科技创新研究中心电力碳中和研究中心

研究中心

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  康重庆

  中心首席科学家

  清华大学电机系系主任、教授，清华大学能源互联网创新研究院院长，清华四川能源互联网研究院院长，IEEE会士，IET会士。国家杰出青年科学基金获得者，入选第二批国家科技创新领军人才。主要研究方向为电力系统规划、电力系统优化运行、能源互联网、可再生能源、负荷预测、电力市场。

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  张宁

  中心主任

  清华大学电机系长聘副教授、博导，中国电机工程学会高级会员，IET Fellow, IEEE 高级会员，国家级青年人才；长期从事电力系统规划、低碳电力系统、多能源系统、可再生能源消纳、云储能等关键领域研究。

下属研究所

01

能源互联网交易与运筹研究所

研究所聚焦能源互联网优化运行、电力市场、电力人工智能、源网荷储互动等领域，在建模理论、机制设计、优化算法和系统研发方面积累了丰富的实践经验，在AI驱动的电力负荷预测、输电网前瞻调度、配网优化运行领域开展相关研究，致力于实现资源高效优化配置和价值公平分配，提供能源互联网交易运营和运筹决策的解决方案，推动能源互联网市场机制与核心技术创新。

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02

能源信息系统智能分析研究所

研究所聚焦电力生产运行、发电厂等领域的智能信息技术，专注于全周期数据管理与建模分析、网络安全技术研究与应用、工业控制系统与装置研发、物联网平台与装置研发及咨询服务、数字化电力规划服务等。

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03

虚拟电厂与辅助服务技术研究所

研究所依托国家级、海外高层次等杰出人才，以新型电力系统建设为核心，开展虚拟电厂负荷管理和协调调度优化、能源数据分析AI智能算法和建模应用、工业负荷能源智慧运行与高效管理、终端设备人工智能交互和微服务等前沿理论及技术研究，发挥虚拟电厂、低碳能源数字化、新型负控设备等技术实践优势，探索源网荷可控资源的柔性互动，提高可再生能源消纳和电网稳定，促进能源低碳高效利用。

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04

低碳城市能源系统研究所

研究所以清华大学电机系智慧能源课题组的相关理论研究成果为基础，围绕电力系统低碳规划、电力碳计量技术以及云储能技术等领域开展理论研究与研发示范工作，已开发电力系统低碳规划与运行模拟平台、电力系统碳计量平台与碳表系统、云储能规划与运行模拟平台等关键装备，致力于为电力系统规划与运行、云储能商业模式设计提供辅助决策工具和技术咨询，为实现电力系统精准碳计量提供解决方案与实现手段，助力电力能源系统的低碳转型。

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05

电力市场与碳市场研究所

研究所聚焦行业前沿，汇聚行业专家，依托政府咨询、工程建设、软件开发等方面的研究经验、丰富的电力行业政企资源、强有力的专业技术支撑，长期深耕电力市场理论与机制设计研究、关键技术与仿真分析、电力市场与碳市场耦合等研究方向，致力于构建以现货市场为核心、促进时空优化配置、激励供需双边互动的电力市场体系，为解决国家能源转型和市场化改革实践中的具体问题持续助力。

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06

能源消费智能化研究所

研究所聚焦双碳目标下的能源消费侧智能化转型趋势，研究高效、低碳、柔性的能源消费转型关键技术，开展热泵、充电桩等关键用能装备特性建模与仿真、用能行为分析及关键用能装备优化运行策略研究，研制关键用能装备管理控制终端与调控系统，策划城市/园区能源消费结构转型与双碳发展示范，以能源绿色转型助推经济社会绿色高质量发展。

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07

电力物联网安全技术研究所

研究所专注电力物联网安全，聚焦三大领域开展相关工作：一是小型电源并网安全，通过接入控制、动态监测实现第三方电源全流程风险管控；二是能源信息系统安全，基于业务流与终端特征分析，构建数据共享、交互及通信的多维防护；三是安全策略可视化，依托场景建模实现防护路径可视化，动态调整策略降低暴露风险。研究贯通风险评估、防御优化与主动监测环节，形成电力物联网全链条安全闭环体系。

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08

电网运营人工智能应用技术研究所

研究所致力于多模态人工智能技术在电力于电网行业的深度融合与规模化应用，围绕国家数字化智能化发展战略，聚焦能源领域的技术创新和实践。依托大模型、RAG（检索增强生成）、APA（智能体流程自动化）等前沿技术，构建国内一流的人工智能研究平台和高质量样本库，积极探索研究配网诊断规划、源荷预测与辅助决策、仿真分析与调度运行、智能运维与检修管控以及用户全过程智能服务等电网专业与运行场景的AI融合应用技术。

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核心技术/产品

源网荷储互动运行关键技术

• 聚合分布式能源资源，实现从微网到配网、到输电网、到跨区电网的协同优化

• 构建安全、可靠、经济、低碳等多维指标体系，为能源互联网优化运行提供科学决策支撑

• 研究源网荷储中的调度运行、规划、固定成本分摊、储能价值量化评估与运营策略等方法，解决源网荷储互动运行各环节面临的难题

• 利用高效组合优化技术，提升源网荷储互动运行中复杂计算的求解效率

  
  

研发产品：面向源网荷储互动的系列产品

系列产品以支撑源网荷储互动运行为导向，包括电力系统全自主可控优化引擎、电力现货市场出清核心求解引擎、全成本电价机制设计、虚拟电厂智慧能源管控平台、储能规划与运营一体化平台，应用于电网发输电检修计划优化、网络拓扑结构优化、电力现货市场出清、虚拟电厂交易运营与调度控制、储能建设与运营管理出清等场景

*研究团队：能源互联网交易与运筹研究所

全周期数据模型管理与可视化建模技术

• 基于高性能内存迭代计算引擎，实现多节点并行挖掘以及亿级数据秒级处理能力
  

• 算力可实时横向扩展，不受传统单机计算性能和硬件存储数据量的限制

• 提供镜像发布功能，可将模型服务封装成镜像，使其能够脱离平台环境，实现边缘硬件的智能化赋能

• 支持“数据治理-模型研发-应用开发-工作调度-服务发布”完整的可视化闭环开发与部署

• 通过拖拉拽的便捷化开发方式，将软件应用开发与部署时长降低95%以上，节省人力与运维成本

研发产品：EILAB Studio 全周期数据模型管理平台

• “五化”优势：数据管理分析统一化、底层硬件无感知化、分布式处理自动化、无编码建模及可视化、分析结果应用市场化

• 可无缝完成数据读入、处理、建模和应用，满足大数据与机器学习开发、运营、管理有关需求

• 产品已在南网科研院电力仿真云平台、海油石化加氢装置大数据建模平台等100余个工商业场景部署应用

*研发团队：能源信息系统智能分析研究所

虚拟电厂技术服务&IoT解决方案

• 开展虚拟电厂（VPP）云平台架构功能优化设计，实现控制层信息和指令的互通与实时控制

• 以云端虚拟信息调控方式打破发电侧与用户侧物理界限，提升新能源并网消纳能力

• 依托物联管理中心和能源数据中心实现负荷全局实时监控，在保证数据安全前提下实现数据服务能力不断迭代精化

• 构建资源优化配置和动态组合算法，进行分布式新能源、电动汽车、储能等多设备精细化运行评估，深度参与削峰填谷、调频和备用

研发产品：新型电力负荷管理系统

通过源网荷侧负荷管理系统交互贯通，提供从用户负荷调研摸排到负荷接入全流程服务支撑，具备实时柔性调节能力

*研发团队：虚拟电厂与辅助服务技术研究所

电力碳中和战略规划与碳实时监测计量关键技术

• 研发电力系统全环节碳表装置，计量结果满足联合国气候变化公约提出的“可测量、可报告、可核实”的“三可”原则

• 实现电力系统源、网、荷三侧电碳信息的“分钟级”实时碳计量和“用户级”精细碳计量

• 研发电力系统全景碳计量平台，可视化展示碳流由源侧传递至荷侧的全景流动图形，为开展多元碳服务提供支撑

• 研发面向碳达峰碳中和的源网荷储一体化规划平台，实现源网荷储协同的 8760 小时全景运行模拟，实现高比例新能源电力系统短期战术决策与长期战略规划

研发产品：电力系统全景碳计量服务平台

发布全国首个电力系统全景碳计量服务平台，解决电力系统碳排放的实时、精准计量问题，为电网企业开展碳管理、碳规划、碳分析，以及电力用户开展碳响应提供数据基础与决策依据

研发产品：电力系统全环节碳表装置

研发国内首个用于电力系统全环节实时碳计量的碳表装置，有效量化电力系统碳排放流数据，精确计量电力用户用电碳排放，支撑产品碳耗量的标签化

*研发团队：低碳城市能源系统研究所

电力现货市场出清模型及关键技术

• 构建了省级、区域现货市场的出清机制和出清模型；

• 基于各类信息、条件和程序组合进行优化计算，出清得到日前市场交易结果；

• 可在保证电网安全的前提下，优先调用系统中报价最为便宜的机组。

*研发团队：电力市场与碳市场研究所

园区低碳综合能源规划设计技术

• 参数化能源-环境规划系统模型（Parametric Energy-Environment Planning System，PEEP）

• 以经济性与碳排放为目标的设备容量配置与逐时运行状态优化算法，采用三层仿真架构，支持组件动态扩展与多维敏感性分析

• 基于电力大数据的能源消费结构推算及其在电气化潜力挖掘、碳排放计量当中的应用

研发产品：碳见 Carbon Insight™平台

预测区域中长期碳排放，规划制定针对性减排目标，通过调整“减排工具箱”提供的举措时序与强度，规划区域减排路径，进行技术经济性评价。

研发产品：碳规 Carbon Design™平台

面向负荷及减排需求，深度分析能源供需、精确进行双碳新能源项目策划的规划投资决策辅助系统。可加载全国地市级风光资源与能源价格数据，提供超过20类组件搭建低碳综合能源系统模型，实现8760小时计及冷热电氢多能耦合的综合能源系统容量优化与运行优化，较传统基于EXCEL的方式至少节约30%的时间。

研发产品：碳测 Carbon Monitoring™平台

碳测致力于实现碳排放从源头到终端的一体化管理，包括用能对象或工艺环节的能效碳效评估及电碳耦合计量，可应用于各种类型的用能单位，包括单体建筑、综合园区、工业用户等。

*研发团队：能源消费智能化研究所

电力物联网安全关键技术

• 基于物联网特征设计，利用智能学习技术分析网络流量，发现各类非法行为，阻断非法设备，保护物联网系统和数据安全

• 融合众多先进安全检测技术和理念，，对网络进行快速扫描检测，及时发现各类安全隐患，以便用户排查整改，全面提升网络整体安全性

• 快速发现识别技术，包括各类型资产，结合智能学习提高资产发现的精度，实现资产全面掌控、精确管理

*研发团队：电力物联网安全技术研究所

人工智能平台与APA智能体技术

• 平台融合AI-Agent、RPA、知识中台、对话式BIe

• AI-Agent通过智能决策与执行，优化业务处理流程

• RPA实现流程自动化，提升企业运营效能

• 知识中台提供统一的数据管理和知识推理，支持复杂问题的高效解决

• 对话式BI通过自然语言交互，直观呈现数据洞察，提升决策体验

• 平台突破传统AI局限，结合大模型趋势，精准支持智能化企业运营，助力未来发展

  
  

研发产品：人工智能平台（知行平台）

以数智运营平台为统一入口，全面融合AI Agent、RPA、知识中台、对话式BI、集成应用等技术，以“全知全行”为产品理念，构建企业级智改应用工厂，充分发挥平台独有的组合式AI及人机交互增强的技术优势，一站式赋能大模型趋势下企业数智化转型。

*研发团队：电网运营人工智能应用技术研究所

咨询工作

1

四川电力现货市场工作专班

• 2021年4月26日，四川经信厅牵头组建了四川省电力现货市场建设试点工作专班，能源互联网交易与运筹研究所抽调骨干人员参与，为四川电力现货市场规则设计提供咨询意见，为政府决策提供支持。

2

推动储能可持续发展的规划与运营机制设计

• 中心团队深度参与了国家电网与南方电网在储能领域的多项咨询项目，聚焦抽水蓄能与新型储能的协同发展、储能成本机理及市场化交易机制设计等关键问题，为储能行业政策制定、市场机制优化提供了专业建议与实践方案。

3

承担多项国家级、省部级电力市场政策机制咨询服务

• 中心主任陈启鑫教授作为电力体制改革方面专家参与国家能源局推进电力现货试点工作会、国家发改委“关于新能源电力逐步参与电力市场交易”专家咨询会、国家发改委、国家能源局推进非试点地区现货市场建设方案讨论会、我国统一电力市场建设研讨会及工作组等。

应用案例

• 智能电网示范工程——发输调度互动控制策略与系统

  · 基于国网宁夏电力公司《以多环节综合互动为特征的智能电网综合示范工程》研发了发输电环节互动控制策略与调度互动系统

  · 利用发输电环节互动控制策略，相比发输电互动前，新能源消纳电量在发输电互动后大幅提高

  · 实现对电网发输调度互动的在线分析，有效降低人工成本

• 工业园区智能用电系统

  · 利用核心算法精细化表现工业园区用户的用电曲线约束和移峰意愿

  · 高效辅助工作人员制定工业园区的有序用电方案，并提供有效的需求响应策略

• 南网科研院电力仿真云平台

  · 将自定义智能算法集成到算子平台，实现零编码共建共享，解决烟囱开发问题

  · 大幅度提升建模仿真和软件开发效率，项目开发周期平均缩短80%

  · 通过拖拉拽的便捷化开发方式，将传统的软件应用开发与部署时长降低95%以上

• 海油石化加氢装置大数据建模平台

  · 将数据采集到模型部署的时间由1周大幅缩短为2小时，极大提升建模分析效率

  · 产品质量合格率维持在99%以上，显著降低废氢排放，降低生产成本

  · 通过专题数据集固化先验知识，实现机器学习预训练模型在炼化工业建模的首次应用

• 电力系统调度优化问题自主可控高效求解引擎

  · 面向新能源高占比场景下电力系统高效可控智能决策需求，依托国家重点研发计划项目，研发自主可控电力系统优化求解引擎
  

  · 开发智能电网发电调度计划软件，高效解决调度决策组合爆炸的难题，应用于我国10余个区域/省级电网，并有力支撑南方区域现货市场建设

  · 相关成果获第一届能源电子创新大赛电力用国产求解器赛道二等奖

• 国内首个电力系统全景碳排放流分析平台

  · 在江苏常州、南京等地对电力碳计量技术及碳表系统开展了示范应用，努力打造电力间接碳排放核算的中国方案

  · 解决了电力系统间接碳排放的实时、精准分析问题，为电力系统间接碳排放的核算提供了更精细的时空分析维度，实现碳排放流在电力网络中的分布特性与机理的量化分析

• 国网及各省市电力需求响应项目

  · 先后支撑国网完成各省市的需求响应示范项目建设

  · 保障各省市需求响应正常执行，节省电厂建设经济成本和碳排放环境成本

• 国家电网物联网态势感知平台

  · 对国家电网物联网整体安全态势集中感知、集中分析、集中处置的需求，从多个维度感知物联网安全状态，建设物联网安全防护体系

  · 打破数据孤岛，提高安全运营效率，实现全网资产集中管控、终端隐患实时监测、安全威胁实时感知