是什么？
利用人工智能技術(shù)開(kāi)發(fā)的全新數(shù)值仿真工具
有什么特點(diǎn)？
速度超快
數(shù)據(jù)海量
怎么提高新能源利用率？
“精準(zhǔn)化”:精準(zhǔn)刻畫(huà)電力系統(tǒng)的安全邊界
“精細(xì)化”:精細(xì)安排各類電源的發(fā)電計(jì)劃
7月4日，南方電網(wǎng)公司研發(fā)成果“馭電”智能仿真大模型獲2024年度SAIL獎(jiǎng)（卓越人工智能引領(lǐng)者獎(jiǎng)）。該獎(jiǎng)為世界人工智能大會(huì)最高獎(jiǎng)項(xiàng)，旨在從全球范圍內(nèi)發(fā)掘在人工智能領(lǐng)域中具有高度認(rèn)可并具有提升人類福祉意義的項(xiàng)目。南方電網(wǎng)公司戰(zhàn)略規(guī)劃部總經(jīng)理鄭外生接受央視記者訪談，詳細(xì)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(shè)。
據(jù)介紹，電力系統(tǒng)有安全域的概念，超過(guò)這個(gè)范圍就會(huì)發(fā)生事故，故不能拿真實(shí)電網(wǎng)做實(shí)驗(yàn)，只能用數(shù)字技術(shù)做仿真。“馭電”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(shù)字模擬器，可模擬電力系統(tǒng)運(yùn)行，以便分析其安全性、經(jīng)濟(jì)性，包括碳排放情況等。
不論是水電廠還是火電廠，均可計(jì)劃發(fā)電，對(duì)速度的要求并不高。眾所周知，新能源變化無(wú)常，難以計(jì)劃，要根據(jù)短時(shí)天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)發(fā)電量，以此模擬分析整個(gè)電力系統(tǒng)的安全邊界，傳統(tǒng)仿真器幾個(gè)小時(shí)計(jì)算的速度已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)下新型電力系統(tǒng)的建設(shè)。和傳統(tǒng)仿真器相比，“馭電”最大的特點(diǎn)是處理速度快，且能處理的數(shù)據(jù)更多。
據(jù)了解，過(guò)去南方電網(wǎng)區(qū)域發(fā)電機(jī)組不到一萬(wàn)臺(tái)，現(xiàn)在是五十多萬(wàn)臺(tái)，未來(lái)可能是幾百萬(wàn)臺(tái)，數(shù)值以指數(shù)級(jí)規(guī)模增長(zhǎng)時(shí)。“馭電”的出現(xiàn)適逢其時(shí)，不僅可以秒級(jí)響應(yīng)，還可以處理海量場(chǎng)景，解決新能源變化無(wú)常帶來(lái)的難題。
目前，新能源已經(jīng)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(jī)出力的占比）最高達(dá)31.12%，相當(dāng)于當(dāng)天每用4度電，就有超過(guò)1度電來(lái)自新能源。
高比例新能源并網(wǎng)是電力行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和重大挑戰(zhàn)。利用人工智能支撐高比例新能源電網(wǎng)安全分析也成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
本報(bào)記者專訪南方電網(wǎng)公司戰(zhàn)略規(guī)劃部總經(jīng)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(kāi)發(fā)新能源，中國(guó)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(kāi)發(fā)有力促進(jìn)了能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，但對(duì)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(guān)鍵。但面對(duì)新能源海量場(chǎng)景和高不確定性，傳統(tǒng)的數(shù)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(shù)開(kāi)發(fā)全新的仿真工具，馭電大模型就是那個(gè)工具。
記者：請(qǐng)介紹一下“馭電”大模型是什么？
鄭外生：重點(diǎn)介紹兩點(diǎn)。第一是與傳統(tǒng)仿真模型驅(qū)動(dòng)不同，“馭電”大模型是典型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。傳統(tǒng)仿真模型就是將電力系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型，然后求解高階微分代數(shù)方程，速度比較慢。但面對(duì)大規(guī)模新能源帶來(lái)的維數(shù)災(zāi)難，傳統(tǒng)仿真的計(jì)算能力和效率已面臨瓶頸。而“馭電”大模型利用人工智能強(qiáng)大的高維空間數(shù)據(jù)擬合能力，掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的模擬仿真，而且具有能夠處理海量數(shù)據(jù)、運(yùn)算非常高效的特點(diǎn)，運(yùn)行效率比傳統(tǒng)方式提升一千倍以上，計(jì)算誤差也在實(shí)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(chǔ)模型開(kāi)始就自主開(kāi)發(fā)，沒(méi)有采用類GPT通用大模型作基礎(chǔ)，而且在底層算子和訓(xùn)練機(jī)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(jí)功能，也叫下游任務(wù)，可廣泛應(yīng)用于電力規(guī)劃優(yōu)化、系統(tǒng)安全分析、運(yùn)行方式安排、電力市場(chǎng)運(yùn)作等場(chǎng)景。
記者：“馭電”大模型如何提高新能源利用率？
鄭外生:簡(jiǎn)單歸納，靠“兩化”，就是“精準(zhǔn)化”和“精細(xì)化”。
“精準(zhǔn)化”就是精準(zhǔn)刻畫(huà)電力系統(tǒng)的安全邊界。因?yàn)樾履茉雌毡槿狈τ泄o(wú)功主動(dòng)支撐能力，對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率、電壓、功角穩(wěn)定帶來(lái)深刻的不利影響，包括振蕩問(wèn)題。“馭電”大模型是一個(gè)強(qiáng)大的智能仿真工具，針對(duì)新能源不同的出力方式，動(dòng)態(tài)分析電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定邊界，確保大電網(wǎng)安全。
“精細(xì)化”就是精細(xì)安排各類電源的發(fā)電計(jì)劃。以前的常規(guī)發(fā)電廠都是可計(jì)劃的，提前編好發(fā)電計(jì)劃，按計(jì)劃發(fā)電就行?，F(xiàn)在大規(guī)模發(fā)展新能源，它的特點(diǎn)是數(shù)量眾多、變化無(wú)常、難以計(jì)劃，還得盡量讓它優(yōu)先發(fā)電。所以只能根據(jù)短時(shí)天氣預(yù)測(cè)，動(dòng)態(tài)調(diào)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(xì)化到按小時(shí)制定運(yùn)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(lái)應(yīng)用場(chǎng)景有哪些？
鄭外生:世界各國(guó)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。“馭電”大模型不僅在國(guó)內(nèi)外具有廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景，而且能彰顯我國(guó)科技引領(lǐng)作用，具有很大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。未來(lái)，除了支撐電網(wǎng)規(guī)劃，南方電網(wǎng)公司還將探索“馭電”大模型在調(diào)度、電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中的深度應(yīng)用。
當(dāng)然，目前該模型僅完成了300節(jié)點(diǎn)級(jí)電網(wǎng)拓?fù)涞挠?xùn)練，從規(guī)模上相當(dāng)于一個(gè)典型省級(jí)主干電網(wǎng)，或者一個(gè)典型地區(qū)級(jí)配電網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)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(jí)電網(wǎng)開(kāi)展試用的條件。我們正在策劃2000節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的訓(xùn)練，并具備故障態(tài)電力流和系統(tǒng)振蕩分析等下游任務(wù)功能，力爭(zhēng)早日開(kāi)發(fā)訓(xùn)練完成，大規(guī)模推廣應(yīng)用。
南網(wǎng)報(bào)記者 劉杰 通訊員 王科
