南瑞集团CPSSE框架为“双碳”路径优化提供支撑

南京2022年3月18日 /美通社/ -- 电力系统是链接一次能源与终端能源的枢纽，在“双碳”目标实现过程中发挥重要作用。2月23日，国家电网公司董事长、党组书记辛保安在《人民日报》发表署名文章《坚决扛牢电网责任 积极推进碳达峰碳中和》，全面论述了随着对“双碳”工作认识的不断深化，国家电网公司将坚决扛牢电网责任，进一步强化系统观念，完整准确全面贯彻新发展理念，确保党中央“双碳”部署不折不扣落地落实。 

南瑞集团认真贯彻落实辛保安董事长署名文章精神，始终坚持创新驱动，发挥高端人才优势，深化理论研究、源头创新和技术攻关，为能源电力主动支撑“双碳”目标实现路径优化提供分析框架、优化技术和决策支撑，勇当践行国家电网公司“双碳”行动方案的排头兵和主力军。

将“战略思维”“系统观念”“循序渐进”等指导思想转变为定量化的具体的落地举措，是南瑞集团薛禹胜院士团队关注的研究课题。

“双碳”目标的实现不仅涉及能源电力的低碳转型，更是一场深刻的经济社会的系统性变革。薛禹胜院士团队提出：以现实状态为初始点，以目标状态为终点，两点之间可有无数条“双碳”变革的路径，要实现路径优化，必须要能够定量化描述和评估不同路径，需统筹“双碳”变革路径与能源安全、经济安全等关键“边界条件”之间的关系，以及研究电力系统对“双碳”变革的主动支撑。

基于上述考虑，院士团队提出优化能源转型与“双碳”路径的框架 -- 能源的信息物理社会系统（Cyber-Physical-Social System in Energy，简称CPSSE）。CPSSE搭建了跨领域跨学科的研究框架，研究范畴包含整个能源链，计入碳排、碳汇等非能源的广义物理元素，以及政府政策、市场、人的行为等社会元素，实现信息与物理、社会等不同时空尺度元素的深度融合。

CPSSE的研究范式可提炼为：跨领域的建模、大数据的采集、仿真平台的搭建、基于混合仿真的沙盘推演、大数据中的知识提取及决策支持等。它将面临的复杂巨系统问题构建为多领域仿真模型和数据，并通过核心算法实现对未来可能的不同路径的沙盘推演与分析优化。“将定性研究提升为针对模型、参数、场景等的量化讨论与分析，可以大大提高决策的科学性。”薛禹胜表示。

“量化”是薛禹胜院士团队一以贯之的理念和追求。CPSSE由信息物理系统（CPS）、电力领域的信息物理系统（CPSP）发展而来。经过近20年对电力系统及其外部系统间交互与融合问题的探索，南瑞集团已经建成了兼容数学模型、多代理、实验经济学的混合仿真平台，可以支撑跨领域混合沙盘推演。同时提出了能源转型目标与路径两层优化，以及电力系统主动支撑能源转型路径优化方法，相关科研创新成果在国家能源转型、地区能源转型以及能源企业转型等方面得到应用。

在薛禹胜院士的设想中，应该可以建立一个足够强大的模型，为整个经济社会实现“双碳”目标计算出一条最优路径，以及最佳的电网主动支撑方案。为此，他和团队制定了未来多年的研究规划。目前，院士团队一系列重大课题正在攻关中，包括碳减排和碳增汇路径协同优化，碳排放市场与碳抵消市场当量协同，拓展新型电力系统安全稳定性与充裕性的风险分析与控制等。

未来，南瑞集团将认真贯彻国家电网公司党组决策部署，在CPSSE框架指导下，进一步统筹考虑“双碳”工作中所包含的经济社会发展、碳减排与碳增汇、以新型电力系统为核心的能源链、政策与机制、能源市场与碳市场、参与者的市场行为、科技创新等关键元素之间的时空交互关系，进一步提升多领域混合仿真推演、多维度风险的量化分析及防御能力，持续增强复杂巨系统问题的研究能力，深入研究“双碳”工作过程中4对关系的机理，为“双碳”路径优化提供科学支撑。