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測、交易、調(diào)控、結算四大智能體應用，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專項調(diào)用。
技術突破 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中心工作人員王晴看著大屏上虛擬電廠響應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專項調(diào)用，實測最大響應負荷達到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)突出應用導向，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、電網(wǎng)運行、設備管理、作業(yè)管控、客戶服務、經(jīng)營管理等6大業(yè)務領域600余個場景，推動了電網(wǎng)領域的人工智能規(guī)模化應用。
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，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發(fā)展，2021年開始在虛擬電廠運營平臺探索應用人工智能技術，去年光明電力大模型發(fā)布后，便積極開展研究，打造服務上海虛擬電廠發(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。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備，不知道如何削減規(guī)定數(shù)量的負荷，預測、交易、調(diào)控、結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)知識預訓練+微調(diào)”，形成電力行業(yè)垂類大模型，打造智能預測、交易、調(diào)控、結算四大智能體，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”應用“AI+預測”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)精準預測及用戶側資源調(diào)用輔助決策，提前預判電網(wǎng)供需失衡風險并發(fā)出預警，電網(wǎng)實時狀態(tài)預測維度提升200%、預測精準度提升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)、儲能等用戶側設備調(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，完成設備調(diào)節(jié)，負荷響應精準度提升45%、響應速度由30分鐘降至1分鐘內(nèi)、用戶滿意度提升30%。
在補貼結算階段，“超大城市智慧能源管理大師”依托“AI+結算”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、響應效果最好的用戶拿到最多的補貼，結算速度較原先提升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”應用后，接入上海虛擬電廠的負荷聚合商也加快了設備智能化改造步伐，從而更好地響應電網(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、公共照明等設備進行智能調(diào)控。設備制造商上海聯(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用的一個重點領域。在“超大城市智慧能源管理大師”助力下，上海率先實現(xiàn)了充換電設施與樓宇空調(diào)的秒級精準需求響應，成功實施了全國首次無功需求響應和低碳虛擬電廠。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，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)新應用“云端大模型+邊端智能體”的技術路線，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，構建自適應就地調(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換。無功功率是電氣設備中建立和維持磁場的電功率，其不合理分布會導致電網(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)側的無功補償設備，相比之下，調(diào)用企業(yè)側的無功設備更加經(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備，由于投用該類設備會造成用電成本的上升，很多用戶側的無功補償設備長期處于閑置狀態(tài)。上海積塔半導體有限公司電氣工程師倪萍琪說：“我們公司的無功補償設備這兩年很少使用，當國網(wǎng)上海電力發(fā)出無功需求響應邀約后，我們積極響應，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)設備參與電能質(zhì)量治理，建立用戶側電壓調(diào)節(jié)設備的成本計算模型，在國內(nèi)首次形成了無功需求響應電價，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，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，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，以實現(xiàn)最大化消納本地清潔能源為目標，引導用戶在清潔能源發(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、46家用戶參與了晚上的增負荷響應，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、低碳響應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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