南瑞科技成果"能源的資訊-物理-社會系統（CPSSE）理論、技術及應用"通過鑒定

近日,南瑞集團穩定公司牽頭的科技成果"能源的資訊-物理-社會系統(CPSSE):理論、技術及應用"通過中國電機工程學會組織的科技成果鑒定。

當前能源轉型深刻演進,新型電力系統加速構建,對理論體系、技術體系顛覆性創新的需求愈發迫切。作為薛禹勝院士在能源安全領域20餘年厚積薄發的里程碑性成果,本成果實現了集理論範式、優化技術、決策支撐平臺于一體的全面創新,在實踐中有力提升了電網運作中保供與消納的協調能力。

鑒定委員會由包括4位院士在內的共9位專家組成,鑒定委員會認為,該成果"圍繞跨領域多學科的時變非線性複雜系統難題,在理論與研究範式、轉型路徑風險優化技術、決策支撐平臺三個方面取得系統性突破。在國家、區域、企業不同層面的能源電力轉型發展規劃及電網運作決策支撐中得到推廣應用,促進了能源電力轉型中保供、消納、降碳與經濟的協調,解決了規劃與運作中的實際難題,推動了 CPSSE科研生態圈的形成,具有突出的理論價值與廣闊的應用前景,整體達到國際領先水準。"

成果第一完成人薛禹勝院士作工作報告和技術報告,向各位專家介紹了成果的立項背景、研發歷程、主要科技創新、成果評價及應用效益等情況。

鑒定會上,中國工程院院士邱愛慈指出,長期以來,電力系統一直被孤立研究,但隨著新型能源體系加快構建,電力系統中資訊、物理、社會元素交互複雜,孤立研究的模式不再適用,迫切需要新的理論和分析方法,本成果提出的CPSSE理論與研究範式具有重大意義。中國工程院院士羅安指出,本成果將能源電力發展戰略決策從定性提升到定量,特別是在能源資源匱乏的湖南省能源頂層設計中應用,取得良好的應用效果。中國工程院院士湯廣福指出,本成果在傳統資訊物理社會系統基礎上增加了政策機制、人的行為等社會因素,考慮了包括氣象、排放等非能源因素,體現了多領域廣泛交互,屬於重大理論創新。中國工程院院士楊勇平指出,研究團隊20年如一日,取得了系統化、豐碩的成果,CPSSE在行業內具有了廣泛的學術影響力。

薛禹勝院士在系統保護實驗室指導實驗驗證工作

歷時20年構建CPSSE理論與技術體系

從2002年開始,南瑞集團研究團隊探索了電力系統與相關外部領域間的關係,建立了CPSSE理論與技術體系,解決了高維時變非線性的時-空-領域複雜交互問題的認知與分析難題。

一是國際首創了能源的資訊-物理-社會系統(CPSSE)理論及其研究範式,實現了複雜時-空-領域交互問題資訊獲取完備性與知識提取解析性的協同,構建了CPSSE科研生態圈。

二是提出了能源電力轉型路徑的"解耦優化、聚合協調"框架,突破了能源規劃-電力規劃-電力運作充裕性、安全性與碳排放的統籌分析技術,為能源電力轉型路徑提供了決策優化方法。

三是研製了多時-空-領域交互的CPSSE決策支撐平臺,實現了基於混合交互倣真的多域融合決策推演,打造了全自主可控的工業級軟體,為能源電力低碳轉型規劃、電網運作支撐提供了決策工具。

多層次多維度應用成效顯著

成果已應用於國家、區域、企業不同管理層次的戰略決策。2016年開展了中國工程院首個考慮碳約束的能源結構轉型重大諮詢項目,為我國能源發展戰略制定提供了基於量化分析的科學決策參考。應用於清潔能源富集的青海省,提出了2020-2050年青海實現100%清潔能源供電目標的最佳路徑及其電網支撐方案,納入國網青海電力"十四五"及中長期發展規劃,支撐了多次綠電實踐活動;應用於能源資源匱乏的湖南省,開展了煤電與新能源發電協調發展等問題的量化分析,為化石能源和非化石能源均匱乏省份的新型能源體系建設提供了湖南樣板。

南瑞集團研究團隊正在開展CPSSE決策支撐平臺研發

國能經濟技術研究院研究員姜大霖介紹,採用該成果研發的資訊-物理-社會系統決策支撐平臺,開展了國家能源集團2020-2060年發展戰略量化分析,以及"十四五"期間重大能源電力工程投資分析,論證了"新能源+煤電CCUS"協同發展戰略的優勢,對"雙碳"目標下確立煤炭在能源安全保障中的"壓艙石"作用提供了重要支撐,實現了企業經營發展決策從定性到定量的本質提升。

基於CPSSE研發的産品也在電網運作決策支撐中得到廣泛應用。為解決新能源出力不確定性引發的功率平衡問題,研發的電網運作備用決策支撐系統,在廣東、甘肅等10多個省調應用,提升了電網統籌防控保供與消納風險的能力;為降低自然災害引發的電網運作風險,研發的自然災害下電網運作風險評估系統在浙江、雲南等10多個省地電網應用,提升了極端災害下電網的應急保供能力;為助力"雙碳"目標落地,研發了國內首獲國際權威機構TÜV南德認證的電力行業碳管理系統,支撐提升電力碳排放的可測與可控水準。

2017年以來,CPSSE理論、研究範式與決策支撐工具,在浙江大學、東南大學、華北電力大學、香港中文大學(深圳)等16家高校的20余支科研合作團隊中應用,實踐了以企業為主體的産學研深度融合創新。

下一步,南瑞集團將不斷完善研究成果,推動價值實現,為新型電力系統發展決策與安全運作、能源企業轉型規劃等提供更多技術和裝備,支撐新型電力系統建設與"雙碳"目標實現。