文 | 周保荣 陈亦平 金南汐
近日，南方电网“驭电”智能仿真大模型基于云南电网3500节点数据完成人工智能技术训练，成功实现未来海量电网运行方式的智能生成，并正在实际电网运行中推广试用，标志着全球首款人工智能电力智能仿真器具备投用条件。
据悉，“驭电”大模型是南方电网公司依托首个国家自然科学基金联合基金集成项目“新型电力系统背景下的大电网异步分区规划与控制研究”，联合华南理工大学、武汉大学、华为公司以产学研合作方式共同研发出的新型电力系统智能仿真计算工具。
在碳达峰碳中和的背景下，新能源发电正迅速成为我国能源结构转型的重要力量。近年来，我国风电、光伏等新能源保持高速度发展趋势。然而，风电、光伏等新能源具有“看天吃饭”的特性，不一定每时每刻都能足量供应。随着新能源大规模并网，电力系统规划和运行面临高度不确定性环境下海量调度单元的多目标、多约束的快速决策等重大技术挑战。
在这种情况下，既要保证电力系统安全，又要最大限度利用好新能源，对电力系统开展仿真分析就很关键。但高比例新能源造成电力系统中不确定因素太多，使得计算场景异常复杂，传统仿真工具能容纳的场景既少、计算速度又慢，难以满足需求。
“传统的仿真工具，主要将电力系统建立数学模型，求解高阶微分代数方程，但面对大规模新能源带来的维数灾难问题，传统仿真的计算能力和效率已出现瓶颈。”南方电网公司战略总监、战略规划部总经理兼南网科研院董事长、党委书记郑外生介绍道。
为此，南方电网瞄准国家重大战略需求，从“零”开始积极布局研发能够响应新型电力系统规划运行海量计算分析需求的计算工具。而“驭电”大模型，就是南方电网给出的答卷。
“将模型命名为‘大瓦特·驭电’，代表了我们对于实现驾驭新型电力系统的期望。”郑外生说。
研发团队长期开展数据-模型联合驱动的电力系统安全稳定分析研究，率先探索图神经网络在系统稳定分析的应用，结合物理拓扑嵌入和规模降维算法实现大规模系统的暂态功角稳定分析，在2023年相继完成数据驱动的静态安全分析、暂态稳定分析模型的省级电网原型验证。
在大模型技术能力获得突破性进展情况下，研发团队针对新能源超高渗透率系统的新能源承载能力评估这一紧迫需求，以未来态潮流场景生成为突破口，发挥图神经网络、Transformer等新一代AI技术优势，提出了“驭电”智能仿真大模型基座和嵌入电力系统物理规律的一系列核心算子，首次实现物理-数据驱动电力系统仿真工具在高比例新能源场景的示范应用，对开发电力行业甚至其他行业大模型都具有重要的借鉴作用。
作为电力行业大模型，“驭电”大模型没有采用类GPT通用大模型作为基础，在底层算子和训练机制中嵌入电力系统规律，打造电力系统分析与控制的“超强大脑”，潮流计算和稳定分析速度相比经典仿真提升1000倍，计算误差小于1.5%，可广泛用于电网规划、调度控制和市场出清等重要领域，实现在确保电网安全的前提下，最大限度开发利用新能源，助力新型电力系统构建。
“驭电”大模型实现了电力行业智能科学计算从0到1的重大突破，填补了世界空白，于2024年7月4日在世界人工智能大会上获得了被誉为人工智能领域“奥斯卡奖”的SAIL奖（卓越人工智能引领者奖），彰显了南方电网为世界人工智能领域做出的重要贡献。
下一步，模型将陆续在南方地区开展示范应用，检验不同新能源渗透率下系统的安全稳定性，为高比例新能源系统的安全经济运行提供指导，推动新型能源体系和新型电力系统建设。而且，世界各国都在大力发展新能源，都面临同样的问题。“驭电”大模型未来逐步在国内外的推广应用，不仅能树立电力行业科学计算大模型的新标杆，而且对推动全球能源转型也将发挥重要作用。
