以風、光為代表的新能源大規模涌入電網，使電力系統邁入“高維不確定性時代”，新型能源體系與新型電力系統的構建，迫切需要關鍵核心技術的持續突破以平衡安全、高效、低碳三大目標。中國工程院院士、國網電力科學研究院名譽院長薛禹勝從破解電力系統暫態穩定量化分析難題，到首創大電網停電防御體系（WARMAP），構建能源的信息-物理-社會系統（CPSSE）理論與研究范式，再到提出整體還原思維（WRT），始終以創新范式與系統思維，為我國新型能源體系建設開辟路徑。在“中國工程院工程科技學術研討會暨第十屆紫金論電學術研討會”召開之際，中國工業報能源與雙碳研究中心對薛禹勝院士進行了專訪，探討AI與因果范式協同、行業協同創新等關鍵議題。

中國工業報：AI范式在能源研究領域主要呈現出怎樣的特點和優勢？為新型能源體系構建中遇到的諸多問題提供哪些新的解決路徑？

薛禹勝：以語言大模型（LLM）為代表的新一代人工智能技術，在新型能源體系與新型電力系統中展現出明顯優勢：既能豐富電力系統特性的認知手段、提升分析決策與高維不確定場景生成的效率，也能優化新能源/負荷預測精度、高效辨識源網荷儲調節能力等，為處理高維不確定性、提升計算效率提供重要支撐。

然而，單純依賴人工智能技術會面臨一些問題，如可解釋性弱、無法溯源，在樣本不足時難以保證學習質量，導致分析結果可信度偏低，較難處理涉及靈敏度的研究等。LLM是基于人工神經網絡構建，它可以從海量語料中統計“關鍵詞已出現前提下后續概率最高的關鍵詞”，但會忽略那些概率稍低（即便差距微小）、卻存在不可承受風險的潛在可能性——而這些潛在事件對應的決策方向，往往與概率最高的預測場景完全相反。預訓練目標，是對風險超閾值的所有潛在故障制定預案，而非像LLM那樣僅輸出概率最大的單一結果。因此，當決策失配引發的風險超出可接受范圍時，現有LLM無法滿足需求，需要探索新的技術框架。

為了克服LLM的這些缺陷，關鍵在于快速且可靠地篩選出所有風險超閾值的場景——即預測需覆蓋“風險過高的一系列可能性”，而非局限于“概率最大的一種可能性”。具體路徑可分為兩步：通過AI生成足夠精準的風險初值并排序；再借助確定性的因果分析，計算出精確的風險值與最終排序，以此兼顧效率與可靠性。

中國工業報：在目前的能源研究和實踐項目中，已經有哪些具體的應用案例體現了AI范式與因果范式的協同？能否詳細介紹？

薛禹勝：單獨采用AI范式或單獨采用因果范式，都難以應對新型能源體系這樣的不確定的復雜系統。需要融合不同的研究范式，取長補短支撐新型電力系統的規劃、運行、控制、市場等決策。

從1986年發明EEAC（擴展等面積法則），到1996年EEAC在東北電網首次應用，近40年的時間里，我們采用集成人工智能（AI）與因果推理（CR）研究范式的思路，在基于EEAC不同誤差特征的預想故障集快速篩選、能源轉型演化目標/候選全局優化的候選路徑評選、復合自然災害下輸電線路故障率評估、綜合能源動態仿真、碳市場風險多道防線等方面均有成功應用。

以防御外部自然災害誘發的電力系統運行風險為例，團隊集成AI與CR研究范式的思路，提出融合符號串預訓練技術（SPT）與整體還原論（WRT）的復雜系統控制決策兩層框架，上層的SPT基于可靠的天氣預報語料，將高維不確定性因素的影響轉換為按風險近似值排序的一系列確定性場景，下層的WRT用嚴格的因果分析來應對確定性的復雜性，通過量化知識的提取來保證決策精準且可解釋。這樣的思路可以將我國獨創并大量應用于電力系統穩定性量化分析的EEAC理論及算法提升到解決高維不確定性的水平。

中國工業報：您近年來提出的CPSSE研究框架是基于對能源行業發展趨勢的哪些判斷？目前該框架在科研實踐或工程應用中取得了哪些階段性成果？

薛禹勝：團隊很早就意識到電力系統的分析與研究工作，與相關的物理、環境和經濟因素密切相關，不能忽視其交互作用帶來的影響。從2002年開始，便開始將研究對象從獨立的電力系統拓展到與其密切相關的一次能源、終端能源、環境安全、經濟發展等外部領域，并將它們作為一個整體來揭示行為規律。

通過20余年的不斷創新，團隊已經在理論與研究范式、路徑決策技術、決策支撐平臺等方面取得了系統性的原創成果，從“0”到“1”形成了能源的信息-物理-社會系統（CPSSE）理論與技術體系，具體包括：國際首創的CPSSE理論及其研究范式，為包括能源電力轉型在內的跨領域多學科復雜問題研究提供指導；突破了能源規劃-電力規劃-電力運行充裕性、安全性與碳排放的統籌分析關鍵技術，為能源電力轉型路徑提供了決策優化方法；研制了全自主可控的信息-物理-社會系統決策支撐平臺，為能源電力轉型提供了決策支撐工具。

上述成果已在中國工程院、華能集團、國家能源集團、青海電力公司等30余家單位推廣應用。推動形成了CPSSE科研生態圈，支撐了能源電力低碳轉型國家重大戰略需求，實現了在跨領域多學科復雜系統優化決策的國際引領。

中國工業報：您認為目前行業中面臨的最核心、最緊迫的技術或機制問題是什么？在推動技術創新與產業應用的銜接上，政府、科研機構、企業應如何形成更高效的協同機制？

薛禹勝：傳統電力系統主要基于可控的化石能源，這是一個相對封閉、獨立的系統，其能源的輸入和輸出可以較準確地預測和掌控。然而，隨著以風、光為代表的可再生能源的大規模接入，電力系統的運行被引入了高維、多時間尺度的不確定性。此外，還必須考慮各種自然災害、宏觀經濟、政策機制、通信系統、甚至人才水平等非能源因素的影響。如何在這樣一個充滿高維不確定性的開放系統中，有效維持電力能源系統的安全、高效、清潔低碳，就要求我們將單一領域的工程問題提升到多領域跨學科的風險決策科學的高度。

面向這一龐大的復雜問題，需要通過建立開放的平臺、健全的激勵機制以及多層次的創新生態，實現跨部門、跨領域的全鏈條協同，最終將技術創新有效地轉化為國家發展的核心動力。包括：建立以解決重大問題為導向的協同決策支持平臺；完善成果轉化和利益分配機制；發展多層次、多主體的創新生態；健全風險決策體系與跨部門協同機制。

中國工業報：展望未來，您認為我國電力能源領域將呈現怎樣的發展格局？您還將在哪些研究方向上繼續深耕，或推動哪些關鍵技術的突破？

薛禹勝：電力系統已成為一個開放的、與外部的信息、物理、社會元素高度耦合的復雜系統，這種跨領域多學科的融合，將不斷加深。

復雜系統的研究需要多領域跨學科團隊的合作，不僅需要體制機制創新，也需要研究方法和研究工具的創新。在這方面，團隊也已有20余年的積累，我們將不斷推進領域模型由孤立走向融合，社會心理行為刻畫由定性走向定量，復雜系統建模、分析與決策由局部走向整體。我們將加速推動應用軟件在環開發驗證平臺的研發，支撐國家、區域和行業的技術進步，并將其開放性從功能開放逐步發展到代碼開放。