7月26日,2025世界人工智能大會(huì)暨人工智能全球治理高級(jí)別會(huì)議在上海開幕,國(guó)家電網(wǎng)有限公司“‘AI+光明大模型’打造超大城市智慧能源管理大師”項(xiàng)目榮獲大會(huì)最高獎(jiǎng)項(xiàng)——“卓越人工智能引領(lǐng)者獎(jiǎng)”,是能源行業(yè)唯一獲獎(jiǎng)項(xiàng)目。該項(xiàng)目依托光明電力大模型和智能預(yù)測(cè)、交易、調(diào)控、結(jié)算四大智能體應(yīng)用,全面賦能電力能源調(diào)節(jié)各環(huán)節(jié),并在上海這座名副其實(shí)的超大城市落地應(yīng)用。
8月14日,國(guó)網(wǎng)上海電力開展百萬(wàn)千瓦級(jí)虛擬電廠需求響應(yīng)專項(xiàng)調(diào)用。
技術(shù)突破 人工智能“精算”電力調(diào)節(jié)
8月14日16時(shí)左右,上海室外氣溫達(dá)35攝氏度,國(guó)網(wǎng)上海市電力公司營(yíng)銷服務(wù)中心工作人員王晴看著大屏上虛擬電廠響應(yīng)負(fù)荷曲線上升至最高點(diǎn),不禁感嘆:“真是一條完美的曲線!”
當(dāng)天,在“超大城市智慧能源管理大師”的精準(zhǔn)調(diào)控下,上海電網(wǎng)成功實(shí)施百萬(wàn)級(jí)虛擬電廠需求響應(yīng)專項(xiàng)調(diào)用,實(shí)測(cè)最大響應(yīng)負(fù)荷達(dá)到116.27萬(wàn)千瓦,創(chuàng)下上海虛擬電廠實(shí)測(cè)調(diào)用新紀(jì)錄,而2024年的這個(gè)數(shù)值為70.43萬(wàn)千瓦。
上海是目前國(guó)內(nèi)區(qū)域負(fù)荷密度最高、負(fù)荷峰谷差最大的城市之一,新增電源點(diǎn)面臨土地資源緊張和環(huán)保限制的雙重挑戰(zhàn),急需靈活高效、低碳環(huán)保的能源管理方式,“超大城市智慧能源管理大師”是解決超大城市能源問(wèn)題的重要途徑之一。
隨著新能源裝機(jī)容量的持續(xù)攀升,新型電力系統(tǒng)正在加速構(gòu)建,傳統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”單向調(diào)節(jié)運(yùn)行模式及實(shí)時(shí)平衡模式已難以同時(shí)滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和新能源消納的雙重需求,迫切需要充分挖掘用戶側(cè)資源的調(diào)節(jié)潛力,通過(guò)源網(wǎng)荷儲(chǔ)的互動(dòng)機(jī)制,支撐能源智慧管理和實(shí)時(shí)平衡,助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
近年來(lái),國(guó)家電網(wǎng)有限公司高度重視人工智能發(fā)展,成功建成并發(fā)布了千億級(jí)多模態(tài)行業(yè)大模型——光明電力大模型。該模型通過(guò)信通院、電子院雙測(cè)評(píng),達(dá)到了最高等級(jí)“卓越級(jí)”,作為“超級(jí)大腦”已覆蓋總部和27家省級(jí)電力公司。同時(shí),國(guó)家電網(wǎng)突出應(yīng)用導(dǎo)向,形成了以光明電力大模型為核心的“6541”總體規(guī)劃布局,全面覆蓋規(guī)劃建設(shè)、電網(wǎng)運(yùn)行、設(shè)備管理、作業(yè)管控、客戶服務(wù)、經(jīng)營(yíng)管理等6大業(yè)務(wù)領(lǐng)域600余個(gè)場(chǎng)景,推動(dòng)了電網(wǎng)領(lǐng)域的人工智能規(guī)?;瘧?yīng)用。
7月26日,2025世界人工智能大會(huì)暨人工智能全球治理高級(jí)別會(huì)議在上海開幕,國(guó)家電網(wǎng)有限公司“‘AI+光明大模型’打造超大城市智慧能源管理大師”項(xiàng)目榮獲大會(huì)最高獎(jiǎng)項(xiàng)——“卓越人工智能引領(lǐng)者獎(jiǎng)”,是能源行業(yè)唯一獲獎(jiǎng)項(xiàng)目。
作為超大型受端電網(wǎng)城市,上海面臨著外來(lái)電占比高、電能質(zhì)量要求高、土地資源緊張、節(jié)能降碳?jí)毫Υ蟮纫幌盗刑魬?zhàn)。為了滿足上海電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、綠色發(fā)展的需求,國(guó)網(wǎng)上海電力在光明電力大模型基礎(chǔ)上,創(chuàng)新打造了“超大城市智慧能源管理大師”。“超大城市智慧能源管理大師”不僅“會(huì)思考”,還能主動(dòng)分析客戶需求,高效執(zhí)行任務(wù),提高源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)能力和供電可靠性。
“國(guó)網(wǎng)上海電力高度重視人工智能技術(shù)發(fā)展,2021年開始在虛擬電廠運(yùn)營(yíng)平臺(tái)探索應(yīng)用人工智能技術(shù),去年光明電力大模型發(fā)布后,便積極開展研究,打造服務(wù)上海虛擬電廠發(fā)展的智慧能源管理大師。”國(guó)網(wǎng)上海電力數(shù)字化工作部工作人員羅瀟解釋,這個(gè)智慧能源管理大師集精準(zhǔn)的決策者、永不疲倦的交易員、高效的執(zhí)行官和敏捷的精算師等四大智能體于一體,全面賦能電力資源調(diào)節(jié)各環(huán)節(jié),充分激發(fā)數(shù)據(jù)中心、充電樁、空調(diào)、儲(chǔ)能等負(fù)荷側(cè)資源主動(dòng)支撐電網(wǎng)的能力,助力城市能源保障。
在“超大城市智慧能源管理大師”的支撐下,上海已建成市區(qū)兩級(jí)虛擬電廠管理中心和全國(guó)規(guī)模最大的城市級(jí)虛擬電廠,接入資源最豐富、市場(chǎng)模式最多的城市級(jí)虛擬電廠。目前,上海虛擬電廠已接入49家虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商,總申報(bào)可調(diào)能力達(dá)203.24萬(wàn)千瓦,較2024年年底提升81.17%。
智慧調(diào)節(jié) 激活多種資源價(jià)值
8月11日,按照“超大城市智慧能源管理大師”提前制訂的響應(yīng)策略,上海市靜安區(qū)臨汾路街道社區(qū)文化活動(dòng)中心在15秒內(nèi),讓空調(diào)溫度自動(dòng)升高1.5攝氏度,照明、水泵等公共負(fù)荷進(jìn)入錯(cuò)峰模式,成功削減80千瓦負(fù)荷。
虛擬電廠本身不發(fā)電,只是電力的“搬運(yùn)工”——通過(guò)將分散的可調(diào)控用電設(shè)備、儲(chǔ)能裝置以及分布式新能源等多種資源,整合為統(tǒng)一調(diào)度的“城市電力調(diào)節(jié)池”,實(shí)現(xiàn)“無(wú)新增土地、零碳排放”的柔性保供能力。
上海是我國(guó)最早發(fā)展虛擬電廠的城市之一。2016年,上海開展全國(guó)首個(gè)商業(yè)建筑虛擬電廠示范項(xiàng)目建設(shè)。2019年,上海投運(yùn)國(guó)內(nèi)首個(gè)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)。
“在虛擬電廠建成之初,很多用戶并不了解自己的用電設(shè)備,不知道如何削減規(guī)定數(shù)量的負(fù)荷,預(yù)測(cè)、交易、調(diào)控、結(jié)算等各個(gè)階段依靠供電公司客戶經(jīng)理的經(jīng)驗(yàn),需要耗費(fèi)大量時(shí)間和人力,負(fù)荷調(diào)控也并不精準(zhǔn)。”羅瀟說(shuō),“超大城市智慧能源管理大師”是一個(gè)24小時(shí)不休息的工作者,它基于通用基座大模型,集成200太字節(jié)(TB)電力行業(yè)專有數(shù)據(jù)集,通過(guò)“電力行業(yè)知識(shí)預(yù)訓(xùn)練+微調(diào)”,形成電力行業(yè)垂類大模型,打造智能預(yù)測(cè)、交易、調(diào)控、結(jié)算四大智能體,實(shí)現(xiàn)能源管理高效協(xié)同。
在能源管理啟動(dòng)階段,“超大城市智慧能源管理大師”應(yīng)用“AI+預(yù)測(cè)”智能體化身為精準(zhǔn)的決策者,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)新能源發(fā)電、負(fù)荷、電碳因子、電能質(zhì)量等多維狀態(tài)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)及用戶側(cè)資源調(diào)用輔助決策,提前預(yù)判電網(wǎng)供需失衡風(fēng)險(xiǎn)并發(fā)出預(yù)警,電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)預(yù)測(cè)維度提升200%、預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度提升15%。
在能源交易邀約階段,“超大城市智慧能源管理大師”依托“AI+交易”智能體化身為永不疲倦的交易員,全天候推送高頻次能源交易策略,提升用戶參與交易申報(bào)積極性,促進(jìn)交易達(dá)成,負(fù)荷調(diào)節(jié)能力評(píng)估精準(zhǔn)度提升50%、交易頻次提升5倍、交易策略推送速度提升2倍。
在負(fù)荷調(diào)控階段,“超大城市智慧能源管理大師”依托“AI+調(diào)控”智能體化身為高效的執(zhí)行官,實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁、空調(diào)、儲(chǔ)能等用戶側(cè)設(shè)備調(diào)節(jié)策略秒級(jí)執(zhí)行和精準(zhǔn)無(wú)感調(diào)節(jié),在不影響用戶生產(chǎn)與生活的前提下,完成設(shè)備調(diào)節(jié),負(fù)荷響應(yīng)精準(zhǔn)度提升45%、響應(yīng)速度由30分鐘降至1分鐘內(nèi)、用戶滿意度提升30%。
在補(bǔ)貼結(jié)算階段,“超大城市智慧能源管理大師”依托“AI+結(jié)算”智能體化身為敏捷的精算師,實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)成效精細(xì)化評(píng)估及交易補(bǔ)貼精準(zhǔn)發(fā)放,確保智能化程度最高、響應(yīng)效果最好的用戶拿到最多的補(bǔ)貼,結(jié)算速度較原先提升200%、運(yùn)營(yíng)方數(shù)智化覆蓋率提升100%。
“超大城市智慧能源管理大師”應(yīng)用后,接入上海虛擬電廠的負(fù)荷聚合商也加快了設(shè)備智能化改造步伐,從而更好地響應(yīng)電網(wǎng)需求。今年3月,臨汾路街道試點(diǎn)安裝6臺(tái)“碳博士”裝置,對(duì)分布式光伏、充電樁、中央空調(diào)、水泵、公共照明等設(shè)備進(jìn)行智能調(diào)控。設(shè)備制造商上海聯(lián)元智能科技有限公司負(fù)責(zé)人表示,該裝置可以動(dòng)態(tài)分析社區(qū)負(fù)荷特性和電網(wǎng)需求,自動(dòng)生成錯(cuò)峰用電、有序充電等策略,匯聚社區(qū)可調(diào)負(fù)荷資源近200千瓦。
“超大城市智慧能源管理大師”激活了分布式能源價(jià)值,推動(dòng)上海虛擬電廠規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)《上海市虛擬電廠高質(zhì)量發(fā)展工作方案》的工作目標(biāo),“十五五”期間,上海虛擬電廠將具備年度最大負(fù)荷5%左右的穩(wěn)定調(diào)節(jié)能力,成為電力保供和峰谷調(diào)節(jié)的重要支撐。
電能提質(zhì) 助力企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
能源管理是人工智能應(yīng)用的一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。在“超大城市智慧能源管理大師”助力下,上海率先實(shí)現(xiàn)了充換電設(shè)施與樓宇空調(diào)的秒級(jí)精準(zhǔn)需求響應(yīng),成功實(shí)施了全國(guó)首次無(wú)功需求響應(yīng)和低碳虛擬電廠。這不僅為上海城市發(fā)展提供了安全、經(jīng)濟(jì)、綠色的堅(jiān)實(shí)能源保障,還通過(guò)高品質(zhì)電能供應(yīng),有力推動(dòng)了上海人工智能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
秒級(jí)精準(zhǔn)需求響應(yīng)負(fù)荷是電網(wǎng)的寶貴資源,可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的“快上快下”,助力電網(wǎng)實(shí)時(shí)平衡。國(guó)網(wǎng)上海電力創(chuàng)新應(yīng)用“云端大模型+邊端智能體”的技術(shù)路線,通過(guò)“超大城市智慧能源管理大師”的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)控智能體,建立虛擬電廠多時(shí)間尺度優(yōu)化調(diào)度模型,構(gòu)建自適應(yīng)就地調(diào)控體系,實(shí)現(xiàn)對(duì)上海全市儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心、樓宇空調(diào)、充電樁、冷鏈等海量靈活調(diào)節(jié)資源的精細(xì)化管理和調(diào)度。
對(duì)于超大城市而言,客戶不僅要“用上電”,還要“用好電”。上海臨港新片區(qū)位于上海電網(wǎng)的遠(yuǎn)東分區(qū),電量通過(guò)長(zhǎng)距離電纜輸送,容易發(fā)生因無(wú)功功率支撐不足而出現(xiàn)過(guò)電壓?jiǎn)栴}。在電力系統(tǒng)中,有功功率負(fù)責(zé)將電能轉(zhuǎn)換為熱能、光能、機(jī)械能等形式的能量,而無(wú)功功率則不消耗電能,它體現(xiàn)了電路中電場(chǎng)與磁場(chǎng)之間的能量轉(zhuǎn)換。無(wú)功功率是電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率,其不合理分布會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動(dòng)。
面對(duì)電壓波動(dòng),傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)節(jié)手段已難以滿足需求,需要在電網(wǎng)端使用同步調(diào)相機(jī)或調(diào)用企業(yè)側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,相比之下,調(diào)用企業(yè)側(cè)的無(wú)功設(shè)備更加經(jīng)濟(jì),成本幾乎是前者的十分之一。
目前,上海大部分高壓用電企業(yè)均配置有無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,由于投用該類設(shè)備會(huì)造成用電成本的上升,很多用戶側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備長(zhǎng)期處于閑置狀態(tài)。上海積塔半導(dǎo)體有限公司電氣工程師倪萍琪說(shuō):“我們公司的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備這兩年很少使用,當(dāng)國(guó)網(wǎng)上海電力發(fā)出無(wú)功需求響應(yīng)邀約后,我們積極響應(yīng),今年元旦、春節(jié)、‘五一’假期期間都參加了。”
國(guó)網(wǎng)上海電力通過(guò)“超大城市智慧能源管理大師”調(diào)用企業(yè)內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)設(shè)備參與電能質(zhì)量治理,建立用戶側(cè)電壓調(diào)節(jié)設(shè)備的成本計(jì)算模型,在國(guó)內(nèi)首次形成了無(wú)功需求響應(yīng)電價(jià),緩解了節(jié)假日期間局部電網(wǎng)過(guò)電壓現(xiàn)象,為臨港新片區(qū)芯片企業(yè)集群提供更為優(yōu)越的電能質(zhì)量,并節(jié)省等容量調(diào)相機(jī)建設(shè)成本1.6億元。在2025年元旦、春節(jié)、“五一”假期期間,國(guó)網(wǎng)上海電力實(shí)施無(wú)功需求響應(yīng),累計(jì)注入2900多萬(wàn)千瓦時(shí)感性無(wú)功電量,累計(jì)發(fā)放激勵(lì)金額268.02萬(wàn)元,最高降低220千伏電網(wǎng)電壓1.2千伏。
半導(dǎo)體企業(yè)對(duì)電壓波動(dòng)十分敏感,過(guò)電壓會(huì)給企業(yè)生產(chǎn)造成重大損失。“我們的生產(chǎn)線24小時(shí)運(yùn)行,每天大約要用電150萬(wàn)千瓦時(shí)。”在倪萍琪看來(lái),配合電網(wǎng)企業(yè)開展無(wú)功需求響應(yīng),有利于電網(wǎng)穩(wěn)定電壓,最終受益者也是企業(yè),同時(shí)參與需求響應(yīng)的企業(yè)也能獲得補(bǔ)貼,是一舉多得的好事。
綠色發(fā)展是高質(zhì)量發(fā)展的底色。近年來(lái),綠電受到越來(lái)越多用戶的青睞。2024年6月6日,國(guó)網(wǎng)上海電力開展全國(guó)首次低碳虛擬電廠精準(zhǔn)響應(yīng),以實(shí)現(xiàn)最大化消納本地清潔能源為目標(biāo),引導(dǎo)用戶在清潔能源發(fā)電低谷時(shí)少用“高碳電”,在清潔能源發(fā)電高峰時(shí)多用“低碳電”。最終60家用戶參與了早上的減負(fù)荷響應(yīng)、46家用戶參與了晚上的增負(fù)荷響應(yīng),核算減碳效益1.047噸。
據(jù)統(tǒng)計(jì),在“超大城市智慧能源管理大師”助力下,上海虛擬電廠常態(tài)化參與頂峰填谷、電力現(xiàn)貨、無(wú)功需求響應(yīng)、低碳響應(yīng)等多種市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式,經(jīng)濟(jì)效益超80億元,年均減碳量51萬(wàn)噸,相當(dāng)于123座世紀(jì)公園的年度碳匯量。
在人工智能技術(shù)的支撐下,上海虛擬電廠進(jìn)一步激活分布式資源價(jià)值、創(chuàng)新市場(chǎng)業(yè)態(tài)模式,讓城市能源管理更智能、更綠色、更高效。(亮報(bào) 記者 許天驕)
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