发帖
雷达卡
今年夏季，我国单月用电量首次突破万亿千瓦时大关。作为全球集中统一出清规模最大的电力市场之一，中国南方区域电力市场在迎峰度夏的关键时期成功经受住了考验。面对电力负荷的急剧攀升，通过最优调度策略，实现了电力供应的“满格”运行。
这一成就的背后，是我国自主研发的“智慧大脑”——“天权”求解器（以下简称“天权”）发挥了核心作用。自南方区域电力市场启动连续结算以来，“天权”已稳定支撑超过7000个模型节点、逾200万项出清变量的高效运算任务。
“求解器被誉为‘工业软件之芯’，在能源、金融、物流等多个关键领域，要获得最优运行方案，都离不开它的支持。”技术负责人、中国南方电力调度控制中心（以下简称“南方总调”）自动化处主管彭超逸向科技日报记者介绍，“天权”的诞生不仅保障了南方区域电力市场的持续稳定运行，更实现了计算性能较进口同类产品提升14%的重大跨越，真正将电力系统的自主可控能力掌握在自己手中。
早在2015年，随着电力市场化改革的全面推进，南方区域成为首批试点地区之一。从政府主导定价转向基于用电成本、环保投入等多因素综合评估的市场机制，寻找最合理的电力定价与调度方案成为核心挑战，而“求解器”正是破解这一难题的技术钥匙。
然而彼时，国产求解器的整体性能落后国际先进水平数十倍。处理相同问题时，往往需要多耗费三四十倍的时间，难以满足工业级实时、高复杂度的应用需求。
尽管进口产品成熟可用，但南方电网科创部副总经理胡玉峰清楚其中隐患：“国外求解器虽强，但其算法逻辑、代码实现和模型结构均不公开。一旦依赖，就等于把关键命脉交由他人，存在巨大安全风险。”
为了确保电力系统万无一失，唯一的出路就是自主研发。团队在调研中发现，多数国产求解器依赖未经优化的开源底层代码，这正是性能滞后的根本原因。
为打造高性能基础架构，研发团队联合数学、计算机科学及电力系统领域的数十家单位专家展开深入交流，系统梳理调度经验，并将其转化为可被求解器识别的数学表达形式。
“很多决策来自调度员多年实践，看似直觉判断，实则蕴含深层规律。我们的任务是把这些经验拆解成精确的模型，既要准确又要避免过度复杂化。”彭超逸指出，如何在抽象表达与实际效能之间找到平衡点，是整个过程中最具挑战性的环节。
经过反复打磨与验证，“天权”首次实现了将电力系统专业知识深度嵌入求解计算流程。胡玉峰回忆，尽管初期版本尚显稚嫩，能否超越进口产品仍是未知数，但团队对其底层架构充满信心。后续的实际表现也证实，正是这一自主设计的代码底座，成为“天权”反超的关键所在。
代码基础奠定后，真正的考验才刚刚开始。“天权”必须进入实际场景接受检验。然而第一次实战测试却给了团队沉重打击：在一个典型案例中，“天权”耗时超过2万秒，是进口求解器的11倍。
面对巨大差距，团队试图剖析进口产品的运行机制以寻求突破口。但“天权”联合研发方、杉数科技联合创始人兼首席技术官王子卓坦言，国外厂商不仅不开放源码，连运行过程也完全封闭，几乎无法获取有效信息。
为此，南方电网将该项目列为首个“揭榜挂帅”重点项目，通过专项研究和创新组织模式，为团队提供充分资源支持与容错空间。
立项后，团队首先转向学术文献寻找灵感。据南方总调自动化处高级经理周华锋介绍，他们查阅了数万页论文资料，但大多数方法仅适用于小规模问题，在工业级应用场景下收效甚微。
团队也曾尝试分析进口求解器的计算日志来逆向推导其策略。然而，南方区域电力市场的统一出清机制属于全球最高阶的市场形态之一，求解过程中可选方案数量高达21万位以上，相当于在2的78万次方中选出唯一最优解，计算步骤动辄达万亿级。
相比之下，能够观察到的日志信息极为有限。“可能内部已经执行了几万步运算，日志才输出一行数据，参考价值非常低。”彭超逸表示。
“既然没有现成路径可循，那就自己闯出一条路！”彭超逸带领团队采取双轨并进策略：一方面，让“天权”原型反复运行大量案例，对每一步计算进行精细拆解，逐行排查性能瓶颈；另一方面，将成员积累的调度经验和领域知识持续“注入”算法体系，推动底层代码实现深度优化。
历经无数次模拟与迭代，终于在一次常规测试后，团队惊喜地发现：针对同一案例，“天权”的运算速度首次超越进口求解器，领先幅度达到14%。这场持久攻坚终见曙光，系统功能趋于完善，性能实现历史性突破。
不同于通用型求解器允许一定程度的容错，电力市场对可靠性的要求近乎苛刻。南方总调技术专家梁彦杰强调，“天权”的每一次输出直接关联电网安全运行，影响成千上万用电单位和执行机构，几乎没有试错余地。
因此，即便在性能达标之后，团队仍持续开展极端工况测试、边界条件验证和长期稳定性评估，确保其在各种复杂环境下都能精准、稳定、高效运行。
如今，“天权”已成为南方区域电力市场不可或缺的核心支撑工具，不仅打破了国外技术垄断，更为我国能源基础设施的自主可控提供了坚实保障。
为了确保系统的准确性，“天权”启动了长达数年的“晋级”流程。研发团队从南方电网各级网络中调度大量来自真实电厂与变电站的数据，构建出多个实际案例，供“天权”在实习阶段进行测试。每个测试案例均包含数十万个出清变量，全面模拟复杂电力市场的运行环境。
完成实习期的考察后，“天权”进入一线“陪练”模式。此时，其主要功能是处理实时数据，并通过持续参与实战来优化各项参数配置。尽管这一阶段的计算结果尚未投入实际应用，但系统的表现稳步提升。随着时间推移，“天权”的处理效率逐渐接近进口求解器水平，计算精度也不断优化。
2022年，“天权”凭借出色的性能表现，开始与进口求解器实现双轨并行部署。然而，这一转变也带来了意想不到的挑战——不同部门陆续反馈各种疑问：“为什么运算结果和原来不一样？”“这些机组的供电安排是否合理？”……问题纷至沓来。
面对质疑，团队并未退缩。“‘天权’每一步算法都有明确依据，我们能够向执行单位清晰解释每一个计算过程。”彭超逸表示，与之相比，进口求解器如同“黑盒”，仅输出结果而无法追溯逻辑；而自主研发的求解器则具备透明性，可针对具体问题展示底层运算逻辑。
由于电力市场全天候运行，彭超逸及其团队也始终处于待命状态，随时回应各类质疑，并结合市场实际运行情况对“天权”进行持续迭代升级。经过不懈努力，系统的计算结果最终获得了各兄弟部门的广泛认可。
在与进口求解器并行运行近两年后，“天权”正式转为主用求解器，独立承担核心运算任务。其支撑的交易周期由原来的两天扩展至整月，覆盖的交易品种从“日前”拓展为“日前+实时”，能源类型也从传统能源逐步延伸至新能源领域。
历经35个月的筹备与12轮严格的内部测试，“天权”成功实现了对南方区域电力市场连续结算的独立支撑，标志着我国在该技术领域取得重大突破。
上海交通大学智能计算研究院教授葛冬冬评价指出，该项目攻克了超大规模电力市场出清优化的技术难题，整体技术水平达到国际领先。
“习近平总书记强调，能源的饭碗必须端在自己手里。‘天权’的自主研制与落地应用，正是科研人员以智慧助力国家能源安全的具体体现，提供了坚实的‘硬核’技术支撑。”南方总调总经理黄河表示。未来，南方总调不仅将继续为全国统一电力市场的建设提供核心技术支持，还将把求解器技术推广至油气、航空、制造等重点行业，拓展其应用边界。
京公网安备 11010802022788号
