南方电网公司研发成果“驭电”大模型获世界人工智能大会最高奖项

7月4日，世界人工智能大会最高奖项——2024年度SAIL奖（卓越人工智能引领者奖）揭晓。南方电网公司研发成果“驭电”智能仿真大模型获得大奖，是五个获奖项目之一。

“驭电大模型既能精准刻画新型电力系统的安全边界，又能精细安排各类电源的发电计划，确保大电网安全的前提下，动态优化电网运行方式，解决新能源变化无常、难以计划带来的难题，最大限度提高新能源的利用率。”南方电网公司战略规划部总经理郑外生介绍。

SAIL 奖是世界人工智能大会的最高奖，从全球范围发掘代表“超越”（Superior）、“赋能”（Applicative）、“创新”（Innovative）、“引领”（Leading）的项目，表彰全球人工智能领域做出重大发现、方向突破、原始创新的优秀成果。本届共收到海内外参评项目超200个。

为新型电力系统画一个安全边界

在广东、广西、云南、贵州、海南南方五省区，新能源已经成为第一大电源。今年以来，南方五省区新能源单日最大发电量屡创新高，日发电渗透率最高达31.12%，相当于当天每用4度电，就有超过1度电来自新能源。

随着新能源大规模并网，电力系统规划和运行面临海量控制对象、高度不确定性、多目标和多约束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，系统仿真分析很关键。但是传统的数值仿真工具已难以满足需要，必须依靠人工智能技术开发全新的智能仿真工具，驭电大模型正是那个新工具。

“随着新能源比例越来越高，迫切需要回答新能源渗透率到多少会影响电力系统安全？电力系统的安全边界到底在哪里？”驭电大模型研发团队成员黄济宇博士解释，电力系统非常复杂，可能此时新能源渗透率60%安全，彼时又不安全，必须得依靠大量的仿真计算框出边界。

但是高比例新能源造成电力系统中不确定因素太多，使得计算场景非常多样且异常复杂，传统仿真工具也难以应对。而驭电大模型利用人工智能强大的高维空间数据拟合能力，对电力系统做更精准、快速地模拟，为新型电力系统画出更准确的安全边界。

破解维数灾难，“驭电”更从容

与传统仿真的模型驱动不同，驭电大模型是典型的数据驱动。“传统的仿真工具，是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，传统仿真的计算能力和效率已面临瓶颈。”郑外生介绍，驭电大模型掌握电力系统内在规律，能够自动生成海量场景和分析新能源承载能力等功能，为电网规划与运行方案制定提供全新工具。

作为典型的专业大模型，“驭电”从基础模型开始就自主开发，没有采用类GPT通用大模型作基础，而且在底层算子和训练机制中嵌入电力系统规律，使得它能够非常高效地完成电力系统分析的各种高级功能，可广泛用于电力规划优化、系统安全分析、运行方式安排、电力市场运作等场景，在国内外电力行业应用前景广阔。

在模型开发中，南方电网公司联合华南理工大学、武汉大学和华为公司，以产学研合作方式共同攻关。南方电网北京研究院高级技术专家陈亦平介绍，“现在完成的是300节点级电网拓扑的训练，能够实现电网运行方式智能生成和系统潮流安全分析功能。我们正在策划2000节点系统的训练，以适用更大规模电网，并支持小扰动稳定分析和暂态稳定分析等下游任务。”陈亦平相信随着更多电网人员使用这个模型，它会变得更加聪明，在保障电网安全基础上最大限度发挥新能源发电能力，提高其利用率。

参考素材

问：驭电大模型研发背景是什么？

答：全世界都在大规模开发新能源，中国更是迅猛发展，南方区域也如此。目前新能源已成为第一大电源。新能源开发有力促进了能源绿色低碳转型，但对电力系统安全提出了重大挑战！要做到既能确保电力系统安全，又能最大限度利用好新能源，系统仿真分析很关键。但面对新能源海量场景和高不确定性，传统的数值仿真工具已难以满足需要。所以大家都在探索利用人工智能技术开发全新的仿真工具，驭电大模型就是那个工具。

问：驭电大模型是什么？

答：重点介绍两点。

1.与传统仿真模型驱动不同，驭电大模型是典型的数据驱动，就是将电力系统建立数学模型，然后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，传统仿真的计算能力和效率已面临瓶颈。而驭电大模型利用人工智能强大的高维空间数据拟合能力，掌握电力系统运行规律，从而实现对电力系统的模拟仿真，而且具有能够处理海量数据、运算非常高效的特点，运行效率比传统的提升一千倍以上，计算误差也可以满足实际工作的需要。

2.“驭电”是典型的专业大模型，从基础模型开始就自主开发，没有采用类GPT通用大模型作基础，而且在底层算子和训练机制中嵌入电力系统规律，能够非常高效地完成电力系统分析的各种高级功能，也叫下游任务，可广泛用于电力规划优化、系统安全分析、运行方式安排、电力市场运作等场景。

问：驭电大模型如何提高新能源利用率？

答:简单归纳，靠“两化”，就是“精准化”和“精细化”。

所谓“精准化”就是精准刻画电力系统的安全边界。因为新能源普遍缺乏有功无功主动支撑能力，对传统电力系统的频率、电压、功角稳定带来深刻的不利影响，包括振荡问题。驭电大模型是一个强大的智能仿真工具，针对新能源不同的出力方式，动态分析电力系统安全稳定边界，确保大电网安全。

“精细化”就是精细安排各类电源的发电计划。以前的常规发电厂都是可计划的，提前编好发电计划，按计划发电就行。现在大规模发展新能源，它的特点是数量众多、变化无常，难以计划，还得尽量让它优先发电。所以只能根据短时天气预测，动态调整其他发电厂的出力，它多发别的就少发让路，还不能突破电力系统的安全边界。有了高效的智能仿真工具，就可以精细化到按小时制定运行方式，最大限度发挥新能源发电能力，提高其利用率。

问：驭电大模型未来应用场景有哪些？

答:世界各国都在大力发展新能源，都面临同样的问题，既要安全又要对新能源高利用，就都需要有一个全新的智能仿真工具。本大模型填补世界空白，不仅在国内外具有广阔的应用场景，而且能彰显我国科技引领作用，具有很大的政治意义和经济价值。

当然，目前本模型仅完成了300节点级电网拓扑的训练，从规模上相当于一个典型省级主干电网，或者一个典型地区级配电网，能够实现电网运行方式智能生成和稳态电力流安全分析，具备在各省市级电网开展试用的条件。我们正在策划2000节点系统的训练，并具备故障态电力流和系统振荡分析等下游任务功能，力争早日开发训练完成，大规模推广应用。