南瑞集團CPSSE框架為「雙碳」路徑優化提供支撐

電力系統是連結一次能源與終端能源的樞紐，在”雙碳”目標實現過程中發揮重要作用。 2月23日，國家電網公司董事長、黨組書記辛保安在《人民日報》發表署名文章《堅決扛牢電網責任 積極推進碳達峰碳中和》，全面論述了隨著對”雙碳”工作認識的不斷深化，國家電網公司將堅決扛牢電網責任，進一步強化系統觀念，完整準確全面貫徹新發展理念，確保黨中央”雙碳”部署不折不扣落地落實。

南瑞集團認真貫徹落實辛保安董事長署名文章精神，始終堅持創新驅動，發揮高端人才優勢，深化理論研究、源頭創新和技術攻關，為能源電力主動支撐”雙碳”目標實現路徑優化提供分析框架、優化技術和決策支撐，勇當踐行國家電網公司”雙碳”行動方案的排頭兵和主力軍。

將「戰略思維」「系統觀念」」循序漸進」等指導思想轉變為定量化的具體的落地舉措，是南瑞集團薛禹勝院士團隊關注的研究課題。

“雙碳”目標的實現不僅涉及能源電力的低碳轉型，更是一場深刻的經濟社會的系統性變革。 薛禹勝院士團隊提出：以現實狀態為初始點，以目標狀態為終點，兩點之間可有無數條”雙碳”變革的路徑，要實現路徑優化，必須要能夠定量化描述和評估不同路徑，需統籌”雙碳”變革路徑與能源安全、經濟安全等關鍵”邊界條件”之間的關係，以及研究電力系統對”雙碳”變革的主動支撐。

基於上述考慮，院士團隊提出優化能源轉型與”雙碳”路徑的框架 — 能源的資訊物理社會系統（Cyber-Physical-Social System in Energy，簡稱CPSSE）。 CPSSE搭建了跨領域跨學科的研究框架，研究範疇包含整個能源鏈，計入碳排、碳匯等非能源的廣義物理元素，以及政府政策、市場、人的行為等社會元素，實現資訊與物理、社會等不同時空尺度元素的深度融合。

“資訊-物理-社會”三維框架中刻畫”雙碳”工作關鍵元素及交互關係

CPSSE的研究範式可提煉為：跨領域的建模、大數據的採集、模擬平臺的搭建、基於混合仿真的沙盤推演、大數據中的知識提取及決策支援等。 它將面臨的複雜巨系統問題構建為多領域模擬模型和數據，並通過核心演算法實現對未來可能的不同路徑的沙盤推演與分析優化。 “將定性研究提升為針對模型、參數、場景等的量化討論與分析，可以大大提高決策的科學性。” 薛禹勝表示。

“量化”是薛禹勝院士團隊一以貫之的理念和追求。 CPSSE由資訊物理系統（CPS）、電力領域的資訊物理系統（CPSP）發展而來。 經過近20年對電力系統及其外部系統間交互與融合問題的探索，南瑞集團已經建成了相容數學模型、多代理、實驗經濟學的混合模擬平臺，可以支撐跨領域混合沙盤推演。 同時提出了能源轉型目標與路徑兩層優化，以及電力系統主動支撐能源轉型路徑優化方法，相關科研創新成果在國家能源轉型、地區能源轉型以及能源企業轉型等方面得到應用。

在薛禹勝院士的設想中，應該可以建立一個足夠強大的模型，為整個經濟社會實現「雙碳」目標計算出一條最優路徑，以及最佳的電網主動支撐方案。 為此，他和團隊制定了未來多年的研究規劃。 目前，院士團隊一系列重大課題正在攻關中，包括碳減排和碳增匯路徑協同優化，碳排放市場與碳抵消市場當量協同，拓展新型電力系統安全穩定性與充裕性的風險分析與控制等。

未來，南瑞集團將認真貫徹國家電網公司黨組決策部署，在CPSSE框架指導下，進一步統籌考慮「雙碳」工作中所包含的經濟社會發展、碳減排與碳增匯、以新型電力系統為核心的能源鏈、政策與機制、能源市場與碳市場、參與者的市場行為、科技創新等關鍵元素之間的時空交互關係，進一步提升多領域混合模擬推演、多維度風險的量化分析及防禦能力， 持續增強複雜巨系統問題的研究能力，深入研究”雙碳”工作過程中4對關係的機理，為”雙碳”路徑優化提供科學支撐。