7月26日，2025世界人工智能大會暨人工智能全球治理高級別會議在上海開幕，國家電網(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”項目榮獲大會最高獎項——“卓越人工智能引領(lǐng)者獎”，是能源行業(yè)唯一獲獎項目。該項目依托光明電力大模型和智能預(yù)測、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的超大城市落地應(yīng)用。
8月14日，國網(wǎng)上海電力開展百萬千瓦級虛擬電廠需求響應(yīng)專項調(diào)用。
技術(shù)突破 人工智能“精算”電力調(diào)節(jié)
8月14日16時左右，上海室外氣溫達35攝氏度，國網(wǎng)上海市電力公司營銷服務(wù)中心工作人員王晴看著大屏上虛擬電廠響應(yīng)負荷曲線上升至最高點，不禁感嘆：“真是一條完美的曲線!”
當天，在“超大城市智慧能源管理大師”的精準調(diào)控下，上海電網(wǎng)成功實施百萬級虛擬電廠需求響應(yīng)專項調(diào)用，實測最大響應(yīng)負荷達到116.27萬千瓦，創(chuàng)下上海虛擬電廠實測調(diào)用新紀錄，而2024年的這個數(shù)值為70.43萬千瓦。
上海是目前國內(nèi)區(qū)域負荷密度最高、負荷峰谷差最大的城市之一，新增電源點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題的重要途徑之一。
隨著新能源裝機容量的持續(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”單向調(diào)節(jié)運行模式及實時平衡模式已難以同時滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運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，通過源網(wǎng)荷儲的互動機制，支撐能源智慧管理和實時平衡，助力實現(xiàn)“雙碳”目標。
近年來，國家電網(wǎng)有限公司高度重視人工智能發(fā)展，成功建成并發(fā)布了千億級多模態(tài)行業(yè)大模型——光明電力大模型。該模型通過信通院、電子院雙測評，達到了最高等級“卓越級”，作為“超級大腦”已覆蓋總部和27家省級電力公司。同時，國家電網(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)運行、設(shè)備管理、作業(yè)管控、客戶服務(wù)、經(jīng)營管理等6大業(yè)務(wù)領(lǐng)域600余個場景，推動了電網(wǎng)領(lǐng)域的人工智能規(guī)模化應(yīng)用。
7月26日，2025世界人工智能大會暨人工智能全球治理高級別會議在上海開幕，國家電網(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”項目榮獲大會最高獎項——“卓越人工智能引領(lǐng)者獎”，是能源行業(yè)唯一獲獎項目。
作為超大型受端電網(wǎng)城市，上海面臨著外來電占比高、電能質(zhì)量要求高、土地資源緊張、節(jié)能降碳壓力大等一系列挑戰(zhàn)。為了滿足上海電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、綠色發(fā)展的需求，國網(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“會思考”，還能主動分析客戶需求，高效執(zhí)行任務(wù)，提高源網(wǎng)荷儲互動能力和供電可靠性。
“國網(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營平臺探索應(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。”國網(wǎng)上海電力數(shù)字化工作部工作人員羅瀟解釋，這個智慧能源管理大師集精準的決策者、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)、儲能等負荷側(cè)資源主動支撐電網(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)兩級虛擬電廠管理中心和全國規(guī)模最大的城市級虛擬電廠，接入資源最豐富、市場模式最多的城市級虛擬電廠。目前，上海虛擬電廠已接入49家虛擬電廠運營商，總申報可調(diào)能力達203.24萬千瓦，較2024年年底提升81.17%。
智慧調(diào)節(jié) 激活多種資源價值
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)文化活動中心在15秒內(nèi)，讓空調(diào)溫度自動升高1.5攝氏度，照明、水泵等公共負荷進入錯峰模式，成功削減80千瓦負荷。
虛擬電廠本身不發(fā)電，只是電力的“搬運工”——通過將分散的可調(diào)控用電設(shè)備、儲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”，實現(xiàn)“無新增土地、零碳排放”的柔性保供能力。
上海是我國最早發(fā)展虛擬電廠的城市之一。2016年，上海開展全國首個商業(yè)建筑虛擬電廠示范項目建設(shè)。2019年，上海投運國內(nèi)首個虛擬電廠運營管理平臺。
“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)量的負荷，預(yù)測、交易、調(diào)控、結(jié)算等各個階段依靠供電公司客戶經(jīng)理的經(jīng)驗，需要耗費大量時間和人力，負荷調(diào)控也并不精準。”羅瀟說，“超大城市智慧能源管理大師”是一個24小時不休息的工作者，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“電力行業(yè)知識預(yù)訓練+微調(diào)”，形成電力行業(yè)垂類大模型，打造智能預(yù)測、交易、調(diào)控、結(jié)算四大智能體，實現(xiàn)能源管理高效協(xié)同。
在能源管理啟動階段，“超大城市智慧能源管理大師”應(yīng)用“AI+預(yù)測”智能體化身為精準的決策者，實現(xiàn)電網(wǎng)新能源發(fā)電、負荷、電碳因子、電能質(zhì)量等多維狀態(tài)精準預(yù)測及用戶側(cè)資源調(diào)用輔助決策，提前預(yù)判電網(wǎng)供需失衡風險并發(fā)出預(yù)警，電網(wǎng)實時狀態(tài)預(yù)測維度提升200%、預(yù)測精準度提升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積極性，促進交易達成，負荷調(diào)節(jié)能力評估精準度提升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，實現(xiàn)對充電樁、空調(diào)、儲能等用戶側(cè)設(shè)備調(diào)節(jié)策略秒級執(zhí)行和精準無感調(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)，負荷響應(yīng)精準度提升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，實現(xiàn)調(diào)節(jié)成效精細化評估及交易補貼精準發(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貼，結(jié)算速度較原先提升200%、運營方數(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，臨汾路街道試點安裝6臺“碳博士”裝置，對分布式光伏、充電樁、中央空調(diào)、水泵、公共照明等設(shè)備進行智能調(diào)控。設(shè)備制造商上海聯(lián)元智能科技有限公司負責人表示，該裝置可以動態(tài)分析社區(qū)負荷特性和電網(wǎng)需求，自動生成錯峰用電、有序充電等策略，匯聚社區(qū)可調(diào)負荷資源近200千瓦。
“超大城市智慧能源管理大師”激活了分布式能源價值，推動上海虛擬電廠規(guī)模不斷擴大。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，“十五五”期間，上海虛擬電廠將具備年度最大負荷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)用的一個重點領(lǐng)域。在“超大城市智慧能源管理大師”助力下，上海率先實現(xiàn)了充換電設(shè)施與樓宇空調(diào)的秒級精準需求響應(yīng)，成功實施了全國首次無功需求響應(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、綠色的堅實能源保障，還通過高品質(zhì)電能供應(yīng)，有力推動了上海人工智能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
秒級精準需求響應(yīng)負荷是電網(wǎng)的寶貴資源，可以實現(xiàn)負荷的“快上快下”，助力電網(wǎng)實時平衡。國網(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“超大城市智慧能源管理大師”的實時動態(tài)調(diào)控智能體，建立虛擬電廠多時間尺度優(yōu)化調(diào)度模型，構(gòu)建自適應(yīng)就地調(diào)控體系，實現(xiàn)對上海全市儲能、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)資源的精細化管理和調(diào)度。
對于超大城市而言，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)的遠東分區(qū)，電量通過長距離電纜輸送，容易發(fā)生因無功功率支撐不足而出現(xiàn)過電壓問題。在電力系統(tǒng)中，有功功率負責將電能轉(zhuǎn)換為熱能、光能、機械能等形式的能量，而無功功率則不消耗電能，它體現(xiàn)了電路中電場與磁場之間的能量轉(zhuǎn)換。無功功率是電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率，其不合理分布會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動。
面對電壓波動，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)相機或調(diào)用企業(yè)側(cè)的無功補償設(shè)備，相比之下，調(diào)用企業(yè)側(cè)的無功設(shè)備更加經(jīng)濟，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)均配置有無功補償設(shè)備，由于投用該類設(shè)備會造成用電成本的上升，很多用戶側(cè)的無功補償設(shè)備長期處于閑置狀態(tài)。上海積塔半導(dǎo)體有限公司電氣工程師倪萍琪說：“我們公司的無功補償設(shè)備這兩年很少使用，當國網(wǎng)上海電力發(fā)出無功需求響應(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。”
國網(wǎng)上海電力通過“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)備的成本計算模型，在國內(nèi)首次形成了無功需求響應(yīng)電價，緩解了節(jié)假日期間局部電網(wǎng)過電壓現(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)相機建設(shè)成本1.6億元。在2025年元旦、春節(jié)、“五一”假期期間，國網(wǎng)上海電力實施無功需求響應(yīng)，累計注入2900多萬千瓦時感性無功電量，累計發(fā)放激勵金額268.02萬元，最高降低220千伏電網(wǎng)電壓1.2千伏。
半導(dǎo)體企業(yè)對電壓波動十分敏感，過電壓會給企業(yè)生產(chǎn)造成重大損失。“我們的生產(chǎn)線24小時運行，每天大約要用電150萬千瓦時。”在倪萍琪看來，配合電網(wǎng)企業(yè)開展無功需求響應(yīng)，有利于電網(wǎng)穩(wěn)定電壓，最終受益者也是企業(yè)，同時參與需求響應(yīng)的企業(yè)也能獲得補貼，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，綠電受到越來越多用戶的青睞。2024年6月6日，國網(wǎng)上海電力開展全國首次低碳虛擬電廠精準響應(yīng)，以實現(xiàn)最大化消納本地清潔能源為目標，引導(dǎo)用戶在清潔能源發(fā)電低谷時少用“高碳電”，在清潔能源發(fā)電高峰時多用“低碳電”。最終60家用戶參與了早上的減負荷響應(yīng)、46家用戶參與了晚上的增負荷響應(yīng)，核算減碳效益1.047噸。
據(jù)統(tǒng)計，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、無功需求響應(yīng)、低碳響應(yīng)等多種市場運營模式，經(jīng)濟效益超80億元，年均減碳量51萬噸，相當于123座世紀公園的年度碳匯量。
在人工智能技術(shù)的支撐下，上海虛擬電廠進一步激活分布式資源價值、創(chuàng)新市場業(yè)態(tài)模式，讓城市能源管理更智能、更綠色、更高效。(亮報 記者 許天驕)
作者：許天驕
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