5月15日，在国家电网公司分布式电源和微电网控制实验室，一排排机柜不眠不休地闪烁着灯光，百纳秒级的超高精度实时仿真计算正在快速运行着，这是中国电科院配电专业技术团队研发的世界首套有源配电网CPS仿真平台。
我国城乡配电网跨越五个电压等级（220-110-35-10-0.4千伏），接入了大量分布式电源，有源信息交互特征显著，是超大规模的复杂动态系统。有源配电网CPS仿真平台能够开展超大规模有源配电网电力物理连续过程和信息通信离散事件融合仿真，可为我国配电网安全运行和规划建设提供理论技术支撑。
服务国家重大需求 破解电网关键技术难题
上世纪90年代，我国城乡电网基础薄弱，农村地区停电、电压不稳问题频发。彼时，中国电科院配电专业技术团队带头人盛万兴刚刚完成博士后研究工作，正面临人生抉择：博士后是象牙塔尖的象征，而服务城乡电网改造被视作苦差事。面对大家“继续做理论研究”的建议，他毅然决定进入中国电科院工作，投身一线电网技术攻关。“科技既要‘顶天’探索前沿，更要‘立地’服务民生。”盛万兴坦言。
1998年，国家启动城乡电网改造工程，盛万兴带领技术团队，踏遍20余省数百个县，深入调研了各地供用电情况和需求，首次提出了基于“电网-负荷”协调的分区优化规划方法，进而形成了差异化的配电网典型供电模式，这一思路为我国配电网规划建设提供了重要的理论指导。
经过十余年持续攻关，差异化的配电网典型供电模式在北京、河南等25省市推广应用，累计建成了十多万个新农村电气化村，覆盖农村用户超千万户。2007年，安徽肥西采用差异化的配电网典型供电模式，有效解决了长期困扰当地的电压合格率低、供电能力不足等问题，支持了当地农业和加工业的发展，帮助当地人均增收上千元，真正实现电力升级带动产业振兴，被当地居民称赞“用上了舒心电，过上了亮堂日子”。
跨越学科边界 加快形成能源电力新质生产力
“电力系统的复杂性，需要跨学科思维来破局。”盛万兴深谙此道。早在90年代末，盛万兴团队超前将信息物理融合理论（CPS）引入电力领域，开创国内电力CPS理论研究先河。
电力系统中信息-物理交互过程复杂、交互路径跨层异构，信息-物理深度耦合。源荷高度随机及强时空不匹配驱动下，电网结构形态、控制形态不断发展演化，亟需研究融合一次、二次系统的电力信息-物理耦合建模与仿真方法，研发电力CPS仿真平台。
在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的持续支持下，团队攻克多尺度动态建模、精准快速仿真等技术瓶颈，研发出世界首套有源配电网CPS仿真平台。该平台具有信息攻击仿真、通信故障/延迟/拥塞仿真、故障连锁仿真、CPS风险仿真、CPS优化控制仿真、CPS市场互动仿真等功能，信息处理能力超越国际主流电力仿真软件，有效促进我国仿真基础学科发展，实现我国配电网仿真技术从“跟跑”到“领跑”的跨越。
理论指导实践 推动能源信息融合成果落地
我国农村电网季节性负荷特征显著，长假、春灌等时段，农村用电负荷剧增，变压器可能出现过载甚至烧毁情况。电负荷高峰时“小马拉大车”、低谷时“杀鸡用牛刀”是当时配电变压器时常经历的两种极端状态。为了更好解决农村变压器供电问题，盛万兴带领团队开始变压器有载调容关键技术的攻关，历时十年坚持，自主创新研制了世界首台10千伏有载调容配电变压器及其系列产品，产生了可观的经济和社会效益。该项技术成果获得2020年度国家科技进步奖二等奖。
据统计，2007年以来，全国20余省市电网安装的10千伏有载调容配电变压器已达数万台，配电变压器过载烧毁事故大幅减少。“盛万兴团队的10千伏有载调容配电变压器解决了配电网负荷峰谷差异大、配电台区的安全运行难题。”当时某供电公司的配网运维人员赞叹道。
更大的考验接踵而至。2016年，全国光伏扶贫工程如火如荼，规模化的分布式光伏发电并网需求急剧增长，电网的承载能力和就地消纳能力面临着前所未有的挑战。工程需求倒逼科技突破。盛万兴带领攻关团队，在光伏板与崇山峻岭间寻找答案。经过4年1500多个日夜的不懈努力，突破了分布式集群规划、灵活并网装备、调度控制系统等关键技术，建成了世界上规模最大、渗透率最高的安徽金寨分布式可再生能源发电并网示范工程，助力安徽金寨县“光伏扶贫”、“精准脱贫”目标的实现，将“科技服务民生、示范造福社会”的理念落到实地。
从城乡电网改造到构建新型电力系统，盛万兴的科研生涯始终与国家需求同频共振。2024年，他再次牵头承担国家自然科学基金重大项目，致力于研究新型电力系统的系列新理论、新方法。时代命题不断更迭，但在他看来，“不变的是科技报国的初心”。夜幕降临，城乡万家灯火次第亮起，其中跃动的，正是让科技真正造福人民最生动的注脚。
原标题：从实验室到城乡电网：创新点亮万家灯火
