过去，受限于计算时间，故障仿真模拟通常只能在少量代表性运行场景上进行。当前，我国正在加快建设新型电力系统，可再生能源发电比例大幅增加，由于风光资源的间歇波动特性，电力系统的运行场景千变万化，以往抽选运行场景的方式受到挑战。

云上的高效计算让电网实现了“仿真自由”，可对预期的各种运行场景进行充分的遍历扫描，避免错误疏漏，为电网的安全稳定运行提供了更多保障。

日前，为满足新型电力系统建设和运行面临的海量仿真需求，南方电网电力调度控制中心率先在行业内将电力仿真软件上线调度云平台，仿真计算提速360倍，有效解决了传统硬件上电力仿真软件“跑不动”的问题。

一、南方电网率先将电力系统仿真软件上云

如果说“数据”是构建数字电网的基础，那么“算力”就是支撑数字电网业务的下一个关键。

数字化转型期间，南网总调不间断地对“调度云”平台进行升级，2021年8月，南方电网调度云超算平台上线。此为国内电力行业首个云超算平台，每秒钟可进行825万亿次浮点运算，节点性能较普通云服务器提升5倍。可有效支持精细化数值天气预报、电力现货市场和新能源功率预测等多种大型计算场景。

数据显示，在超算平台上线后，“未来7天台风9公里预测业务”由16台服务器运行8小时，缩短为16台超算服务器运行1.7小时，效率提升4倍以上，进一步提高了电力调度的决策效率。

可以说，超算平台的上线标志着电力调度开始迈入高性能并行计算行列，也是南方电网加速数字化转型的重要举措，此举对大电网自主巡航、电力市场有序运转、新能源高效消纳等业务形成强有力的助力和支撑。

也正是在这一年，南方电网就与阿里云联合举办了首届电力调度AI大赛，展现了对AI的信心和带动行业往智能化发展的决心。

首届大赛的AI系统负荷预测已于2022年9月在南方电网投入单轨运行，是行业内首次将AI真正运用于容错率极低、稳定性要求极高的电网生产调度，年平均准确率达到98%，超过人工的97%，大幅降低电网损耗。这意味着，AI+电力调度不再是停留在纸面上的研究和畅想。

与此同时，“调度云”平台一直在持续进化，围绕着算力、数据、算法不断向上生长，为下一个智能化的突破做准备。

二、新技术从“云”向“云+AI”融合发展

2023年初，ChatGPT红遍网络，这个可以生成几乎媲美于人类写作文本的强大系统，掀起了又一波AI浪潮。

从早年最为人熟知的AlphaGo，再到如今的ChatGPT，这些强大系统的背后，都使用了深度学习技术处理和神经网络处理数据并进行预测。大量的数据使用，以“试错”的方式进行学习，通过千万次的训练，形成专家经验的神经模型。AlphaGo和ChatGPT都在各自的领域取得了开创性的成就。这也为电网系统的“云+AI”提供了思路。

随着新型电力系统接入大规模市场对象，对电网稳定性和新能源消纳能力提出更高要求，需要实时性更强的调度，传统优化决策遇到瓶颈。而强化学习提供了一个能秒级出结果的大规模实时调控决策智能解决方案。它基于电力系统现有的完整仿真环境，利用仿真来训练智能体。

今年电力调度AI大赛的赛题正是基于强化学习平台、电力调度仿真平台，提高电网运行的安全稳定性和新能源消纳占比——这是从传统电力系统向新能源为主的“新型电力系统”建设的最终目标。

“这是封闭环境下的高强度开发，不仅考验调度能力，也考验平台的自动扩容、负载平衡的能力。”阿里云副总裁、电力行业总经理吴明宸说，调度云作为支撑的底座，让云上的AI调度员实现快速计算，具备了秒级的决策能力。

据悉，此次南网总调提供了五省区1000多个机组、4000多拓扑节点规模为期半年的实时电网数据，是有史以来用于强化学习训练规模最大的电网模型和实时数据，并与阿里云共同搭建了云化DSP电网仿真系统+强化学习算法+集群化封装的训练平台，为AI调度员“出山”前提供千百万次“操练”。

9天训练出的AI调度员完成了连续7天的调控任务，和同期的调度老师傅相比，计算时间从分钟级提升到秒级，清洁能源消纳提高24.71MW，消纳率达到99%。

“解好电力调度领域的关键问题，有可能引领下一波AI浪潮。”中国工程院院士、阿里云创始人王坚表示，从AlphaGo、ImageNet到生物界的Alpha Fold、ChatGPT，都是通过对某一个问题的攻克，从而带动了人工智能的巨大进步。“相信电力行业、工业领域也能找到这样一个问题，这将对社会发展、人类生活带来更大、更切实的影响。”

三、新技术将带来无限可能

南方电网高级技术专家梁寿愚预测，未来，新技术在电力调度领域的应用将迎来爆炸性增长。他指出，预测类、图谱类、强化学习类、综合类新技术将成为调度AI应用的基础设施，并且这些新技术的研发和应用的模式将由传统的“作坊式”的方式，转变为以工业化流水线的方式，生产出更多的电网AI应用，引领投资，提升电网调度的智能化、智慧化水平，推动国家新基建和电力行业生态的发展。

“比如虚拟调度员，我们不断强化学习，用图谱类来做防护，预测系统负荷，做负荷平衡方面的计算……这就是综合类新技术，我相信将来不单是单一方面技术的爆发，综合类的新技术应用势必会有更广阔的应用空间。”他说，基础的平台已然完成了搭建，在此基础上可以训练各种各样的智能体，基于不同的场景，设定不同的数值，满足不同的需求。

“新技术势必会带来业务的进一步提速。比如整定计算、稳定分析计算、市场出清，原来须花费几十分钟、甚至几个小时才能出结果，采用云技术将大大提速，提速到几分钟或秒级完成。”

南方电网、阿里云等合著的研究报告指出，未来的电网业务也会更加智能化。如AI负荷预测、知识图谱、虚拟调度员等，人工智能技术将与电网操控结合，实现智能化。云边协同、敏捷开发也能快速适应新型电力系统业务的发展。

一直以来，电力系统始终面临着很大的挑战。二十年前，西电东送打开了传统的思路，到如今，各类新技术的应用迭出，推动着其不断与时俱进，紧跟需求。犹如一个襁褓中的婴儿，正茁壮成长，独当一面。最传统的电力业务和最前沿的技术结合，我国电网不仅强，而且智能化水平也走在世界前端。

未来，也许真的只有不断智能化升级的电网自己才能击败自己。

文章来源： 北极星电力网，商业评论，国资委网站