5月15日，在國家電網有限公司分布式電源和微電網控制實驗室，一排排機柜不眠不休地閃爍著燈光，百納秒級的超高精度實時仿真計算正在快速運行著。這是中國電力科學研究院有限公司配電專業技術團隊研發的世界首套有源配電網信息物理融合CPS仿真平臺。

我國城鄉配電網跨越5個電壓等級（220千伏、110千伏、35千伏、10千伏、0.4千伏），接入大量分布式電源，有源信息交互特征顯著，是超大規模的復雜動態系統。有源配電網CPS仿真平臺能夠開展超大規模有源配電網電力物理連續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，我國城鄉電網基礎薄弱。彼時，中國電科院配電專業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，而服務城鄉電網改造被視作“苦差事”。面對旁人“繼續做理論研究”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。“科技既要‘頂天’探索前沿，更要‘立地’服務民生。”盛萬興坦言。

1998年，國家啟動城鄉電網改造工程，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”協調的分區優化規劃方法，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劃建設提供了重要的理論指導。

▲盛萬興和團隊成員開展有載調容配電變壓器研究

經過十余年持續攻關，差異化的配電網典型供電模式在北京、河南等25省（自治區、直轄市）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，支持了當地農業和加工業的發展，幫助當地人均增收上千元，真正實現電力升級帶動產業振興，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

“電力系統的復雜性，需要跨學科思維來破局。”盛萬興深諳此道。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，開創國內電力CPS理論研究先河。

電力系統中“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、控制形態不斷發展演化，亟須研究融合一次、二次系統的電力“信息-物理”耦合建模與仿真方法，研發電力CPS仿真平臺。

▲盛萬興帶領團隊成員開展配電安全研究工作

在國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的持續支持下，團隊攻克多尺度動態建模、精準快速仿真等技術瓶頸，研發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。用電負荷高峰時“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。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。

▲盛萬興參加全球能源轉型高層論壇并作主題報告

據統計，2007年以來，全國20余省（自治區、直轄市）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、配電臺區的安全運行難題。”當時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，規模化的分布式光伏發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。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，團隊突破了分布式集群規劃、靈活并網裝備、調度控制系統等關鍵技術，建成了彼時世界上規模最大、滲透率最高的安徽金寨分布式可再生能源發電并網示范工程，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。

從城鄉電網改造到構建新型電力系統，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。

內容來源：國家電網有限公司官方網站