsgruppe

Sobald Probleme oder Ausfälle im Stromnetz auftreten, müssen diese umgehend behoben werden, da sonst mit unermesslichen wirtschaftlichen Verlusten und sozialen Folgen zu rechnen ist. In den letzten Jahren hat jedoch die Häufigkeit extremer Wetterereignisse weiter zugenommen, und auch die daraus resultierenden Stromausfälle im Stromnetz haben zugenommen, was eine ernsthafte Bedrohung für den sicheren und stabilen Betrieb des Stromnetzes darstellt. Dies ist eine ‚Katastrophe‘ für das Stromnetz und eine Bewährungsprobe für uns.“ Wang Chong, ein junger Professor an der Fakultät für Energie- und Elektrotechnik der Hohai-Universität, ist seit vielen Jahren an vorderster Front der Energieforschung verwurzelt und hat viel Erfahrung und Erkenntnisse gesammelt. Die große Verantwortung für den Betrieb und die Wartung der Stromversorgung wurde von den Vorgängern auf die Schultern der herangewachsenen jungen Generation von Wissenschaftlern übertragen.

„Forschungsrichtungen, die Taifune mit sich bringen“

Ein Internetnutzer stellte einmal in einem ausländischen Forum eine Frage: Stimmt es, dass in China das ganze Jahr über rund um die Uhr eine Stromversorgung besteht? In den Augen der Chinesen ist dies beinahe zu einer grundlegenden Garantie für das tägliche Leben geworden, in den Augen anderer ist es jedoch zu einer Frage geworden, die einer näheren Untersuchung bedarf und im Internet eine Zeit lang hitzige Diskussionen ausgelöst hat. Der grundlegende Grund dafür liegt darin, dass die Sicherstellung der Stromversorgung von mehr als einer Milliarde Menschen keine leichte Aufgabe ist und viel Schweiß und harte Arbeit erfordert.

Vor 2014 waren die Vereinigten Staaten der weltweit größte Stromexporteur und saßen seit mehr als hundert Jahren auf diesem „Thron“. In der Vergangenheit verfügten die USA über große technologische Vorteile und eine beherrschende Stellung bei der Stromerzeugung, und viele Länder waren bei der Stromversorgung auf sie angewiesen. Nach Überschreiten dieser „Wasserscheide“ der Zeit änderte sich die Situation jedoch. Im Jahr 2001 war der Stromverbrauch meines Landes enorm, doch die Technologie war noch dabei, aufzuholen, während die Wirtschaft in eine goldene Phase rasanter Entwicklung eintrat. Wenn eine Branche größere Durchbrüche oder Fortschritte erzielen möchte, kann sie nicht ohne ausreichende Unterstützung durch die Stromversorgung auskommen. Um die wirtschaftliche Entwicklung zu unterstützen und gleichzeitig den Lebensunterhalt der Menschen zu sichern und zu sichern, überwinden die Fachkräfte im Energiesektor weiterhin Schwierigkeiten und verbessern ihre Fähigkeiten. Im Jahr 2006 trat die UHV-Technologie meines Landes in die Testphase ein. Im Jahr 2014 gelang der UHV-Technologie ein innovativer Durchbruch, der nicht nur die Hegemonie der Vereinigten Staaten im Elektrizitätsbereich brach, sondern auch zu einer neuen nationalen Visitenkarte für mein Land wurde und aufgrund seiner herausragenden Leistung sogar einen neuen internationalen Standard schuf. Dies veränderte nicht nur die Wettbewerbssituation zwischen den Großmächten auf Energieebene, sondern führte auch zu einer stärkeren und positiveren Überzeugung von Wang Chong, der zu diesem Zeitpunkt bereits sein Doktoratsstudium begann.

Als Wang Chong die Aufnahmeprüfung für die Universität ablegte, war die Elektrizitätswirtschaft noch nicht eines der beliebtesten Studienfächer auf der Freiwilligenliste, doch aufgrund seiner Liebe zur Physik und seiner Neugier auf „Elektrizität“, eine unsichtbare, aber kraftvolle Substanz, entschied er sich entschlossen für das Hauptfach Elektrotechnik an der Hohai-Universität. Diese anhaltende Leidenschaft trieb ihn dazu, seine sieben Jahre des Grund- und Aufbaustudiums an der Hohai-Universität mit fleißigem Lernen und engagierter Praxis zu füllen. Während dieser Zeit vergaß er nie seine ursprüngliche Absicht: „Mein berufliches Ziel ist es, dafür zu sorgen, dass jeder Verbraucher sicher und wirtschaftlich mit Strom versorgt wird.“

Daher schätzte Wang Chong die Möglichkeit, an der Universität von Hongkong zu studieren, sehr, doch die Schwierigkeit, eine Forschungsrichtung zu wählen, bereitete ihm auch eine Zeit lang Kopfzerbrechen. „Die Elektroenergie ist vielseitig und umfasst ein breites Spektrum an Forschungsthemen. Als ich in die Schule kam, wusste ich noch nicht, welchen Weg ich einschlagen sollte, um meine Ideale zu verwirklichen.“ Daher wurde das Lesen von Zeitungen und Anhören von Berichten zu seiner Lieblingsbeschäftigung und er wollte seinen Kurs schnell in der Bücherwelt verankern. Doch unerwarteterweise sei „der Weg vor uns unklar und der Taifun kommt zuerst.“ Da Hongkong an der Südostküste meines Landes liegt, wird es fast jeden Sommer von mehreren heftigen Taifunen heimgesucht. Dies stellt nicht nur eine Herausforderung für die Anwohner dar, sondern führt auch zu erheblichen Problemen beim Stromverbrauch der Haushalte. Bei einem Treffen einer akademischen Gruppe klärte Wang Chongs Doktorvater, Professor Hou Yunhe, den jungen Mann, der im Nebel umherging, mit einem Wort auf: „Können die Auswirkungen extremer Wetterkatastrophen, einschließlich Taifunen, auf das Stromnetz in die Forschung einbezogen werden?“ Das Gefühl der plötzlichen Erleuchtung, nachdem sich der Nebel gelichtet hatte, umhüllte Wang Chong für eine Weile und weckte auch sein Interesse tief in seinem Herzen. „Es wäre großartig, wenn ich das Gelernte nutzen könnte, um Menschen in meinem Umfeld bei der Lösung echter Probleme im Leben zu helfen.“ Plötzlich hatte er das Gefühl, die wahre Bedeutung wissenschaftlicher Forschung ergründet zu haben.

Seitdem widmet sich Wang Chong der Forschung zur Resilienz/Widerstandsfähigkeit von Energiesystemen. Ausgehend von dem Dringlichkeitsbewusstsein und dem Verantwortungsbewusstsein, „immer besorgt“ zu sein, hat er zahlreiche Maßnahmen ergriffen und ist bestens darauf vorbereitet, verschiedene taifunresistente Stromversorgungstechnologien zu entwickeln. In der Zeit zwischen seiner Promotion und seiner Postdoc-Zeit an der Iowa State University in den USA nahm er an Forschungsprojekten wie dem Hong Kong Funding Council Project, dem United States Electric Power Research Institute Project, dem United States Department of Energy Project und dem United States National Science Foundation Project teil und sammelte umfangreiche praktische Erfahrungen.

Wang Chong sagte jedoch, dass neben diesen messbaren Ergebnissen der größte Gewinn für ihn in seiner akademischen Karriere die Erkenntnis gewesen sei, dass wissenschaftliche Forschung „gut im aktiven Entdecken“ und „gut im aktiven Denken“ erfordere. „Im wirklichen Leben können viele Probleme nur gelöst werden, indem man über die Phänomene hinausblickt und die Probleme aktiv entdeckt und darüber nachdenkt.“ So wie sein Mentor ein guter Denker war, ist ihm das Beispiel seiner Worte, mit denen er den Weg für die wissenschaftliche Forschung ebnete, noch heute in Erinnerung. „Heute denke ich oft darüber nach, warum mir diese Wahrheiten am Anfang nicht klar waren. Darin spiegelt sich indirekt auch die Bedeutung dieser beiden Fähigkeiten für Forscher wider.“ Die Entfernung ist noch weit und der Weg noch lang. Wang Chongs strenge Ansprüche an sich selbst bestehen weiterhin darin, stets „gut im aktiven Entdecken“ und „gut im aktiven Denken“ zu sein, und dies ist auch seine ernsthafte Erwartung an zukünftige technologische Durchbrüche.

„Beim Laufen über Branchenthemen nachdenken“

Neben der wissenschaftlichen Forschung liebt Wang Chong das Laufen. In den Augen anderer scheint es sich lediglich um einen dynamischen Prozess mit dem Pfeifen des Windes in den Ohren zu handeln, doch der tropfende Schweiß lässt ihn den Wert harter Arbeit spüren und kann auch den Arbeitsdruck lindern, bis sein Geist sich beruhigt und seine Gedanken wieder zur Ruhe kommen. Im Jahr 2018 kehrte er an seine Alma Mater zurück, bereit, mit neuem Look und guter Laune ein neues Kapitel seiner Karriere aufzuschlagen. Zu dieser Zeit wurde der Wettlauf gegen die Katastrophen immer dringlicher. Im Jahr 2005 verursachte der Taifun „Davi“ schwere Schäden an der Stromversorgung des Stromnetzes in der Provinz Hainan in meinem Land, was zu einem seltenen großflächigen Stromausfall führte. 2014 zerstörte der Taifun „Seagull“ das Stromnetz in Teilen Südchinas und betraf mehr als 4 Millionen Nutzer. in den letzten Jahren hat die Häufigkeit extremer Katastrophen allmählich zugenommen... Viele Länder und internationale Organisationen haben wichtige Jahresberichte oder Weißbücher herausgegeben, aus denen hervorgeht, dass das Energiesystem im Umgang mit extremen Katastrophenereignissen über ausreichende Flexibilität/Widerstandsfähigkeit verfügen muss. All diese Dinge bereiteten Wang Chong, der in der Branche tätig war, Sorgen und er spürte auch, dass die Verantwortung auf seinen Schultern immer schwerer geworden war.

Daher haben wir den „Rückenwind“ des Vorschlags der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission aus dem Jahr 2015 genutzt, „die Energieverbundnetze zu stärken und die Optimierung und Komplementarität mehrerer Energiequellen zu fördern“, sowie den weiteren Vorschlag, im darauf folgenden Jahr Leitmeinungen zum vernetzten Energieversorgungssystem herauszugeben. Wang Chong erkannte, dass ein Schlüsselmerkmal des neuen Energiesystems die umfassende Energiekomplementarität ist. Infolgedessen leitete er das Team bei der aktiven Planung und Einführung des Jugendprojekts „Forschung zu Resilienzstrategien integrierter Energiesysteme für Strom und Erdgas bei extremen Wetterereignissen“ der National Natural Science Foundation. Im Rahmen des Projekts konstruierte er auf innovative Weise ein nicht parametergesteuertes elastisches Evolutionsmodellsystem und eine vollprozessbasierte elastische Optimierungsplanungsstrategie, die durch Zufallszustände gesteuert wird. Damit löste er die schwierigen Probleme der Koordination der Zufälligkeit der Evolution mit der Universalität des Modells sowie die Schwierigkeit, die Komplexität der Entscheidungsfindung mit der Effizienz der Strategie zu koordinieren.

Beim Aufbau einer Strategie zur elastischen Systemplanung erkannte Wang Chong, dass die Ermittlung des Systemstatus eine wichtige Voraussetzung für den Aufbau einer elastischen Strategie ist. Extreme Katastrophenereignisse können zu großflächigen Ausfällen von Informationsnetzwerken führen, wodurch sich die Ausfälle von Informationsnetzwerken vom herkömmlichen „kleinen Bereich, einzelner Punkt“ zu „großen Bereich, mehrere Punkte und Oberflächen“ ändern. Wenn Informationen in einigen Bereichen nicht beobachtbar sind, können herkömmliche Methoden zur Zustandswahrnehmung nicht direkt verwendet werden, was dazu führt, dass der Gesamtbetriebsstatus des Systems nicht direkt ermittelt werden kann. Der Betriebszustand des Systems ist die Grundlage für den Aufbau einer Strategie zur Systemresilienz. Daher stellen die durch extreme Katastrophen verursachten „in einigen Bereichen nicht beobachtbaren Informationen“ eine große Herausforderung für den Aufbau einer Strategie zur Systemresilienz dar. Daher bewarb er sich auf Grundlage des Youth Fund-Projekts erneut erfolgreich um das allgemeine Projekt „Forschung zu staatlich gesteuerten Resilienzstrategien für Wechselstrom- und Gleichstrom-Erdgassysteme unter teilweiser Unbeobachtbarkeit“ der National Natural Science Foundation of China.

Darüber hinaus sind sowohl „Echtzeitmaßnahmen zur Verbesserung der Systemresilienz aus der Perspektive physischer Systeme“ als auch „Echtzeitmaßnahmen zur Verbesserung der Systemresilienz aus der Perspektive von Informationsnetzwerksystemen“ Mikrokosmen von Wang Chongs „Wettlauf“ gegen Katastrophen und dem Aufbau einer soliden Stromversorgungsbarriere. Er hat nie aufgehört. Er sagte, er werde auch in Zukunft intensiv an der Erforschung des hohen Anteils erneuerbarer Energien, der integrierten Energieversorgung mehrerer Energieträger sowie der hohen Belastbarkeit und der Sicherheits- und Zuverlässigkeitsmerkmale neuer Energiesysteme arbeiten und dabei die bereichsübergreifende Perspektive von Energiesystemen, integrierten Energiesystemen, der Theorie der stochastischen Entscheidungsfindung, Methoden der künstlichen Intelligenz usw. nutzen, um die Schlüsseltechnologien neuer Energiesysteme unter informationsphysikalischer Fusion und einem hohen Anteil leistungselektronischer Merkmale zu knacken, damit gut vernetzte Schaltkreise nicht nur rechtzeitige Hilfe bei der Bekämpfung von Sturmkatastrophen bieten, sondern auch das i-Tüpfelchen auf dem i für ein wohlhabendes Leben der Menschen darstellen können.