闭幕式暨颁奖典礼现场
9月21日、22日,2025新域新质创新大赛决赛在青岛举办,经过激烈角逐,来自复旦大学智能机器人与先进制造创新学院的“数智赋能的分布式储能能量自治管理系统”成功入围决赛,并荣获高校组特等奖。
在“双碳”战略和新型电力系统建设的背景下,能源转型已经成为国家发展的重大战略任务。如何破解针对分布式光伏高渗透接入与海量电动汽车充电带来的新型电力系统稳定性挑战,成为电力行业和学术界共同关注的焦点。
智能机器人与先进制造创新学院孙耀杰教授、王瑜青年副研究员团队,依托产学研项目和成果转化,联合江苏为恒智能科技有限公司,成功研发“数智赋能的分布式储能能量自治管理系统”,不仅在理论方法和核心技术上取得系列突破,更在产业落地与高等级标准制定上实现引领。
团队现场合影
“储能系统是一个高度耦合、强不确定性的复杂系统。十年里,我们和电网公司、装备企业、工程院所一起,把‘状态难识别、协同难调控、安全难防控、集群难响应’一项项啃下来。”孙耀杰教授谈到,“今天我们能以‘数智赋能的分布式储能能量自治管理系统’拿下特等奖,不仅是一个阶段性里程碑,更意味着团队在储能智能化与自治化的路线图上,给出了自洽、能跑通、可规模化的‘中国方案’。”
从“难题清单”出发,把复杂问题拆成工程化模块
“我们最早做的是问题分解。”项目牵头人王瑜青年副研究员介绍,“一端是状态的真实可得,另一端是系统的自治可控。前者要把SOC、SOH等关键状态估准、估稳、估快;后者要让系统在多场景、多设备、多约束下能自己‘想清楚’并立刻‘做正确’。”
在状态感知上,团队提出融合物理机理与深度学习的混合建模框架,跨设备类型、跨复杂工况稳态/动态统一建模,并首创“特征匹配迁移学习”,把不同材料体系和工况差异“自动适配”,相关论文入选ESI高被引。“只有把状态估得‘准+快+稳’,自治控制才有坚实底座。”付诗意博士说。
在自治控制上,团队以“数智集成+多目标协调”为骨架:上承运行安全边界、寿命约束与经济效益,下接光伏输出、负荷侧波动、电价与调度指令。“我们把系统效率最大化、SOC约束统一进一个优化空间,并让系统在场景切换时能平滑过渡、避免抖动。”王瑜青年副研究员解释。
系统自洽,从集群协同到工程化解决复杂机理
“储能不再是单台设备的优雅,而是多变流器、多站点的群体智慧。”团队发明了基于时间敏感网络(TSN)的快速工业总线与分层分布式协议,快速响应并自动识别与参数下发,“这让工程调试周期相比传统方法大大缩短。” 孙耀杰教授谈到,“多机并联一定会遇到环流与共模电流问题,越做大规模越是硬骨头。”团队提出多电平中点共模电流解耦与并联载波移相自同步环流抑制方法,在多机并联实测中,功率实现高精度分配。“说白了,就是在保稳定的同时,把并联系统的‘暗涌’拉直。”孙耀杰解释,“我们做了大量验证,把问题一次次‘复盘—重放—修正’,直到在极端扰动下也能稳住。”
安全,不是‘万一’,而是‘一定’要有答案
“安全是系统级的,不是BMS一家之事”,王瑜青年副研究员强调,“团队把变流器电弧故障与电池热失控纳入一体化安全管控,以主动检测信号+被动时/频域敏感区分析方法,实现直流电弧高可靠检出。把SOC安全区间、热管理策略与源荷调度策略联动,形成多层级安全约束闭环。安全的本质,是把‘不确定’变成‘可治理’。上述指标均经第三方测试与工程验证固化到系统中。”
“场景不是孤岛”,功能复用与工作点平滑切换
“我们在大量项目的海量数据里发现,光伏出力平滑、负荷跟随、峰谷套利等场景的响应链路,有可复用的‘共脉络’,这就为工作点之间的平滑切换提供了基础”,团队核心成员分享到。
项目组把“效率最大化—SOC约束—安全边界”共同刻画像,将多场景—多功能协同优化抽象为统一的“可行域”问题;与此同时,在VPP/需求响应/现货市场等多机制并行下,引入多智能体强化学习(MARL),把家庭能源管理(HEMS)与虚拟电厂(VPP)做软链接,实证显示用能成本最高可下降约20%。“从技术观感看,就是系统自己‘找准点’,既保安全边界,又追求经济指标。”
打破技术壁垒,实现全球化应用
项目形成发明专利33项、软件著作权23项的知识产权矩阵,覆盖非确定性建模与状态估计、数智集成与安全管控、集群协同与交易三大技术簇;论文31篇,发表于Applied Energy、ACS Energy Letters等能源领域旗舰期刊,并获ESI高被引;第三方鉴定认为“整体技术处于国际先进水平,电池状态估计精度达到国际领先”。“技术可信+学术可检”,让项目能够跨行业、跨区域复制推广。
如今,该系统已由相关合作单位采用,在国内外多个国家和地区形成应用,落地数百个光储/光储充/分布式储能电站:东海鸡骨礁风光柴储一体化项目保障“水上第一国门”灯塔,极端海况下稳定运行;爱沙尼亚零下环境、马来西亚热带高温等场景验证了系统的多气候适应性与可靠性。
项目展位
从“特等奖”再出发,以标准化与系列化走向更大规模
“我们把这次特等奖当作新的起点。”王瑜青年副研究员表示,“团队将完善标准体系,推动从单站点—到园区—到区域级能量自治的中国主导的标准建设与国际推广;加速产学研成果规模化落地,覆盖户用、工商业、光储充一体化全景应用;深耕VPP与现货机制融合,形成‘技术—市场—政策’三位一体的价值闭环;拓展国际合作,以全球可复制为目标输出中国方案。我们更在意的是体系能力的可迁移:换电池、换场景、换机制,也能跑得稳、跑得好。”
从“设备能握手”到“系统会自治”,从“单点性能”到“生态能力”,复旦大学“数智赋能的分布式储能能量自治管理系统”以工程化的笃行与科学化的方法,给行业端出了一道“能复制、可推广、可度量”的硬菜。2025年新域新质创新大赛特等奖既是对十年攻关的肯定,更是对中国智慧能源走向全球的殷切期待。接下来,这套“自治的大脑+安全的筋骨+高效的经络”,将继续在新型电力系统的广袤场景中,释放更大的社会价值与产业动能。