SimuNPS-SuperCA

一、平台定位

SimuNPS-SuperCA电碳协同数字李生平台是科梁科技依托SimuNPS系列强大基础仿真能力及规划平台SuperPlan、运行平台SuperOperation、便捷的第三方算法接口，融合能源流、流与经济流分析能力，为规划运行人员、园区业主、能源服务商、碳管理人员打造的电碳协同仿真分析与辅助决策平台。

平台以能源系统数字挛生模型为基础，将能源生产、传输、转换、存储和消费过程与碳排放全过程进行动态映射，贯通电、热、冷、气等多种能源形态及其对应的碳排放关系，实现碳排放核算、碳排放溯源、破流追踪、责任分摊、预测分析和动态监测。通过建立不同区域、设备、用户、产品和业务环节的碳排放数字画像，回答“碳从哪里来、流向哪里、由谁产生和承担、当前排多少、未来排多少”等关键问题，使碳排放管理可实时感知、可动态计算、可追溯分析、可预测推演，为碳排放评价、碳资产管理、减碳目标制定和低碳运营提供统一的数据与模型基础。

平台贯通“减碳目标-路径规划-方案比选-运行优化-执行校核-效果评估-滚动修正”全过程。在规划阶段，依托SuperPlan的方案生成、多专业仿真校核和投资经济性分析能力，将碳排放目标融入新能源、储能、网架及用能方案设计，形成兼顾安全、经济和减碳目标的最优实施路径；在运行阶段，依托SuperOperation的实时断面、计划校核、风险分析和策略优化能力，结合新能源、负荷、储能、能源价格及动态碳排放因子，开展电碳协同运行优化，实现碳排放看得见、来源追得清、减碳路径算得出、运行策略可验证、实施效果可量化。

二、总体架构

SimuNPS-CA电碳协同仿真平台采用分层式平台架构设计，由应用层、协同分析层、核心计算层和基础平台层组成。四层架构既保证了规划、运行、低碳评估等业务应用的灵活构建和快速扩展，也保证了底层电力系统计算、碳流分析、多目标优化、大规模数据处理以及分布式计算能力的可维护性、可扩展性以及第三方算法的快速接入，实现从数据管理、模型管理到仿真分析和决策支持的完整闭环。

应用层面向规划设计人员、电网运行人员、园区能源管理人员以及科研人员，提供电碳协同分析所需的业务应用和专业工具。用户可以基于统一的数据和模型体系，快速开展规划仿真、运行仿真、低碳评估以及场景分析工作。通过图形化方式构建研究场景、制定分析方案、管理仿真任务，并通过统一的结果分析体系实现电网运行状态、碳排放水平、碳流分布特征以及优化策略效果的综合评估。

协同分析层是平台实现电力系统与碳排放体系协同分析的核心业务层，协同分析层负责完成电力潮流与碳流联合计算、电碳协同优化、新能源消纳与减排效益分析、电力市场与碳市场耦合分析以及多场景、多时间尺度联合评估，实现安全性、经济性和低碳性的统一评价与优化，是平台实现电碳协同决策支持的核心支撑层。

核心计算层是平台的计算、求解与第三方算法调用中心，负责完成电力系统物理过程仿真、碳排放计算以及各类优化问题求解，为上层应用提供统一的计算服务。核心算法可以是科梁公司已有的基础仿真能力，也可以通过强大的第三方算法接入能力，调用用户指定的第三方软件。该层负责完成电网运行状态计算、碳排放核算、电碳协同优化、多模型耦合以及批量场景分析，是平台实现高精度、高效率和高扩展性的关键。

基础平台层为系统运行提供统一的软件基础设施和硬件资源支撑，保障平台在大规模模型、多场景分析和复杂优化任务下的稳定运行。基础平台层面向工程化部署和平台化运行，通过单机多核并行、CPU+FPGA加速计算以及多机分布式协同计算，支撑从园区级、场站级到区域级和省级电网规模的电碳协同分析应用，并为云化部署、在线分析和数字孪生应用提供统一基础支撑。

三、典型应用

SimuNPS-SuperCA是在科梁科技研发的规划平台SuperPlan、运行平台SuperOperation基础上,开发的具有自主知识产权的电碳协同数字李生平台，面向区域能源系统、新能源场站、零碳园区、数据中心及多能协同等场景，贯通减碳目标制定、规划路径推演、运行策略优化、碳排放追踪及实施效果评估全过程，实现能源流、碳流与经济流协同分析，为用户提供可量化、可追溯、可执行、可持续优化的减碳辅助决策支持。

1.系统级低碳规划与减碳路径推演

面向区域电网、配电网、增量配网及区域综合能源系统，结合负荷增长、新能源发展、能源结构调整和阶段性减碳目标，开展碳排放预测、碳排放溯源、新能源消纳及减碳路径推演。平台可综合评估新能源接入、网架改造、储能配置、绿电替代及能源结构调整等措施对供电能力、系统安全、投资成本和碳排放的影响，形成不同时间阶段、不同减碳目标下的实施路径和方案比选结果，为区域能源规划、碳达峰碳中和路径制定及低碳转型决策提供支撑。

2.场站级电碳协同规划与运行优化

面向新能源基地、风光储场站、制氢站及多能耦合能源场站，建立覆盖能源生产、转换、存储和外送全过程的碳排放数字李生模型。在规划阶段，可综合分析新能源、储能、制氯等设备容量配置及运行方式对投资收益、绿电利用率和全生命周期碳排放的影响；在运行阶段，可结合新能源预测、储能状态、能源价格及碳排放因子，对功率分配、储能充放电及设备运行策略进行电碳协同优化，在保障安全稳定运行的同时提高绿电利用效率、降低单位能源或产品碳排放，为场站低碳规划、运行优化及减碳效果评估提供依据。

3.园区级碳排放数字孪生与零碳运行

面向零碳园区、绿电直连、数据中心、算力中心、工业园区及源网荷储氢氨醇一体化场景，建立覆盖能源供应、转换、存储、消费及生产环节的能源流和碳流数字孪生模型，实现园区碳排放动态核算、来源溯源、流向追踪和责任分摊。平台可结合新能源、外购电、储能、柔性负荷、需求响应及多能源系统，开展容量规划、能源平衡、绿电消纳和运行策略优化，在满足安全生产和供能可靠性的前提下，实现运行成本与碳排放协同优化，为园区低碳规划、零碳运行、碳绩效评价及持续减碳提供决策支持。

4.减碳目标管理与规划运行闭环优化

面向企业、园区及区域能源系统的中长期减碳目标管理，将年度及阶段性碳排放目标分解到不同区域、场站、用户和设备，持续跟踪实际碳排放与目标路径之间的偏差。平台可基于实际运行数据验证规划阶段制定的减碳路径和措施效果，并根据新能源发展、负荷变化、能源价格及实际减碳进度动态调整规划方案和运行策略，形成“目标制定一路径规划一方案实施一运行优化一碳排放追踪一效果评估一滚动修正”的闭环，实现减碳目标有路径、实施过程可追踪、偏差原因可分析、优化措施可验证。