近日，南方電網(wǎng)“馭電”智能仿真大模型(以下簡(jiǎn)稱“‘馭電’大模型”)基于云南電網(wǎng)3500節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)完成人工智能技術(shù)訓(xùn)練，成功實(shí)現(xiàn)未來海量電網(wǎng)運(yùn)行方式的智能生成，并正在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行中推廣試用，標(biāo)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(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金集成項(xiàng)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(xué)、武漢大學(xué)、華為公司以產(chǎn)學(xué)研合作方式共同研發(fā)出的新型電力系統(tǒng)智能仿真計(jì)算工具。

在“雙碳”背景下，新能源發(fā)電正迅速成為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要力量。近年來，我國(guó)風(fēng)電、光伏等新能源保持高速發(fā)展趨勢(shì)。風(fēng)電、光伏等新能源具有“看天吃飯”的特性，不一定每時(shí)每刻都能足量供應(yīng)。隨著新能源大規(guī)模并網(wǎng)，電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行面臨高度不確定性環(huán)境下海量調(diào)度單元的多目標(biāo)、多約束的快速?zèng)Q策等重大技術(shù)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(duì)電力系統(tǒng)開展仿真分析十分關(guān)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(jì)算場(chǎng)景異常復(fù)雜，傳統(tǒng)仿真工具能容納的場(chǎng)景既少、計(jì)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(xué)模型，求解高階微分代數(shù)方程，但面對(duì)大規(guī)模新能源帶來的維數(shù)災(zāi)難問題，傳統(tǒng)仿真的計(jì)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(zhǎng)、黨委書記鄭外生介紹。

為此，南方電網(wǎng)公司瞄準(zhǔn)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，從零開始積極布局研發(fā)能夠響應(yīng)新型電力系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行海量計(jì)算分析需求的計(jì)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(duì)于實(shí)現(xiàn)駕馭新型電力系統(tǒng)的期望。”鄭外生說。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期開展數(shù)據(jù)—模型聯(lián)合驅(qū)動(dòng)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(luò)在系統(tǒng)穩(wěn)定分析的應(yīng)用，結(jié)合物理拓?fù)淝度牒鸵?guī)模降維算法實(shí)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(qū)動(dòng)的靜態(tài)安全分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析模型的省級(jí)電網(wǎng)原型驗(yàn)證。

在大模型技術(shù)能力獲得突破性進(jìn)展的情況下，研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對(duì)新能源超高滲透率系統(tǒng)的新能源承載能力評(píng)估這一緊迫需求，以未來態(tài)潮流場(chǎng)景生成為突破口，發(fā)揮圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、Transformer等新一代AI技術(shù)優(yōu)勢(shì)，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(shí)現(xiàn)物理—數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電力系統(tǒng)仿真工具在高比例新能源場(chǎng)景的示范應(yīng)用，對(duì)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(chǔ)，在底層算子和訓(xùn)練機(jī)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(qiáng)大腦”，潮流計(jì)算和穩(wěn)定分析速度相比經(jīng)典仿真提升1000倍，計(jì)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(chǎng)出清等重要領(lǐng)域，實(shí)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(gòu)建。

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

下一步，該模型將陸續(xù)在南方五省區(qū)開展示范應(yīng)用，檢驗(yàn)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(jì)運(yùn)行提供指導(dǎo)，推動(dòng)新型能源體系和新型電力系統(tǒng)建設(shè)。“馭電”大模型未來將逐步在國(guó)內(nèi)外推廣應(yīng)用，不僅能樹立電力行業(yè)科學(xué)計(jì)算大模型的新標(biāo)桿，對(duì)推動(dòng)全球能源轉(zhuǎn)型也將發(fā)揮重要作用。(周保榮 陳亦平 金南汐)