智慧配用电系统AI化基础与实践
南方电网电力科技股份有限公司 知识产权声明 本文件的知识产权属南方电网公司所有。对本文件的使用及处置应严格遵循南方电网公司有关规定或获取本文件的合同及约定的条件和要求。未经南方电网公司事先书面同意，不得对外披露、复制。 IntellectualPropertyRightsStatement ThisdocumentisthepropertyofandcontainsproprietaryinformationownedbyCsGand/oritsrelatedproprietor:Youagreetotreatthisdocumentinstrictaccordancewiththetermsandconditionsoftheagreementunderwhichitwasprovidedtoyou.NodisclosureorcopyofthisdocumentispermittedwithoutthepriorwrittenpermissionofCSG 目录CONTENTS 1.1背景-新型配用电系统是新能源转型必由之路 配用电系统：分布式新能源、互动资源接入，呈现设备规模大、种类多、分布广的“长尾特性” 传统大电网统一调度、定价，计划模式运行思路，难以适应当下及未来新型配用电系统发展。 新型配用电系统（分布式智能电网） 集中式大电网 高比例新能源、多分布式主配微波动性、随机性、间歇性 1.2背景-新型配用电系统发展吸需新工具 传统配用电系统感知能力不足、人工依赖程度高、调控迟缓等短板，制约着不确定性能源主体大规模接入，造成新能源供需失衡、消纳受限，驱需新方法工具，推动配用电系统转型升级。 存在问题 策略寻优慢 主站需在巨大状态空间中找量优策陷，策略更新速度远落后于现场变化 人工依赖高 区域协同主要靠固定规则和人工巡检，跨层级协同能力弱 感知能力弱 端侧感知设备算力低，多设备混合接入下特征推理与状态分析效果差 1.3背景-A/是推动新型配用电系统发展利器 A/海量数据计算、推理、求解能力，为大设备系统的协同、调度、能源管理等问题提供低成本、广适用的智能化方案；让构建物理柔性、运行智慧、管理智能的新型配用电系统成为可能。 目录CONTENTS 2.1智慧新型配用电系统A/技术基础架构 遵循“物理-信息-应用”三层原则，通过海量智能设备构建物理柔性载体；通过数据和算力协同构建信息基础：通过大数据和人工智能算法赋能新型场景，最终实现新型配用电系统高效协同与自治 2.2物理层“软硬分离+操作系统”提供统一数智基座 物理柔性的核心是建立“统一数智基座”：通过设备软硬件解耦，构建标准的配用电物联操作系统解决设备间高效互操作问题，实现海量一二次设备柔性互联互通，为上层A应用提供标准、清洁的数据。 2.3物理层泛在互联保障配用电设备互联互通 融合新一代高速电力线载波（HPLC），高低频无线等多种通信技术，打造“通-感-融”一体的泛在通信网络。支撑从“分钟级数据采集”、“秒级实时控制”到“准实时应用”的全业务需求。 2.4信息层分布式A/与“智能体”群决策 推动“范式转移”：A赋能智能终端、电表等，将设备转化为具备资源和决策能力的“智能体”；群体智能：各智能体通过区块链、强化学习等技术，实现去中心化的协商、决策与执行，形成群体智能”。实现从“集中智能”向“分布智能”的演进。 范式转移 AI赋能 传统模式 A价值：主动导求最优交易逸经，P2P认证及结算 “电网大脑”集中控制，单向能量流用户被动接受 光伏逆变器 未来生态 ，“群体智能”协同自治，多向能量流，节点主动参与分布式决策，每个节点都是主动的参与者与贡献者 协同效应 智能开关站AH价值：协同本区城智能体，实肌就地平货，保购电 协商：区块链与智能合约P2P交易 决策：强化学习与多智能体白主优化 2.5信息层云-边-端架构支撑信息高效协同 各类智能AI融合终端成为信息中枢，海海量边端设备与AI云平台间高效信息协同，实现数据/算力融合。 2.6应用层分层联动提升智慧调度运行能力 三级联动分层架构实现智慧调度：“用户侧精准感知-台区侧协同优化-区域侧全局调控”三级联动智慧调度体系，实现分布式智能配电网源网荷储全要素的智慧运行。 2.7应用层多模态融合提升设备运维水平 多模态融合：实现从“被动抢修”到“主动运维的变革，支撑设备运维无死角汇聚新型配用电系统电气量、局放、红外、视频、气象等全链路数据，闭环 “数据采集一融合处理一AI分析一决策执行”实现运维过程“可观、可测、可感、可控”。 2.8应用层"小模型+大模型协同应用提升管理效率 AI智能体促进管理升维：多源数据融合的多模态运行风险评估体系，AI化人员管理和设备维护对策，实现中低压配网的低压台区自治、中压网格联动的全息感知和管理升维。 2.9智慧配用电系统AI技术基础总结 物理柔性是A/数据获取与能力执行的基座，云边端协同下的多源信息融合，是AI化落地的关键，系统智慧运行、设备智能运维及管理机器代人是新型配用电系统AI化终极目标与内在驱动力。 目录CONTENTS 3.1新型配用电系统的实践探素 南网科技近年来聚焦新型配用电系统+AI关键技术，主要探索了AI感知诊断、AI协同调控、AI网荷 3.2AI感知诊断低压透明化产品体系 基于AI+终端高速边缘计算能力，对海量配用电系统端侧设备数据高效处理分析，实现新型配用电系统“变-线-户”拓扑自动精准感知，方案应用于十五届全运会全链路保供电监测，并在海外埃及开罗等地规模应用。覆盖超1万个台区。 完成透明化技术埃及本地适配，部署53台终端，200+监测点，解决线损发现难题，精准定位隐蔽故障，实现线损率下降超过12% AI+透明化技术范盖72座场馆，4000+监测点，实现全域感知和透明化监测，数智化守护全链路供电，保障每个插座、每一盖灯！ 3.3AI感知诊断设备智能运维体系 当前现场电力设备繁杂，人工处理时效性低，AI感知诊断覆盖云边端全域设备，构建AI+运维协同体系，支撑新型配用电系统智能运维，实现从“被动救火”向“主动处置”变革。 3.4AI协同调控车网灵活互动系统 传统配网难以支撑新能源汽车规模化充电，利用多维数据融合、动态博奔与最优决策等A技术，搭建车网互动A/智能控制系统，驱动车网动态协同调控，确保新型配用电系统稳定运行 安全预警与协同防护 精准预测与智能调度 动态博奔与最优决策 针对车网互动全链条安全防护、车桩网协同控制等难顺，研究全链条安全防护技术及本地自治智能调控策略，确保电网安全运行。 ■构建基于多智能体的车网互动博奔引擎，实现分布式协同优化，在非合作博奔中导求纳什均衡，实现用户收益最大化与电网稳定性的精准平衡 融合电价、用户行为等海量数据精准预测电动汽车的充放电潜力。应用深度强化学习调度算法，动态优化充放电策略，支撑电网动态平衡， 3.5AI协同调控|光储充协调自治平台 通过本地部署AI终端，实现对光储充用户特性分析及负荷预测，A辅助生成光储充协同调控策略实现光储充本地协调自治，支撑配电台区精细化调控 分布式光伏功率预测：利用Transformer、LSTM等算法分析历史与实时气象数据和发电数据，精确预测光伏发电能力。台区负荷需求预测：通过负荷历史运行数据的训练构建专用模型进行负荷预测光储充协同调控策略生成：通过构建多目标约束的运行策略求解算法，生成台区调控策略 3.6AI网荷互动用户用电管理AI芯片 在用户用电管理设备部署轻量化AI模型，利用多模态融合感知、深度强化学习技术，实时感知分析用户用能情况，实现用户用能智能化、精细化、绿色化管理。 3.7AI网荷互动电碳算协同体系 在端侧部署A/电碳监测模型，在边侧部署AI电-算”匹配模型，云端部署A/多模态碳算大模型在碳排约束下精准匹配算力节点与电力节点，推动电能量流、算数据流和碳价值流的深度融合。 目录CONTENTS 4.1总结与展望 新型配用电系统的发展将长期处于与大电网协同共生的状态，能源智能体将蓬勃发展为产业新机遇， 面向未来，我们必须共同拥抱“电-算-碳协同这一新发展范式。它要求电力、算力、碳排放在规划、运行、交易各环节深度耦合。这不仅是技术挑战，更是巨大的产业蓝海， 协同共生 能源智能体 “电-算-碳”协同 ■在信息化、数字化、智能化方面存在巨大挑战，同时也蕴含巨大产业机遇，未来将朝着能源智能体形态发展 电力、算力、碳排存在相互制约又相互发展的耦合关系，未来需要建立“电算-碳协同的发展新范式 面对分布式新型配用电系统与大电网协同共生的长期形势，需进一步探索AI在两者兼容并存的新技术和新应用 谢谢！奇敬请批评指正 南方电网电力科技股份有限公司
