科技创新研究中心能源数字化研究中心

研究中心

• 

  王建民

  中心首席科学家

  清华大学软件学院院长、教授，国家杰出青年基金获得者、国家科技部中青年科技领军人才、“中国制造2025”路线图-操作系统与工业软件编写组长。

• 

  沈沉

  中心主任

  清华大学电机系教授、新世纪优秀人才；长期从事电力系统分析与控制、新能源发电、智能电网研究。

下属研究所

01

能源电力系统数字孪生研究所

研究所主要面向能源互联网仿真技术，开展大规模电网电磁暂态仿真、电力系统硬件在环仿真、多能互补耦合仿真以及能源互联网云运维等方向的研究工作。通过构建与实际能源系统实时映射的“数字孪生”模型，结合泛在设备传感器物联网的数据反馈，提供支撑能源互联网建模、仿真、规划、运维一体的数字孪生解决方案，为各相关行业提供强大的分析和辅助决策能力。

【了解更多详情】

02

装备数字化与智能化技术研究所

研究所专注于关键大型能源装备状态多维全息监测与故障智能诊断技术研究，致力于研发高端的电力设备在线监测与智能诊断仪器，为电力客户提供专业全面的电力设备检测诊断服务。

【了解更多详情】

03

能源大数据研究所

研究所依托清华大学软件学院、清华大学大数据系统软件国家工程研究中心的核心技术与力量，面向能源和装备制造业在数据领域的重大需求，从事产学研技术成果转化落地，发挥能源/工业大数据平台价值，促进能源和装备制造业的提质增效和创新发展，加快大数据技术与能源/装备制造业深度融合，助力企业降本增效、转型升级。

【了解更多详情】

04

数字化电力规划设计研究所

研究所核心成员毕业于清华大学等国内外知名高校，曾任职于国家电网公司各级管理部门和业务单位，在电力领域具有丰富的战略研究、规划设计、技术攻关和建设运营等方面的实践经验。团队聚焦电力领域“碳中和、碳达峰”、“新型电力系统”和“数字化转型”相关技术，致力于推动电网向能源互联网升级，为不同市场主体提供全方位解决方案。

【了解更多详情】

核心技术/产品

高性能能源系统云仿真与数字孪生技术

• 研发了具有完全自主知识产权的高性能电磁暂态云仿真平台CloudPSS，兼容传统的电磁暂态仿真软件模型和算例，支持多种先进的电磁暂态建模仿真方法，通过并行加速计算方法实现了计算效率的飞跃，完成了国内该类技术产品从无到有的突破
  

• 研发完全自主知识产权的综合能源系统仿真内核，通过多能流耦合仿真计算方法，根据用户录入的确定性边界条件，利用仿真结果评估综合能源系统运行状态，完成方案优选和规划设计过程

• 首创能源电力系统云仿真平台架构和应用模式，提出了仿真计算资源虚拟化构建和优化调度方法，实现安全隔离、灵活调度，同时可兼容先进计算硬件，体验极致仿真效率，形成了开放、共享、灵活的应用生态体系

研发产品：CloudPSS-EMTLab 高性能电磁暂态建模仿真平台

新一代电磁暂态仿真工具，统一模型支持潮流计算、电磁暂态仿真和硬件在环仿真计算等多种功能，提供面向大规模、细粒度复杂能源电力系统的精细化暂态建模及仿真功能

研发产品：CloudPSS-IESLab 综合能源系统仿真规划平台

整合热能、电能和气体等多种能源子系统，实现能量梯级利用，解决多种能源形式的综合能源系统仿真和最优规划设计问题，提高综合能源系统的安全性、经济性和环保性

研发产品：CloudPSS-XStudio 数字孪生工坊

由SimStudio、FuncStudio和AppStudio构成，采用低代码、快捷应用构建的设计理念，具备跨平台、易部署的特性，可大大降低数字孪生应用的开发门槛，加速面向海量场景的数字孪生应用开发

研发产品：CloudPSS-DSLab 源网荷储协同仿真平台

面向新型配电系统提供负荷预测、潮流计算、储能规划、无功优化、短路电流计算、可靠性分析、静态安全性分析以及技术经济分析等全方位的功能模块支持，支撑包括主、配电力系统规划、设计、运行和维护工作

*研发团队：能源电力系统数字孪生研究所

电力设备在线监测与智能诊断技术

• 针对电力设备的电气绝缘，机械振动声纹及热场分布，采用非接触式智能传感器实时监测设备绝缘和机械状态，通过专家系统及自学习系统进行综合诊断
  

• 针对主配网过电压和过电流，采用基于宽频电磁耦合的传感器进行实时监测，实现设备故障过程反演和故障精确定位

• 通过电力设备结构数字化，全过程数据深度挖掘，提高设备智能管控能力和运行可靠性，降低运行风险

研发产品：WBVM-102型GIL(电缆)设备宽频带电压在线监测及行波定位系统

将长距离GIL和电缆的故障定位精度从数百米提升至1米，成功应用于1100kV苏通综合管廊工程以及特高压南阳和武汉变电工程

*研发团队：能源装备数字化与智能化技术研究所

工业大数据技术

• 集数据规划、采集、预处理、存储、分析挖掘、可视化和智能控制等于一体
  

• 促进制造型企业产品创新、提升经营水平和生产运作效率

研发产品：“清华数为”工业大数据平台

支持海量机器数据的高效管理和快速价值挖掘，支撑企业从数据收集到数据变现全过程

*研发团队：能源大数据研究所

基于数字孪生的有源配电网规划技术

• 首次提出基于数字孪生技术的有源配电网规划原则、规划流程和配电网规划方案评价指标体系

• 改变依据负荷预测规划电网容量的粗放规划方式，实现分布式电源高渗透配电网的精准规划

• 提升地区配电网供电可靠性和可再生能源消纳能力，实现投资经济性最优

研发产品：多层级电力柔性可控负荷资源优化调控软件

在柔性负荷方面研发了多层级电力柔性可控负荷资源优化调控软件，对电网柔性负荷资源进行优化调控，实现可观、可测、可控

*研发团队：数字化电力规划设计研究所

咨询工作

应用案例

• 含高比例新能源和高比例电力电子装置的新型电力系统多时间尺度仿真精度和效率提升

  · 研究“碳达峰、碳中和”目标下综合能源系统规划及运行优化技术

  · 研究能源电力系统数字孪生模型构建技术及辅助决策技术

  · 研发面向能源电力系统的数字孪生应用集成开发平台，助力构建能源电力系统数字孪生应用

• 基于业务过程模型构建企业及数据体系关键技术

  · 构建数据资产管理体系关键方法及技术，实现多源异构数据综合集成方法

  · 研发能源企业数据分类分级的方法与工具，形成企业数据安全管理整体技术方案

  · 开展能源物联网多模态数据库设计及优化，进行企业试验测试与示范应用

• 基于新型电力系统的能源互联网示范项目在线和离线数字仿真工作

  · 选择典型示范区，利用数字孪生技术对示范区内的电网和设备进行数字化建模

  · 优化分布式电源、储能、柔性可调负荷的配置容量和控制策略

  · 提高新能源消纳比例及能源利用效率，实现基于数字孪生技术的能源互联网规划，验证新型电力系统条件下电网及其可调节资源的规划方法