电力系统科学智能应用和展望陆继翔国网电力科学研究院有限公司中国电机工程学会CHINESESOCIETYFORELECTRICALENGINEERING°目录CONTENTS1背景现状2科学智能应用案例研究3电网科学智能研究探索4未来展望21在强不确定性方面源荷双向不确定性导致电力系统运行方式更加多样化，电网运行状态演化呈现突发性和时变性。在高维特征方面新型电力系统变量数量众多、网络结构复杂，使得系统状态和决策调控呈现高维特征。3在非凸非线性方面新能源随机性特征以及电力电子设备的开关特性，电力系统的运行特征呈现出明显的非凸非线性。高比例新能源、高比例电力电子设备给新型电力系统计算、分析与决策带来了强不确定性、高维特征、非凸非线性等复杂特征，给电力电量平衡、安全稳定控制等带来巨大挑战。YSC-HVDG+O图+高比例电力电子设备HVDCAADd电力电子变压器°3楼字与民用电源DCDC高比例新能源规模化01研究背景品AcDSAclDSAclDSAclDCAd王2F8规模化[座Dc集中大型火(水)8新型电力系统全景中国电机工程学会kemLinen流与柔性多喘置流输出分布式电源态婴蜜盆直流负荷直流负荷AGpc微网AcAVSHWX源荷预测：新能源占比提升带来源荷双重不确定性，加剧电力电量平衡压力，需精准预测新能源和负荷。仿真求解：大量电力电子设备并网，使电网呈现强不确定性、低惯量等复杂特征，对仿真计算提出更高要求。方式分析：运行方式不确定性增强，各类安稳问题耦合，仿真计算及专家经验不堪重负，安稳边界刻画问题凸显。优化调度：新型电力系统随机性和不确定性显著增加，需提升调度优化决策能力，实现多级协同控制。这些复杂特征带来的共性问题是科学计算，主要涉及源荷预测、仿真求解、方式分析和优化调度等电网运行核心业务环节。多维因素数学建模与预测偏微分方程组高效求解海量方式组合分析混合整数非线性优化电网运行科学计算01研究背景1234m中国电机工程学会科学智能应用案例研究3电网科学智能研究探索4未来展望5①背景现状°目录CONTENTS让人工智能利用自身强大的数据归纳和分析能力学习科学规律和原理，从而得到科学模型，解决实际的科研问题，大大加速了科研探索的进程，并获得仅使用传统科学方法可能无法获得的见解。——*《科学智算(A/4S):交叉与赋能——第六期CCF秀湖会议报告》,中国计算机学会通讯，2024年2月典型案例AlphaFold2:蛋白质结构预测DeePMD:加速分子势能函数求解DeepMind:可控核聚变盘古、GraphCast:中期天气预报TeslaFSDV12:端到端自动驾驶底层逻辑拟合机理模型，加速科学计算洞察数据模式，实现精准预测探索因果规律，揭示科学机理生物物理核能气象交通01科学智能概念科学智能AI4S中国电机工程学会cn甲2024年，AlphaFold3基于15万高质量数据，融合三角不等式约束物理知识Pairformer机理模型，计算时间从数年缩减到数分钟，突破耗时长实验测定模式。·问题描述：蛋白质折叠问题的本质就是根据氨基酸序列分析推演蛋白质的精确三维结构，属于模式判别问题。·难点与挑战：蛋白质空间结构上的排列方式多、序列与结构之间的复杂关系、实验技术的局限性等因素，导致推演判别蛋白质的三维结构非常困难。·方法：AlphaFold3将PairFormer模块替换EvoFormer模块，更专注于处理蛋白质的基本结构和相互作用，提高准确性的同时简化模型架构；利用扩散(Diffusion)模块取代结构模块，直接预测每个原子的三维坐标，使得模型能够更准确地捕捉生物分子及其复合物的三维结构细节。02科学智能典型案例解析一：蛋白质折叠Ccnhdoncemodub(4Lxks}100DMislnnwdu3+24+3biocks)Huaitw-aloJumper,J.etalHighlyaccurateproteinstructurepredictionwithAlphaFold.Nature(2021).中国电机工程学会MEAmodkhicckslPairorrer(48tocksFegpoirg特征提取Pairformer模块扩散模块GeretleseurctConfomerSyw9onerationlgznds.covaientbpndsTomphate0oduhZbiacks)回收机制Inputombedder3bocks)PatsTemalateseerct·问题描述：中期天气预报问题是根据大气历史数据预测未来10天的气象指标，属于时序预测问题。·难点与挑战：描述大气运动的非线性偏微分方程难以获得通用解析解，而海量大气数据导致了数值模拟计算非常困难。·方法：华为在...