全球首款人工智能電力智能仿真器將在南方五省區(qū)開展示范應用

　　近日，南方電網(wǎng)“馭電”智能仿真大模型(以下簡稱“‘馭電’大模型”)基于云南電網(wǎng)3500節(jié)點數(shù)據(jù)完成人工智能技術訓練，成功實現(xiàn)未來海量電網(wǎng)運行方式的智能生成，并正在實際電網(wǎng)運行中推廣試用，標志著全球首款人工智能電力智能仿真器具備投用條件。

　　據(jù)悉，“馭電”大模型是南方電網(wǎng)公司依托首個國家自然科學基金聯(lián)合基金集成項目“新型電力系統(tǒng)背景下的大電網(wǎng)異步分區(qū)規(guī)劃與控制研究”，聯(lián)合華南理工大學、武漢大學、華為公司以產(chǎn)學研合作方式共同研發(fā)出的新型電力系統(tǒng)智能仿真計算工具。

　　在“雙碳”背景下，新能源發(fā)電正迅速成為我國能源結構轉型的重要力量。近年來，我國風電、光伏等新能源保持高速發(fā)展趨勢。風電、光伏等新能源具有“看天吃飯”的特性，不一定每時每刻都能足量供應。隨著新能源大規(guī)模并網(wǎng)，電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行面臨高度不確定性環(huán)境下海量調(diào)度單元的多目標、多約束的快速決策等重大技術挑戰(zhàn)。

　　在此情況下，既要保證電力系統(tǒng)安全，又要最大限度利用好新能源，對電力系統(tǒng)開展仿真分析十分關鍵。然而，高比例新能源造成電力系統(tǒng)中不確定因素太多，使得計算場景異常復雜，傳統(tǒng)仿真工具能容納的場景既少、計算速度又慢，難以滿足需求。

　　“傳統(tǒng)的仿真工具，主要將電力系統(tǒng)建立數(shù)學模型，求解高階微分代數(shù)方程，但面對大規(guī)模新能源帶來的維數(shù)災難問題，傳統(tǒng)仿真的計算能力和效率已出現(xiàn)瓶頸。”南方電網(wǎng)公司戰(zhàn)略總監(jiān)、戰(zhàn)略規(guī)劃部總經(jīng)理兼南網(wǎng)科研院董事長、黨委書記鄭外生介紹。

　　為此，南方電網(wǎng)公司瞄準國家重大戰(zhàn)略需求，從零開始積極布局研發(fā)能夠響應新型電力系統(tǒng)規(guī)劃運行海量計算分析需求的計算工具。而“馭電”大模型，就是南方電網(wǎng)公司給出的答卷。

　　“將模型命名為‘大瓦特·馭電’，代表了我們對于實現(xiàn)駕馭新型電力系統(tǒng)的期望。”鄭外生說。

　　研發(fā)團隊長期開展數(shù)據(jù)—模型聯(lián)合驅動的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析研究，率先探索圖神經(jīng)網(wǎng)絡在系統(tǒng)穩(wěn)定分析的應用，結合物理拓撲嵌入和規(guī)模降維算法實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定分析，在2023年相繼完成數(shù)據(jù)驅動的靜態(tài)安全分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析模型的省級電網(wǎng)原型驗證。

　　在大模型技術能力獲得突破性進展的情況下，研發(fā)團隊針對新能源超高滲透率系統(tǒng)的新能源承載能力評估這一緊迫需求，以未來態(tài)潮流場景生成為突破口，發(fā)揮圖神經(jīng)網(wǎng)絡、Transformer等新一代AI技術優(yōu)勢，提出了“馭電”大模型基座和嵌入電力系統(tǒng)物理規(guī)律的一系列核心算子，首次實現(xiàn)物理—數(shù)據(jù)驅動電力系統(tǒng)仿真工具在高比例新能源場景的示范應用，對開發(fā)電力行業(yè)甚至其他行業(yè)大模型都具有重要的借鑒作用。

　　作為電力行業(yè)大模型，“馭電”大模型沒有采用類GPT通用大模型作為基礎，在底層算子和訓練機制中嵌入電力系統(tǒng)規(guī)律，打造電力系統(tǒng)分析與控制的“超強大腦”，潮流計算和穩(wěn)定分析速度相比經(jīng)典仿真提升1000倍，計算誤差小于1.5%，可廣泛用于電網(wǎng)規(guī)劃、調(diào)度控制和市場出清等重要領域，實現(xiàn)在確保電網(wǎng)安全的前提下，最大限度開發(fā)利用新能源，助力新型電力系統(tǒng)構建。

　　“馭電”大模型實現(xiàn)了電力行業(yè)智能科學計算從0到1的重大突破，填補了世界空白，于7月4日在世界人工智能大會上獲得了被譽為人工智能領域“奧斯卡獎”的SAIL獎(卓越人工智能引領者獎)，彰顯了南方電網(wǎng)公司為世界人工智能領域作出的重要貢獻。

　　下一步，該模型將陸續(xù)在南方五省區(qū)開展示范應用，檢驗不同新能源滲透率下系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，為高比例新能源系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行提供指導，推動新型能源體系和新型電力系統(tǒng)建設。“馭電”大模型未來將逐步在國內(nèi)外推廣應用，不僅能樹立電力行業(yè)科學計算大模型的新標桿，對推動全球能源轉型也將發(fā)揮重要作用。(周保榮 陳亦平 金南汐)