是什么？
利用人工智能技術開發(fā)的全新數值仿真工具
有什么特點？
速度超快
數據海量
怎么提高新能源利用率？
“精準化”:精準刻畫電力系統(tǒng)的安全邊界
“精細化”:精細安排各類電源的發(fā)電計劃
7月4日，南方電網公司研發(fā)成果“馭電”智能仿真大模型獲2024年度SAIL獎（卓越人工智能引領者獎）。該獎為世界人工智能大會最高獎項，旨在從全球范圍內發(fā)掘在人工智能領域中具有高度認可并具有提升人類福祉意義的項目。南方電網公司戰(zhàn)略規(guī)劃部總經理鄭外生接受央視記者訪談，詳細講解了馭電智能仿真大模型如何賦能新型電力系統(tǒng)建設。
據介紹，電力系統(tǒng)有安全域的概念，超過這個范圍就會發(fā)生事故，故不能拿真實電網做實驗，只能用數字技術做仿真?！榜S電”智能仿真大模型是新型電力系統(tǒng)的智能仿真器。仿真器即數字模擬器，可模擬電力系統(tǒng)運行，以便分析其安全性、經濟性，包括碳排放情況等。
不論是水電廠還是火電廠，均可計劃發(fā)電，對速度的要求并不高。眾所周知，新能源變化無常，難以計劃，要根據短時天氣預報預測發(fā)電量，以此模擬分析整個電力系統(tǒng)的安全邊界，傳統(tǒng)仿真器幾個小時計算的速度已經不適應當下新型電力系統(tǒng)的建設。和傳統(tǒng)仿真器相比，“馭電”最大的特點是處理速度快，且能處理的數據更多。
據了解，過去南方電網區(qū)域發(fā)電機組不到一萬臺，現(xiàn)在是五十多萬臺，未來可能是幾百萬臺，數值以指數級規(guī)模增長時?！榜S電”的出現(xiàn)適逢其時，不僅可以秒級響應，還可以處理海量場景，解決新能源變化無常帶來的難題。
目前，新能源已經成為廣東、廣西、云南、貴州、海南南方五省區(qū)的第一大電源，日發(fā)電滲透率（發(fā)電量占總裝機出力的占比）最高達31.12%，相當于當天每用4度電，就有超過1度電來自新能源。
高比例新能源并網是電力行業(yè)的發(fā)展趨勢和重大挑戰(zhàn)。利用人工智能支撐高比例新能源電網安全分析也成為當前國內外研究的熱點。
本報記者專訪南方電網公司戰(zhàn)略規(guī)劃部總經理鄭外生，解密“馭電”大模型的核心能力及其背后的故事——
記者：“馭電”大模型的研發(fā)背景是什么？
鄭外生：全世界都在大規(guī)模開發(fā)新能源，中國更是迅猛發(fā)展，南方區(qū)域也如此。目前新能源已成為第一大電源，新能源開發(fā)有力促進了能源綠色低碳轉型，但對電力系統(tǒng)安全提出了重大挑戰(zhàn)。要做到既能確保電力系統(tǒng)安全，又能最大限度利用好新能源，系統(tǒng)仿真分析很關鍵。但面對新能源海量場景和高不確定性，傳統(tǒng)的數值仿真工具已難以滿足需要。所以大家都在探索利用人工智能技術開發(fā)全新的仿真工具，馭電大模型就是那個工具。
記者：請介紹一下“馭電”大模型是什么？
鄭外生：重點介紹兩點。第一是與傳統(tǒng)仿真模型驅動不同，“馭電”大模型是典型的數據驅動。傳統(tǒng)仿真模型就是將電力系統(tǒng)建立數學模型，然后求解高階微分代數方程，速度比較慢。但面對大規(guī)模新能源帶來的維數災難，傳統(tǒng)仿真的計算能力和效率已面臨瓶頸。而“馭電”大模型利用人工智能強大的高維空間數據擬合能力，掌握電力系統(tǒng)運行規(guī)律，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的模擬仿真，而且具有能夠處理海量數據、運算非常高效的特點，運行效率比傳統(tǒng)方式提升一千倍以上，計算誤差也在實際工作的允許范圍。
第二，“馭電”是典型的專業(yè)大模型，從基礎模型開始就自主開發(fā)，沒有采用類GPT通用大模型作基礎，而且在底層算子和訓練機制中嵌入電力系統(tǒng)規(guī)律，能夠非常高效地完成電力系統(tǒng)分析的各種高級功能，也叫下游任務，可廣泛應用于電力規(guī)劃優(yōu)化、系統(tǒng)安全分析、運行方式安排、電力市場運作等場景。
記者：“馭電”大模型如何提高新能源利用率？
鄭外生:簡單歸納，靠“兩化”，就是“精準化”和“精細化”。
“精準化”就是精準刻畫電力系統(tǒng)的安全邊界。因為新能源普遍缺乏有功無功主動支撐能力，對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率、電壓、功角穩(wěn)定帶來深刻的不利影響，包括振蕩問題?！榜S電”大模型是一個強大的智能仿真工具，針對新能源不同的出力方式，動態(tài)分析電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定邊界，確保大電網安全。
“精細化”就是精細安排各類電源的發(fā)電計劃。以前的常規(guī)發(fā)電廠都是可計劃的，提前編好發(fā)電計劃，按計劃發(fā)電就行?，F(xiàn)在大規(guī)模發(fā)展新能源，它的特點是數量眾多、變化無常、難以計劃，還得盡量讓它優(yōu)先發(fā)電。所以只能根據短時天氣預測，動態(tài)調整其他發(fā)電廠的出力，它多發(fā)別的就少發(fā)，且不能突破電力系統(tǒng)的安全邊界。有了高效的智能仿真工具，就可以精細化到按小時制定運行方式，最大限度發(fā)揮新能源發(fā)電能力，提高其利用率。
記者：“馭電”大模型未來應用場景有哪些？
鄭外生:世界各國都在大力發(fā)展新能源，都面臨同樣的難題，既要安全又要高利用，就需要有智能仿真工具?！榜S電”大模型不僅在國內外具有廣闊的應用場景，而且能彰顯我國科技引領作用，具有很大經濟價值。未來，除了支撐電網規(guī)劃，南方電網公司還將探索“馭電”大模型在調度、電力現(xiàn)貨市場中的深度應用。
當然，目前該模型僅完成了300節(jié)點級電網拓撲的訓練，從規(guī)模上相當于一個典型省級主干電網，或者一個典型地區(qū)級配電網，能夠實現(xiàn)電網運行方式智能生成和穩(wěn)態(tài)電力流安全分析，具備在各省市級電網開展試用的條件。我們正在策劃2000節(jié)點系統(tǒng)的訓練，并具備故障態(tài)電力流和系統(tǒng)振蕩分析等下游任務功能，力爭早日開發(fā)訓練完成，大規(guī)模推廣應用。
南網報記者 劉杰 通訊員 王科
