孙秋野：第九届吴文俊人工智能技术发明奖二等奖获奖者
九年磨一剑，AI先锋齐聚一试锋芒。11月29日—12月1日， 由中国人工智能学会主办的“第九届吴文俊人工智能科学技术奖颁奖典礼暨2019中国人工智能产业年会”将在苏州隆重举办。届时，学会将对81个成果授奖。
伴随智能科技的不断深化，人工智能正在全球范围内蓬勃兴起，大批AI科技先锋不断涌现，他们以优质的科技成果大力推动了人工智能的发展。自2011年学会设立“吴文俊人工智能科学技术奖”以来，该奖项已成为我国表彰、鼓励科技从业者及企业的至高荣誉殿堂。
为全面实施创新驱动发展战略，贯彻落实国家《新一代人工智能发展规划》，通过推荐评选优秀的智能科学技术成果，切实调动广大智能科技工作者的积极性和创造性，表彰获得2019年度吴文俊人工智能科学技术奖的学者与专家，促进人工智能技术在各行业领域赋能，大力提升我国智能科学技术创新与产业化发展水平，加快建设成为世界人工智能创新中心和应用高地，中国人工智能学会将于 2019年11月29日—12月1日在苏州隆重举办“第九届吴文俊人工智能科学技术奖颁奖典礼暨2019中国人工智能产业年会”。诚邀您莅临本届颁奖大会，共襄盛举。
孙秋野，东北大学教授，博士生导师，享受国务院政府特殊津贴，教育部新世纪人才，“兴辽英才计划”科技创新领军人才，辽宁省百千万人才（百人层次），沈阳市高层次人才（领军人才），东北大学曙光学者。荣获2019年吴文俊人工智能技术发明奖二等奖。
获奖人物介绍
孙秋野，东北大学教授，博士生导师。担任《自动化学报》、《中国电机工程学报》、《控制与决策》等国内外权威期刊编委，兼任自动化学会能源互联网委员会秘书长、中国自动化学会控制理论专委会新能源学组副主任、中国人工智能学会智慧能源系统专委会，中国能源研究会能源互联网专委会，中国电工技术学会能源互联网装备技术专委会等多个专委会委员。主要研究方向为能源互联网的建模与优化运行，分布式多能源综合互补优化，多智能体协调控制，机器学习及其在能源系统中的应用等。近5年发表学术论文101篇，SCI检索37篇，在IEEE汇刊以第一/通讯作者发表长文8篇（其中ESI高被引论文1篇），论文SCI引用600多次。申请授权发明专利119项（校企联合申请30项，国际专利7项），转让9项（转让金额近200万元）。出版著作、教材5部（其中英文专著1部）。作为主要完成人曾获得国家科技进步二等奖、辽宁省技术发明一等奖、教育部科学成果二等奖、国际发明展金奖等重要奖项十余项。主持国家自然科学基金、国家电网重大攻关课题等多项科研课题，累计合同额超两千万。组织国际会议微网专题3次，完成专题报告6次。
获奖项目简介
项目名称：智能配电网安全高效调控关键技术及应用
所获奖项：2019年吴文俊人工智能技术发明奖二等奖
主要完成人：孙秋野，刘鑫蕊，马大中，黄博南，杨珺，张化光
完成单位：东北大学
项目先后获得国家自然科学基金、国家电网重大课题等资助（累计合同额6223万元），其中，2009年获得国家自然基金委的第一个智能电网领域基金资助，2012年获得国家电网公司第一个配电网领域的公开重点攻关课题，2014年获得国家自然基金委首个“电力物联网”重点项目。
针对大扰动下广域配电网分布式能量动态平衡的电力行业共性问题和智能配电网核心装备高效自主可控的国家卡脖子问题，建立了一套拥有完全自主知识产权的智能配电网安全高效调控方法、装备和系统，核心技术打破欧美垄断。主要创新点如下：
1. 在国际上首次提出了自能源的体系结构。所发明的非侵入式自能源检测装置可以实现分类识别准确率≥98%，远高于国内外同类水平。
2. 首创了分布式交/直能量自适应变尺度互济调控技术，实现了能量相间、交直、源荷全面互济。所研发的单三相能量转化装置最高转化效率为98.8%，目前已开始规模量产。实现了智能配电网内功率裕度的动态自适应调配。
3. 发现并研究了配网扰动产生传播机理，研发了国际第一台能量振荡主动阻断装置，实现了智能配电网主动致稳调控。该装置致稳介入时间小于10毫秒，平抑能量波动大于1MW/s。成果已应用于内蒙古、辽宁等地电网。
4. 提出了多智能体分布式协同调控策略，构建了智能配电网安全高效调控系统。通过源网荷储的立体协同，既实现了可再生能源的高效消纳，又保障了配电网的安全运行。
项目研发的硬件设备及软件系统先后通过了国网电科院、中国电科院、中国电力工业设备检测中心等10家权威部门的检测，主要指标高于同类产品。
申报团队以第一发明人申请/授权发明专利96项（已授权中国发明专利53项，美国发明专利6项，欧洲发明专利2项），获5项国际发明展金奖，专利转化实施率超过80%。已应用于全国14个省的区域配电网，及100余家风电场和光伏电站，服务供电人口逾2亿，增收节支超过30亿元。牵头/参与制订国家/国际标准5项，成果被收入《能源互联网发展白皮书》、《控制科学与工程学科发展报告》等行业重要文献。
获奖理由：电力是国家的能源支柱和经济命脉。东北大学孙秋野教授团队历经12年完成的《智能配电网安全高效调控关键技术及应用》，在国际上首次提出了“自能源”及其系列技术体系及装备，首创了综合能量相间、交直、源荷全面互济调控系列技术和装备，并形成了智能配电网安全高效调控系统，解决了大扰动下广域配电网分布式能量动态平衡的电力行业共性问题和智能配电网核心装备高效自主可控的国家卡脖子问题。以第一发明人申请/授权发明专利96项，获5项国际发明展金奖。
团队及实验室简介
东北大学信息学院电气自动化研究所能源互联网与智慧能源团队现有教授2人、副教授4人，在读博士生15人、硕士生54人。团队集多能源互联网及其智能控制的基础理论研究和前沿技术研究与开发为一体，主要研究方向为能源互联网的建模、控制、优化、交易，电力系统网络化控制、主动配电系统协同控制、输配电系统保护与故障分析、微电网能量控制、智能配电网高可靠性供电技术等。
团队在国际上首次提出了“自能源”的体系结构，依托该智能终端枢纽实现了大区域能源互联网络的建模、控制、优化和交易，全面实现了能源的低碳排、低成本和高品质供给。研发的能量路由器首创了多能、相间、交直、源荷全面互济调控技术，在与主能源网能量互通、高度自治的同时，与自能源群体间协同互济，实现了纵向源网荷储协调、横向电气冷热互补的能量自由高效流动，解决了用能高峰时段刚性能源供应不足与柔性能源需求过剩之间矛盾的行业公认难题，最高能量转化效率达98.8%。研发的能源自-互-群立体协同系统是能源互联网群体智慧的核心，它驱动着信息与能源高度共享和深度耦合，实现了智能终端的边缘自适应、自组织和自平衡；实现了能源互联网的群智优化；实现了大规模能源系统的全局安全高效运行。
团队完成多项国家自然基金重点项目、国家自然基金面上项目、省部级科研项目及国家电网公司科技项目，累计合同额近亿元，其中包括2009年国家自然基金委的第一个智能电网领域基金资助，2012年国家电网公司第一个配电网领域的公开重点攻关课题，2014年国家自然基金委首个“电力物联网”重点项目。在国内外权威期刊发表论文200多篇，SCI收录100多篇，ESI高被引论文10篇，授权发明专利150多项，美国、欧洲专利10项，出版专著、教材20余部，包括国内第一部《能源互联网》专著。获得国家科技进步二等奖1项、日内瓦国际发明展、纽伦堡国际发明展、匹兹堡国际发明展等国际发明金奖10余项。
新一代配电网特性：智能化
Q:在您看来，相比于传统配电网，智能配电网主要的优势和创新点体现在哪些方面？
孙秋野：传统配电网也可称为被动配电网，其运行、控制和管理模式都是被动的，存在网架结构薄弱、配电自动化覆盖率低、配电设备运行不经济等问题。
那么针对这些问题，有了关于智能配电网的概念和建设，对此，美国能源部、欧洲能源联盟、中国国家电网都有过定义，侧重点虽然略有不同，但也都认为智能配电网应该具有几个特性：
1) 自愈能力。
2) 更高的安全性。
3) 更高的电能质量。
4) 支持可再生能源的大量接入。
5) 用户能够更好的主动参与。
考虑到广域性、分布性及用户随机性，新一代配电网最重要的特性就是智能化。
智能配电网以数据监测和状态感知为基础、公共信息模型为支撑、通信与信息安全为保障，通过配电网自动化、信息化、互动化的高度集成，实现配电网的主动优化控制、灵活高效运维和智能决策，可以适应多元化源荷快速发展，满足用户多样性需求。
国际配电网趋势：新能源投入
Q:目前国际上对于智能配电网技术的研究和应用取得了哪些成就？有哪些地方值得我们借鉴？
孙秋野：美国的智能配电网着力于推动可再生能源发展、注重商业模式的创新和用户服务的提升。欧盟依靠大西洋海上风电和太阳能实现可再生能源大规模集成的跳跃式发展，并制定了一整套能源政策，向用户提供可靠便利的能源服务，形成低能耗的能源发展模式。国外这些智能配电网拥有更高占比的新能源投入、更灵活多样的电力市场政策，这些都值得我们借鉴。
14个省区域配电网，100余家风电场和光伏电站
Q:您的研究成果目前有哪些实际的应用？在实际应用中是否遇到了理论研究中没有考虑到的问题？您和您的研究团队是如何处理的？
孙秋野：团队经过12年的研发，核心成果已应用于全国14个省的区域配电网，以及100余家风电场和光伏电站，解决了大扰动下广域配电网分布式能量动态平衡的电力行业共性问题，实现了可再生能源的高效消纳，同时保障了配电网的安全运行。以配电网建模为例，配电系统是一个典型混杂非线性系统，由于它的电气运行数据和信息控制数据形式多样多维耦合、异构主体控制响应时间尺度不一、控制变量描述和特性差异大以及存在多类型不确定性的特点，在理论研究中一般是要求在某些特定类型工况下分析其动态过程，在这个过程中也就不可避免会存在假设、简化、甚至应用盲区，这也是理论研究用于实际应用中最常见问题。针对这一问题，我们团队恰好利用了配电网存在的多类型连续的不确定性（负荷突变、新能源出力突变）和离散的不确定性（不完备拓扑、量测异常、信息传递错误、故障注入、动态恢复）作为触发事件，进而分析配电网信息-物理交互影响所产生的信息流-能量流联动变化趋势和传播过程等机理，明确配电网断面/联络线/负荷功率匹配序列、实时态/预测态潮流分布等信息物理孪生映射关系，实现信息空间、物理控制和能量空间的互联互通和精准匹配的表征，构建出数理融合的配电网信息流-能量流模型。
人机合作是发展导向
Q:您能否结合自身经历，谈一谈对于人工智能技术应用和产业化的见解？
孙秋野：当今世界面临着“更多能源”需求、“更大不确定性”和“更低碳排放”等多重挑战，如何利用人工智能技术实现能源供给的可靠、高效、环保、优质、可持续发展有待深入思考。而能源互联互动、交互共享的本质决定了能源需要智慧化，而它的有效载体就是能源互联网。能源互联网实现了人、物、信、能间的广泛互联，引发并满足更多互动需求，如智能传感与物理状态的结合、数据和模型的结合、辅助决策与运行控制的结合等，将人工智能技术应用于能源系统仿真分析、智能感知、故障识别、辅助调控、设备巡检等工作，必将催生全新价值，创造新的增长点。同时因为人工智能短期内全面超越人类还不现实，人机合作是现在的发展导向。利用人在回路的混合增强智能能力，把人对外界环境等不确定因素的预测和先验知识，以及对复杂问题分析和响应的高级认知能力与机器智能系统紧密耦合，可以实现可收敛的复杂问题人机协作。
着力能源互联网
Q:您未来的研究方向是什么，目前取得了哪些进展？
孙秋野：我们团队在智能配电网方面已稳步推进了12年，并从2015年开始着力能源互联网方面的研究，出版了国内第一部《能源互联网》专著。团队研发的能量路由器首创了多能、相间、交直、源荷全面互济调控技术，在与主能源网能量互通、高度自治的同时，与自能源群体间协同互济，实现了纵向源网荷储协调、横向电气冷热互补的能量自由高效流动，解决了用能高峰时段刚性能源供应不足与柔性能源需求过剩之间矛盾的行业公认难题。团队研发的能源自-互-群立体协同系统是能源互联网群体智慧的核心，它驱动着信息与能源高度共享和深度耦合，实现了智能终端的边缘自适应、自组织和自平衡、能源互联网的群智优化，以及大规模能源系统的全局安全高效运行。目前，我们团队在能源互联网的市场贸易与竞争机制、分布式协同控制、能源优化调度管理、信息物理融合、能源转化控制、故障诊断及自愈控制等各个方面不断攻克难题，部分研究成果已投入应用。