南方電網公司研發成果“馭電”大模型獲世界人工智慧大會最高獎項

7月4日，世界人工智慧大會最高獎項——2024年度SAIL獎（卓越人工智慧引領者獎）揭曉。南方電網公司研發成果“馭電”智慧倣真大模型獲得大獎，是五個獲獎項目之一。

“馭電大模型既能精準刻畫新型電力系統的安全邊界，又能精細安排各類電源的發電計劃，確保大電網安全的前提下，動態優化電網運行方式，解決新能源變化無常、難以計劃帶來的難題，最大限度提高新能源的利用率。”南方電網公司戰略規劃部總經理鄭外生介紹。

SAIL 獎是世界人工智慧大會的最高獎，從全球範圍發掘代表“超越”（Superior）、“賦能”（Applicative）、“創新”（Innovative）、“引領”（Leading）的項目，表彰全球人工智慧領域做出重大發現、方向突破、原始創新的優秀成果。本屆共收到海內外參評項目超200個。

為新型電力系統畫一個安全邊界

在廣東、廣西、雲南、貴州、海南南方五省區，新能源已經成為第一大電源。今年以來，南方五省區新能源單日最大發電量屢創新高，日發電滲透率最高達31.12%，相當於當天每用4度電，就有超過1度電來自新能源。

隨著新能源大規模並網，電力系統規劃和運行面臨海量控制對象、高度不確定性、多目標和多約束決策等重大技術挑戰。在這種情況下，既要保證電力系統安全，又要最大限度利用好新能源，系統倣真分析很關鍵。但是傳統的數值倣真工具已難以滿足需要，必須依靠人工智慧技術開發全新的智慧倣真工具，馭電大模型正是那個新工具。

“隨著新能源比例越來越高，迫切需要回答新能源滲透率到多少會影響電力系統安全？電力系統的安全邊界到底在哪？”馭電大模型研發團隊成員黃濟宇博士解釋，電力系統非常複雜，可能此時新能源滲透率60%安全，彼時又不安全，必須得依靠大量的倣真計算框出邊界。

但是高比例新能源造成電力系統中不確定因素太多，使得計算場景非常多樣且異常複雜，傳統倣真工具也難以應對。而馭電大模型利用人工智慧強大的高維空間數據擬合能力，對電力系統做更精準、快速地模擬，為新型電力系統畫出更準確的安全邊界。

破解維數災難，“馭電”更從容

與傳統倣真的模型驅動不同，馭電大模型是典型的數據驅動。“傳統的倣真工具，是將電力系統建立數學模型，求解高階微分代數方程。但面對大規模新能源帶來的維數災難，傳統倣真的計算能力和效率已面臨瓶頸。”鄭外生介紹，馭電大模型掌握電力系統內在規律，能夠自動生成海量場景和分析新能源承載能力等功能，為電網規劃與運行方案制定提供全新工具。

作為典型的專業大模型，“馭電”從基礎模型開始就自主開發，沒有採用類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規律，使得它能夠非常高效地完成電力系統分析的各種高級功能，可廣泛用於電力規劃優化、系統安全分析、運行方式安排、電力市場運作等場景，在國內外電力行業應用前景廣闊。

在模型開發中，南方電網公司聯合華南理工大學、武漢大學和華為公司，以産學研合作方式共同攻關。南方電網北京研究院高級技術專家陳亦平介紹，“現在完成的是300節點級電網拓撲的訓練，能夠實現電網運行方式智慧生成和系統潮流安全分析功能。我們正在策劃2000節點系統的訓練，以適用更大規模電網，並支持小擾動穩定分析和暫態穩定分析等下游任務。”陳亦平相信隨著更多電網人員使用這個模型，它會變得更加聰明，在保障電網安全基礎上最大限度發揮新能源發電能力，提高其利用率。

參考素材

問：馭電大模型研發背景是什麼？

答：全世界都在大規模開發新能源，中國更是迅猛發展，南方區域也如此。目前新能源已成為第一大電源。新能源開發有力促進了能源綠色低碳轉型，但對電力系統安全提出了重大挑戰！要做到既能確保電力系統安全，又能最大限度利用好新能源，系統倣真分析很關鍵。但面對新能源海量場景和高不確定性，傳統的數值倣真工具已難以滿足需要。所以大家都在探索利用人工智慧技術開發全新的倣真工具，馭電大模型就是那個工具。

問：馭電大模型是什麼？

答：重點介紹兩點。

1.與傳統倣真模型驅動不同，馭電大模型是典型的數據驅動，就是將電力系統建立數學模型，然後求解高階微分代數方程，但面對大規模新能源帶來的維數災難，傳統倣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慧強大的高維空間數據擬合能力，掌握電力系統運行規律，從而實現對電力系統的模擬倣真，而且具有能夠處理海量數據、運算非常高效的特點，運行效率比傳統的提升一千倍以上，計算誤差也可以滿足實際工作的需要。

2.“馭電”是典型的專業大模型，從基礎模型開始就自主開發，沒有採用類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規律，能夠非常高效地完成電力系統分析的各種高級功能，也叫下游任務，可廣泛用於電力規劃優化、系統安全分析、運行方式安排、電力市場運作等場景。

問：馭電大模型如何提高新能源利用率？

答:簡單歸納，靠“兩化”，就是“精準化”和“精細化”。

所謂“精準化”就是精準刻畫電力系統的安全邊界。因為新能源普遍缺乏有功無功主動支撐能力，對傳統電力系統的頻率、電壓、功角穩定帶來深刻的不利影響，包括振蕩問題。馭電大模型是一個強大的智慧倣真工具，針對新能源不同的出力方式，動態分析電力系統安全穩定邊界，確保大電網安全。

“精細化”就是精細安排各類電源的發電計劃。以前的常規發電廠都是可計劃的，提前編好發電計劃，按計劃發電就行。現在大規模發展新能源，它的特點是數量眾多、變化無常，難以計劃，還得儘量讓它優先發電。所以只能根據短時天氣預測，動態調整其他發電廠的出力，它多發別的就少發讓路，還不能突破電力系統的安全邊界。有了高效的智慧倣真工具，就可以精細化到按小時制定運行方式，最大限度發揮新能源發電能力，提高其利用率。

問：馭電大模型未來應用場景有哪些？

答:世界各國都在大力發展新能源，都面臨同樣的問題，既要安全又要對新能源高利用，就都需要有一個全新的智慧倣真工具。本大模型填補世界空白，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，具有很大的政治意義和經濟價值。

當然，目前本模型僅完成了300節點級電網拓撲的訓練，從規模上相當於一個典型省級主幹電網，或者一個典型地區級配電網，能夠實現電網運行方式智慧生成和穩態電力流安全分析，具備在各省市級電網開展試用的條件。我們正在策劃2000節點系統的訓練，並具備故障態電力流和系統振蕩分析等下游任務功能，力爭早日開發訓練完成，大規模推廣應用。