柯吉 副教授

能源与电气工程学院

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学位: 工学博士

毕业院校: 西北工业大学

邮件: keji@chd.edu.cn

电话: 18392546382

出生年月: 1982-05-28

办公地点: 西安市未央区长安大学渭水校区能电学院714室

个人资料

  • 学院: 能源与电气工程学院
  • 性别: 男
  • 出生年月: 1982-05-28
  • 职称: 副教授
  • 学位: 工学博士
  • 学历: 博士研究生
  • 毕业院校: 西北工业大学
  • 联系电话: 18392546382
  • 电子邮箱: keji@chd.edu.cn
  • 通讯地址: 西安市未央区长安大学渭水校区能电学院714室
  • 邮编:
  • 传真:
  • 办公地址: 西安市未央区长安大学渭水校区能电学院714室
  • 教育经历:

    2002.9-2006.7 长安大学   电气工程及其自动化    学士

    2007.9-2015.11  西北工业大学  控制科学与工程  硕士、博士

    2010.9-2012.10 根特大学,比利时,联合培养


个人简介

柯吉,男,安徽安庆人,副教授,能电学院博士生/国际硕士生/硕士生导师。在长安大学电气工程及其自动化专业获得学士学位,西北工业大学控制科学与工程学科获得硕士和博士学位;于2010年至2012年获批CSC资助在比利时根特大学(Ghent University)进行博士联合培养。

主要从事电气工程相关理论以及其在交通、建筑、能源及其融合等相关领域的应用研究。主持和参与包括国家重点研发计划、国家自然基金、陕西省重点研发计划等省部级科研项目40余项。以第一/通讯作者在国内外高质量期刊发表论文40余篇,授权发明专利10余项,参与编写专著4部。主编和参编行业与学会标准2项,是交通能源融合白皮书的主要编制者。先后为本科生及硕士研究生主讲课程10余门,现指导国际硕士士生5人,硕士研究生15人。

课题组与加拿大、法国和俄罗斯等诸多国际一流高校、企业保持密切合作关系,能够为研究生提供充裕的研究项目、高水平的研究平台及生活保障,能为每位研究生提供项目保障,鼓励并全额资助学生每年参加国内外学术交流活动(每年至少1次)、相关技能培训活动(每年多次)以及国际(欧美著名院校)联合培养、提供能源相关企业实习或项目实践机会。

课题组毕业生就业去向主要包括:国家电网、研究所和能源类高新企业, 如中行工业研究所、中电研究所、中国汇川、比亚迪、远景能源、和利时、艾默生、大唐电信、中国西电、西安热工院等;事业单位如中国银行、浦发银行等;以及出国留学如法国里昂大学、俄罗斯莫斯科动力学院等。



课题组每年招收研究生5~7名,博士招生学科为:

交通运输工程(新能源与动力工程0823Z6)

硕士招生学科:

电气工程一级学科(电气工程)

能源动力一级学科(电气工程方向)



邮件联系请附个人简历(内含个人信息、教育背景、参与项目或竞赛获奖情况等信息)。

电子邮箱:keji@chd.edu.cn


社会职务

研究领域

研究方向

研究核心:为电力与综合能源系统构建“感知-预测-优化-调控”技术闭环,让能源利用更高效、更安全、更低碳。具体研究方向如下:

方向一:新型电力系统源-网-荷协同调控

大规模分布式电源、充电负荷等新型主体并网,形成“配电网-新型主体”共生系统,源荷双侧不确定性显著增强,电网安全运行面临严峻挑战。本方向围绕这一核心问题,从预测、调控、验证、安全四个维度开展系统研究:


  • 预测--新能源出力与负荷精准预测:基于数值天气预报与机器学习的风电/光伏超短期、短期、中长期功率预测,以及考虑气象因素、社会因素的多尺度负荷预测。预测信息向下游调控模块传递,为其提供决策依据。在极端场景下,预测模块进一步融合气象灾害预警信息(台风路径、冰灾覆冰趋势、洪涝水位等),为韧性防御提供灾害态势感知基础。

  • 调控--光储直柔与源-网-荷-储协调优化:面向建筑/园区场景的“光伏+储能+直流配电+柔性用能”系统架构设计与运行控制,包括直流母线电压控制、储能充放电管理、柔性负荷调节策略。在极端场景下,调控模块向上延伸至“规划-防御-恢复”全环节-灾前:储能选址定容与预防性布防,将储能预先部署至关键节点;灾中:基于实时灾害态势,动态划分孤岛并实施应急支撑;灾后:制定关键负荷恢复路径与网络重构方案。三个环节形成“灾前布防-灾中支撑-灾后恢复”的时序调控链条。

  • 验证--基于RT-LAB的硬件在环仿真验证:基于RT-LAB实时仿真平台,开展新能源并网控制策略、微电网运行策略、配电网保护与控制算法的硬件在环(HIL)验证。验证结果反馈至调控模块,形成“设计-验证-迭代”的闭环开发流程。平台同时支撑极端灾害场景下储能韧性策略的硬件在环测试,模拟冰灾、洪涝、台风等典型灾害工况,验证调控策略在不同灾害强度与故障时序下的有效性与可靠性。

  • 安全--配电网安全风险评估与管控:多类型主体接入后的电压越限、设备过载风险评估与预警管控;用户侧与配网侧储能优化配置及充放电策略优化。安全评估结论可追溯至预测与调控环节,形成风险闭环管控。在极端场景下,安全评估进一步延伸为韧性评估-以负荷保全率、恢复时间、储能支撑时长等为韧性评价指标,量化不同“规划-防御-恢复”策略组合下的系统韧性水平,识别薄弱环节并提出改进建议。   

    四个维度共同形成“预测-调控-验证-安全”的完整技术链条:预测为调控提供常规与灾害两类数据基础;调控涵盖“常规运行+灾前-灾中-灾后”全时序应对;经实时仿真验证后投入应用;安全评估对全过程进行风险兜底,并升级为韧性量化评价。最终构建“常规运行安全管控-极端事件韧性增强”的双重保障体系。


方向二:交通-能源融合系统建模与优化

高速公路、轨道交通等基础设施正从“单纯用能”向“自发自用、余电上网”转变,形成交通与能源深度耦合的新型系统。然而,交通流的随机性与新能源出力的波动性相互叠加,导致系统运行状态复杂多变,亟需有效的感知、控制与优化手段。本方向围绕交通-能源耦合系统,从感知、建模、控制、优化四个维度开展研究:

  • 感知--交通-能源耦合态势感知:融合交通流数据(车流量、通行速度、拥堵指数)与能源系统数据(光伏出力、储能SOC、充电负荷),构建交通-能源耦合系统的运行态势感知方法,实现对系统状态的实时监测与趋势研判。感知信息向下游建模模块传递,提供数据基础。

  • 建模--高速公路自洽能源系统架构与建模:面向高速公路沿线“风/光/储/充”一体化场景,建立涵盖能源生产、转换、存储、消费全环节的系统架构与机理模型。模型为下游控制策略的设计与优化提供被控对象描述。

  • 控制--边缘控制与能量管理:基于边缘计算架构,部署本地能量管理策略,实现充电设施有序控制、储能充放电实时决策、路侧设备能效优化。控制策略的有效性通过感知数据反馈验证,形成“感知-控制”实时闭环。

  • 优化--多目标协同优化调度:以经济性(运行成本最低)、低碳性(碳排放最小)、可靠性(供电保障率)为综合优化目标,开展日前-日内多时间尺度优化调度。优化结果指导控制策略的参数整定,实现全局层面的运行效益最大化。

四个维度形成“感知-建模-控制-优化”的完整技术链条:感知获取系统状态,建模提供系统描述,控制实现实时调节,优化追求全局最优,共同支撑交通-能源融合系统的自洽高效运行。


方向三:综合能源系统多能协同管理与优化

园区、建筑集群、工业用户等场景中,电、热、冷、气等多种能源形式深度耦合,传统“竖井式”的分产分供模式导致能源综合利用效率偏低、碳排放居高不下。本方向将多种能源形式视为一个整体,从建模、感知、管理、优化四个维度开展研究:

  • 建模--多能耦合机理建模:基于Modelica语言建立电-热-冷-气多能耦合机理模型,刻画能源在生产、转换、存储、消费各环节的动态行为与耦合关系。模型为下游感知与管理提供系统描述基础。

  • 感知--多能流实时监测与能效评估:基于EnergyPlus开展建筑能耗精细模拟与热舒适性分析,结合多能流实时监测数据,构建能效评估与碳流追踪方法,量化各环节的能耗与碳排放贡献。感知信息向上游模型校准与下游管理决策提供数据支撑。

  • 管理--综合能源系统运行管理:基于MATLAB/Simulink开发多能互补运行管理策略,协调热电联产、热泵、储能、空调等多类设备的出力与投切,保障多能系统的供需实时平衡。管理策略的执行效果通过感知模块实时反馈,形成“感知-管理”闭环。

  • 优化--多目标协同优化调度:以经济性、低碳性、能源综合利用效率为优化目标,考虑新能源出力与多能负荷的双重不确定性,开展日前-日内多时间尺度协同优化调度,实现能源的梯级利用与系统整体效益最大化。优化结果反馈至管理策略,实现持续迭代改进。 

    四个维度形成“建模-感知-管理-优化”的完整技术链条:建模为感知提供系统框架,感知为管理提供决策依据,管理为优化提供执行载体,优化反哺建模与管理持续改进,共同支撑综合能源系统的高效、低碳、稳健运行。


课题组依托平台


课题组具备良好的科研实验条件,依托学校大型仪器平台向研究生开放使用:

(1)高速公路交通能源风光模拟仿真系统

http://dygx.chd.edu.cn/cf/main/!equipments/equipment/index.211

由光伏模拟单元、风电模拟单元、储能模拟单元和负荷模拟单元构成,可模拟高速公路沿线“源-网-荷-储”一体化运行场景,支持能量管理策略的硬件在环验证。主要技术指标:光伏模拟器功率30kW,风电模拟器功率22kW,储能电池模拟器双向功率10kW,实时仿真步长≤50μs。


(2)新能源电力实时仿真系统(RT-LAB)

http://dygx.chd.edu.cn/cf/main/!equipments/equipment/index.196

基于CPU+FPGA异构架构,支持电力电子变换器、电机驱动等高频电力系统的亚微秒级实时仿真。主要技术指标:FPGA仿真步长≤1μs,支持不少于32个开关器件的高精度建模,支持与外部控制器进行模拟量/数字量I/O闭环交互。可用于新能源并网逆变器控制、微电网运行策略、配电网保护算法等硬件在环测试验证。


(3)新能源多级物理系统建模仿真与仿真工具链开发环境

http://dygx.chd.edu.cn/cf/main/!equipments/equipment/index.319

     基于DYMOLA(Modelica语言)、EnergyPlus和MATLAB/Simulink三大核心软件,构建覆盖“设备-子系统-系统级”的多层级综合能源仿真工具链,支撑园区、建筑、交通等场景的综合能源系统建模与仿真验证。其中:DYMOLA支持电-热-冷-气多能耦合机理建模与动态仿真,EnergyPlus专注于建筑能耗精细模拟与热舒适性分析,MATLAB/Simulink承担控制算法开发与模型在环/软件在环验证。三大工具协同联动,形成从物理系统建模、能效分析到控制策略部署的全流程仿真验证能力,为综合能源系统规划、运行优化与碳排核算提供完整的数字化支撑平台。


我们正在寻找这样的你——
诚实守信,有担当,不怕吃苦;
数学和外语基础扎实,专业方向为电气、自动化、建筑电气与智能化、通信或数学等相关领域;
同时,你乐于融入集体,善于与伙伴协同作战。

如果你正是这样的人,我们诚挚邀请你加入我们的研究团队!这里不仅有充足的资源和良好的氛围,更有一群志同道合的伙伴,陪你一起成长、一起突破。

我们是一个开放、包容的科研团队,坚信“因材施教”的力量。在这里,你的研究兴趣会被充分尊重,你的创新想法会得到全力支持。课题组不仅拥有充足的经费、优越的办公条件和多元化的奖励机制,更拥有轻松融洽的协作氛围。

作为导师,我将全程亲力亲为,陪伴大家成长。我坚持“四个一”的培养承诺--每位同学在学期间,均有机会:

  • 申请一项国家发明专利;

  • 发表一篇学术论文;

  • 参加一次国际会议(费用由课题组全额承担);

  • 完整负责一项横/纵向科研项目。

这不仅是学术训练,更是为未来的工作或深造积蓄底气。我们希望每一位成员都能在这里找到方向,收获实实在在的成长。






开授课程

本科生课程

自动控制原理

储能技术

建筑节能与新能源应用

建筑自动消防与安防系统

研究生课程

电能质量分析与控制(全英文)

科研项目

代表性科研项目:

1.多类型主体接入的配电网安全运行与风险管控,2025-07至2028-11,应用研究,国家电网;

2. 新能源场站功率预测服务,2025-03至2026-05,应用研究,国家电网;

3.多工业用户综合能源系统优化调度,2026-01至2026-11,应用研究,国家电网;

4. 高速公路自洽能源体系架构及其优化方法,2021-12至2024-11,基础研究,国家重点研发计划子课题;

5. 高能效与高碳效驱动下建筑负荷柔性调控关键技术研究,2023-01至2024-12,部委省级项目,陕西省重点研发计划;

6.建筑能源柔性量化与负控开关研制关键技术,2023-04至2026-03,贵州省科技支撑计划;

7.近零碳服务区水资源处理智慧管控, 2025-06至2025-12, 应用研究,交投;

8. 基于人工智能及煤炭信息物理系统(CPS)基础上的采掘装备智能化,2019-01至2021-12,部委省级项目,陕西省重点研发计划;

9.电动车柔性负荷调控及源网荷储技术咨询服务,2023.01至2024.12,应用研究,国家电网;

10. 面向电力-交通耦合的仿真平台研发与示范应用研究,2021-07至2022-12,国家电网;

11. 变电站光储直柔系统自适应调控策略研究,2023-06至2023-10,应用研究,国家电网;

12. 高原高寒地区建筑用能弹性多直流微电网系统预测自适应调度与优化控制关键技术,2023-11至2024-12,应用研究,中国电建集团贵阳勘察设计研究院有限公司;

13. 建筑能源模型机理及测调控关键技术研究,2023-11至2024-09,应用研究,中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司;

14. **驱动软件开发,2022-06至2023-11,应用研究,北京航天测控技术有限公司。

15.**任意波编辑软件开发, ,2023-12-2025-12, 应用研究,北京航天测控技术有限公司。


论文

[1] 周晨光 ; 段晨东 ; 柯吉 ; 智慧建造:物联网在建筑设计与管理中的实践, 清华大学出版社, 2020

[2] 交通与能源融合技术发展白皮书(2023),长安大学,WTC交通与能源融合学科委员会.

[3] 交通与能源融合技术发展,人民交通出版社,2024.

[4] 智慧应急与应用发展,中国测绘学会智慧城市工作委员会,中国电力出版社,2025.


科技成果

荣誉奖励

教学成果与改革方面:

1.教育部新工科研究与实践项目,面向智慧化建筑的建筑电气与智能化专业改造升级探索与实践,2021.01~ 2022.12

2.陕西省新工科研究与实践项目,基于建筑智慧化特色的电气工程及其自动化新工科专业建设探索与实践,2021.01~ 2022.12

 3. 徐先峰,段晨东,卢勇,柯吉,刘盼芝,以“凝聚建筑智慧化特色,培养电气创新型人才”为目标的电气专业建设实践, 长安大学教学成果一等奖, 2021

 

指导学生方面:


       全国大学生低碳科技创新大赛

       1.第五届全国大学生低碳科技创新大赛(陕西赛区)一等奖,2026

        全国大学生能源经济学术创意大赛

         1.     第十一届全国大学生能源经济学术创意大赛全国赛三等奖, 2025

         2.     第十一届全国大学生能源经济学术创意大赛陕西赛区一、二等奖各1项, 2025

         全国大学生节能减排大赛

         1. 第19届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛铜奖,2026

        研究生电子设计竞赛

        1.     第14届中国研究生电子设计竞赛西北赛区团体二等奖, 2019

        2.     第14届中国研究生电子设计竞赛商业计划书专项赛团队二等奖, 2019

        3.     第15届中国研究生电子设计竞赛西北赛区团体一等奖, 2020

        4.     第15届中国研究生电子设计竞赛商业计划书专项赛团队三等奖, 2020

 

        大学生创新创业训练计划

        1.     大学生省级创新训练项目   基于软PLC的电缆测试仪   2016

        2.     大学生国家级创新训练项目  基于预测的建筑气候控制  2017

 

       “互联网+”大学生创新创业大赛     

       长安大学第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛   铜奖(主赛道)   2020

       长安大学“互联网+”大学生创新创业大赛   铜奖(主赛道)   2021

 

       所指导的本科毕业设计分别荣获2018届、2021届和2023届长安大学优秀毕业设计

 

        高等学校建筑电气与智能化专业联合毕业设计

       1.  第六届高等学校建筑电气与智能化专业联合毕业设计一等奖,2019

       2.  第七届高等学校建筑电气与智能化专业联合毕业设计一、二等奖,2020

       3.  第八届高等学校建筑电气与智能化专业联合毕业设计一、二等奖,2021

 

       陕西省自动化专业本科毕业设计(论文)大赛

      1.     陕西省第十一届自动化专业本科毕业设计(论文)大赛特等奖和一等奖各1项, 2018

      2.     陕西省第十二届自动化专业本科毕业设计(论文)大赛一等奖两项, 2019

      3.     陕西省第十三届自动化专业本科毕业设计(论文)大赛一等奖1项, 2020

      4.     陕西省第十三届自动化专业本科毕业设计(论文)大赛一等奖1项, 2021


    

    


 



工作经历

2022至今,长安大学,能源与电气工程学院,讲师、副教授,硕导,博导

2016-2022 长安大学, 电子与控制工程学院, 讲师、硕导