“我做的東西并不高深。”4月29日，記者見到湖南大學電氣與信息工程學院儀器科學與技術系主任姚文軒時，他謙虛地說。

這位33歲的年輕教授試圖用通俗易懂的話解釋他“不高深”的研究。

“電氣測量、廣域感知、智能儀器是我主要研究的3個方向。簡單點說，我做的就是給電網裝個‘眼睛’，讓它把監測到的電網狀態反饋給我，而我就好比是個電網‘醫生’。”姚文軒說。

給電網做“心電圖”

在姚文軒實驗室的案臺上，擺著一些大小不一的“盒子”，“盒子”一頭連著墻上的電源插座，一頭連著幾個顯示器。通電后，顯示器上呈現出不規律的波形圖。

“這是我們給電網做的‘心電圖’。”姚文軒介紹，這些“盒子”便是團隊設計的電網測量設備，設備將搜集到的電信號轉化成可視化的波形圖，他們就能判斷電網狀態。

電網的頻率、相位、幅值、電能質量……這些參數是否在“健康”的閾值內，姚文軒一眼就能看出。

“電氣參數測量是確保智能電網完全、穩定、經濟運行的前提和關鍵。通過實時精確的監測，才能及時發現問題，快速還原事故并進行控制。”他說。

設計出高精度的電網監測設備，做電網“醫生”，需“軟硬兼施”。姚文軒稱，在軟件方面，吃“老本”可不行，必須不斷“充電”，學習使用最新算法；硬件方面，通過更加合理的電路設計，努力讓設備變得更快速、更精準、更便捷。

2018年，在國外攻讀博士期間，姚文軒主持研制了基于移動設備的新一代電力系統廣域同步測量裝置，可在手機等移動端實現快速測量功能，其“即插即用”特點有助于同步相量裝置的高密度部署與電力系統觀測性提升。

回國之后，他結合5G等新型通訊技術，帶領現在的團隊對測量裝置進行進一步更新和優化。“比如以前測量還需要通過數據線連接手機和設備，現在我們已經可以做到無線連接了。”他介紹。

“碰到問題是好事”

精度是電網監測的生命。高精度的同步監測設備不是一日做成的。為此，姚文軒和團隊費了不少功夫。

實驗室的學生一邊遞過來一塊電路板，一邊告訴記者，要固定電路板上一塊芯片，經常需要焊數百個引腳；要讓設備的“大腦”——主芯片快速準確識別電信號特征，通常需要編寫幾千行代碼；從畫原理圖，到繪制電路板，再到焊電路板，編寫程序代碼，最后到調試樣機，整個流程下來通常需要好幾個月。

一次，姚文軒在實驗室與學生們一起測試樣機，發現設備監測出來的頻率值，小數點右邊第三位一直在上下跳動。

“不行，還不夠精確！”姚文軒定了個目標，要讓設備監測出來的頻率值精確到小數點右邊第四位。

“有時候測試結果不如人意，也許是思路不對，也有可能是一個芯片沒焊好、一行代碼寫錯了，只有耐著性子重頭來過才知道。”姚文軒說，“碰到問題是好事，反正做科研就是研究問題、解決問題，所以換個角度想，一切都不是問題了。”

這一年來，經過幾輪推倒重來、迭代升級，姚文軒團隊研發的電網監測設備已是第三代樣機，并且可以成功運行。“我們在花較少成本的前提下，研發了具有世界領先水平的電網監測設備，甚至可以說，我們目前的測量精度已是世界一流。”姚文軒滿意地說。

然而，他的目標并不只是給電網裝上一只“眼睛”，而是裝上許多只，讓它們實現同步采集，形成電網大數據，再植入智慧的“大腦”，使電網更加經濟、穩定和安全運行。

姚文軒舉了個例子，電網如同池塘，當電網故障發生時，就如一塊石頭墜入池塘，激起層層水波紋。“我們希望通過廣域感知，讓多個地方的電網監測‘眼睛’對電網狀態進行同步采集和感知，這樣便可以快速掌握‘石頭’的坐標，以及它墜入后對整個‘池塘’的影響過程。”他欣喜地告訴記者，他們現在已經可以讓多只“眼睛”實現納秒級的同步監測。