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前言
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中国电力体系再次实现里程碑式跨越!南方电网正式对外宣布,已全面部署国产“天权”求解器,彻底终结了长期依赖国外核心技术的历史。
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这款由国内技术团队耗时五年潜心研发的求解器,不仅在运算效率上超越美国同类产品14%,更在稳定性、精度与定制能力等多个维度实现全面跃升。
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“天权”的问世,彰显了我国在关键基础软件领域突破封锁、走自力更生之路的坚定意志和强大实力。
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这项重大科技成果是否将重塑全球电力调度的技术版图?
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“天权”的诞生
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在全球范围内,电力系统的运行调度依赖于极为精密的数学建模与高速计算,而其中最核心的工具正是求解器。
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作为一种底层数学优化引擎,求解器被广泛应用于电网调控、金融风险评估、物流网络设计等高复杂度场景中。
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对于现代电力系统而言,求解器的核心使命在于保障电网安全稳定运行——通过对发电侧与用电侧数据的实时分析,科学安排电源出力,最大限度降低运营成本,提升资源配置效率。
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然而在过去三十多年间,全球电力调度市场几乎完全由美国企业主导。
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以Gurobi为代表的国外求解器产品,凭借先发优势和技术壁垒,垄断了绝大多数国家和地区的电力调度系统。
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这种局面虽暂时满足了计算需求,却使众多国家面临关键技术受制于人的风险。一旦遭遇服务中断或算法黑箱问题,将直接威胁国家能源安全与系统可控性。
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为打破这一被动格局,南方电网果断启动自主求解器研发战略。
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2018年,在南方电网牵头组织下,联合杉数科技、清能互联、南瑞继保以及清华大学、华中科技大学等顶尖高校与科研机构,共同发起国产电力专用求解器“天权”攻关项目。
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初期研发过程异常艰难。面对国外成熟产品的巨大技术代差,国内团队几乎从零起步,接连遭遇算法收敛慢、内存占用高、并行效率低等一系列难题。
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首次实测结果显示,“天权”单次调度计算耗时竟是进口产品的11倍之多,团队承受着前所未有的压力。
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但科研人员迎难而上,深度融合先进运筹学理论与我国电网实际运行经验,持续迭代优化核心算法架构。
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历经五载攻坚,经过数百轮仿真测试与现场验证,“天权”最终完成技术闭环,并成功投入南方电网生产系统稳定运行。
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“天权”求解器的性能优势
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“天权”求解器的成功落地,标志着我国在电力系统核心算法领域迈出历史性一步。
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其最突出的表现体现在计算效能的跨越式提升。
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相较于美国主流Gurobi求解器,“天权”在多项关键指标上实现反超,尤其在响应速度与系统鲁棒性方面展现出显著领先。
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在常规电力调度任务中,“天权”的平均求解速度比Gurobi快出14%。
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更令人振奋的是,在高峰负载场景下,其最大提速幅度达到惊人的38%。
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这对电力系统至关重要——每日需处理数百万变量与上千条约束条件的调度任务,必须在分钟级内完成精准求解,才能确保全网安全可靠。
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“天权”的高效表现意味着,在相同硬件环境下可实现更快决策响应,从而提升电力资源调配灵活性,压缩调度周期,增强市场交易时效性。
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除了速度突破,“天权”在计算准确性与系统稳健性方面也取得实质性进展。
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传统求解器在处理海量异构数据时易出现数值漂移或局部收敛偏差,可能影响调度方案的可靠性。
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“天权”通过引入自适应精度控制机制与强化误差抑制算法,成功将运算误差降低23%,同时提升整体稳定性达21%。
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这一进步为电网运行构筑起更加坚固的安全防线。
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毕竟在超大规模电力系统中,哪怕微小的计算偏差也可能引发连锁反应,造成频率波动甚至局部停电。
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此外,“天权”具备高度灵活的可配置特性。
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研发团队基于南方电网特有的网架结构与运行模式,专门开发了多套适配型算法模块。
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这些模块可根据负荷变化、新能源接入比例、跨区输电能力等动态因素自动调整策略,使“天权”在复杂多变的实际工况中仍能保持最优求解质量,实现精准化、智能化调度。
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“天权”求解器的实际应用
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“天权”不仅在实验室中证明了自己的技术实力,更在真实业务场景中交出了亮眼成绩单。
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自南方电网全面切换至“天权”以来,该求解器已支撑区域电力市场连续高强度运行,成为保障电网平稳运转的关键支撑力量。
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南方区域电力市场是我国首个实现全天候连续交易的区域性电力市场,覆盖广东、广西、云南、贵州、海南五个省区,系统规模庞大,运行逻辑复杂。
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市场参与主体包括2400余台各类发电机组,涵盖火电、水电、核电、抽水蓄能及风电光伏等多种电源类型。
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如此多元化的电源结构与跨省交易需求,要求调度系统必须具备极强的实时计算能力和协同优化水平。
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过去,南方电网采用进口Gurobi求解器进行调度计算,尽管其功能相对完善,但在应对极端负荷或突发故障时存在响应延迟、调试不透明等问题。
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而“天权”的上线彻底改变了这一局面,大幅压缩单次求解时间,提升了交易撮合效率,确保每一笔电力交易都能及时达成最优匹配。
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在今年夏季用电高峰期间,“天权”助力南方电网成功应对多轮负荷冲击。
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依托其强大的实时优化能力,系统实现了电力供需的精准平衡,始终保持“满格”供电状态,未发生任何拉闸限电情况。
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尤为关键的是,整个迎峰度夏阶段,南方五省区未出现一起因调度失灵导致的停电事故,充分验证了“天权”的实战可靠性。
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“天权”还带来了可观的经济与环境效益。
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数据显示,启用“天权”后,南方电网日均发电成本下降约7000万元,全年累计减少二氧化碳排放1.86万吨。
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这不仅有效缓解了企业经营压力,也为我国推进清洁能源替代、落实“双碳”目标提供了强有力的技术支撑。
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结语
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随着“天权”求解器的全面投用,我国电力行业的技术自主能力迈上了全新台阶。
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这不仅是对关键基础设施安全的有力守护,更为全球电力系统探索自主可控路径提供了中国方案。
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展望未来,“天权”不仅将在全国各级电网中推广应用,还有望拓展至交通调度、智能制造、城市治理等领域,成长为支撑国家数字化转型的核心智能引擎。
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我们坚信,随着自主创新体系不断完善,中国必将在更多基础性、战略性技术领域实现领跑,迈向更高水平的科技自立自强时代。
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