中國儲能網訊：我國城鄉(xiāng)配電網跨越五個電壓等級（220-110-35-10-0.4千伏），接入了大量分布式電源，有源信息交互特征顯著，是超大規(guī)模的復雜動態(tài)系統(tǒng)。有源配電網CPS仿真平臺能夠開展超大規(guī)模有源配電網電力物理連續(xù)過程和信息通信離散事件融合仿真，可為我國配電網安全運行和規(guī)劃建設提供理論技術支撐。
服務國家重大需求 破解電網關鍵技術難題
上世紀90年代，我國城鄉(xiāng)電網基礎薄弱，農村地區(qū)停電、電壓不穩(wěn)問題頻發(fā)。彼時，中國電科院配電專業(yè)技術團隊帶頭人盛萬興剛剛完成博士后研究工作，正面臨人生抉擇：博士后是象牙塔尖的象征，而服務城鄉(xiāng)電網改造被視作苦差事。面對大家“繼續(xù)做理論研究”的建議，他毅然決定進入中國電科院工作，投身一線電網技術攻關?！翱萍技纫斕臁剿髑把?，更要‘立地’服務民生。”盛萬興坦言。
1998年，國家啟動城鄉(xiāng)電網改造工程，盛萬興帶領技術團隊，踏遍20余省數百個縣，深入調研了各地供用電情況和需求，首次提出了基于“電網-負荷”協(xié)調的分區(qū)優(yōu)化規(guī)劃方法，進而形成了差異化的配電網典型供電模式，這一思路為我國配電網規(guī)劃建設提供了重要的理論指導。
經過十余年持續(xù)攻關，差異化的配電網典型供電模式在北京、河南等25省市推廣應用，累計建成了十多萬個新農村電氣化村，覆蓋農村用戶超千萬戶。2007年，安徽肥西采用差異化的配電網典型供電模式，有效解決了長期困擾當地的電壓合格率低、供電能力不足等問題，支持了當地農業(yè)和加工業(yè)的發(fā)展，幫助當地人均增收上千元，真正實現電力升級帶動產業(yè)振興，被當地居民稱贊“用上了舒心電，過上了亮堂日子”。
跨越學科邊界 加快形成能源電力新質生產力
“電力系統(tǒng)的復雜性，需要跨學科思維來破局?！笔⑷f興深諳此道。早在90年代末，盛萬興團隊超前將信息物理融合理論（CPS）引入電力領域，開創(chuàng)國內電力CPS理論研究先河。
電力系統(tǒng)中信息-物理交互過程復雜、交互路徑跨層異構，信息-物理深度耦合。源荷高度隨機及強時空不匹配驅動下，電網結構形態(tài)、控制形態(tài)不斷發(fā)展演化，亟需研究融合一次、二次系統(tǒng)的電力信息-物理耦合建模與仿真方法，研發(fā)電力CPS仿真平臺。
在國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等項目的持續(xù)支持下，團隊攻克多尺度動態(tài)建模、精準快速仿真等技術瓶頸，研發(fā)出世界首套有源配電網CPS仿真平臺。該平臺具有信息攻擊仿真、通信故障/延遲/擁塞仿真、故障連鎖仿真、CPS風險仿真、CPS優(yōu)化控制仿真、CPS市場互動仿真等功能，信息處理能力超越國際主流電力仿真軟件，有效促進我國仿真基礎學科發(fā)展，實現我國配電網仿真技術從“跟跑”到“領跑”的跨越。
理論指導實踐 推動能源信息融合成果落地
我國農村電網季節(jié)性負荷特征顯著，長假、春灌等時段，農村用電負荷劇增，變壓器可能出現過載甚至燒毀情況。電負荷高峰時“小馬拉大車”、低谷時“殺雞用牛刀”是當時配電變壓器時常經歷的兩種極端狀態(tài)。為了更好解決農村變壓器供電問題，盛萬興帶領團隊開始變壓器有載調容關鍵技術的攻關，歷時十年堅持，自主創(chuàng)新研制了世界首臺10千伏有載調容配電變壓器及其系列產品，產生了可觀的經濟和社會效益。該項技術成果獲得2020年度國家科技進步獎二等獎。
據統(tǒng)計，2007年以來，全國20余省市電網安裝的10千伏有載調容配電變壓器已達數萬臺，配電變壓器過載燒毀事故大幅減少。“盛萬興團隊的10千伏有載調容配電變壓器解決了配電網負荷峰谷差異大、配電臺區(qū)的安全運行難題?！碑敃r某供電公司的配網運維人員贊嘆道。
更大的考驗接踵而至。2016年，全國光伏扶貧工程如火如荼，規(guī)?；姆植际焦夥l(fā)電并網需求急劇增長，電網的承載能力和就地消納能力面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。工程需求倒逼科技突破。盛萬興帶領攻關團隊，在光伏板與崇山峻嶺間尋找答案。經過4年1500多個日夜的不懈努力，突破了分布式集群規(guī)劃、靈活并網裝備、調度控制系統(tǒng)等關鍵技術，建成了世界上規(guī)模最大、滲透率最高的安徽金寨分布式可再生能源發(fā)電并網示范工程，助力安徽金寨縣“光伏扶貧”、“精準脫貧”目標的實現，將“科技服務民生、示范造福社會”的理念落到實地。
從城鄉(xiāng)電網改造到構建新型電力系統(tǒng)，盛萬興的科研生涯始終與國家需求同頻共振。2024年，他再次牽頭承擔國家自然科學基金重大項目，致力于研究新型電力系統(tǒng)的系列新理論、新方法。時代命題不斷更迭，但在他看來，“不變的是科技報國的初心”。夜幕降臨，城鄉(xiāng)萬家燈火次第亮起，其中躍動的，正是讓科技真正造福人民最生動的注腳。
