人工智能技术在华中电网负荷预测中首次“实战”

今年度夏期间,由国家电力调控中心主办、国家电网有限公司华中分部承办、国家电网湖南电力、国家电网江西电力协办,19家单位组成的17支专业队伍针对华中、湖南的系统负荷预测进行同台竞技,决策树、神经网络和大模型等人工智能技术在华中电网负荷预测中首次“实战”。
历时三个月,10月16日,国网华中分部在湖南长沙组织召开国家电网人工智能负荷预测同台竞技座谈会,“实战”成果出炉。竞技队伍的日前负荷预测准确率达到98%,比现有水平提升了0.4个百分点。
在三个月的时间里,竞技团队与调度机构负荷预测专家深度交流,吸取人工经验,通过采用不同技术路线搭建负荷预测模型,学习负荷序列变化规律,提高模型预测的准确性。他们构建了TCN、LSTM、CNN-LSTM-FNN、Transformer、Informer等多种预测模型,分场景自适应进行模型选择,融合多个模型预测负荷生成预测结果,从而提高预测模型的准确性和稳定性。还通过采用融合时间序列与大模型的负荷预测方法,将输入特征转化为文字序列,通过调控大语言模型捕捉数值型数据中的复杂模式和文本中的语义信息,设计相应的负荷预测任务描述模版,通过对齐模块将时序数据与任务描述文本进行对齐,基于大语言模型(LLM)完成负荷预测模型的训练及构建。
以度夏华中全网最大负荷日7月24日为例,竞技队伍的最大负荷、保供关键时段、日综合指标分别达到99.37%、99.77%、99.02%,明显优于日前计划上报的98.78%、99.70%、98.54%,借鉴同台竞技预测结果开展电力平衡和电力保供工作,做好“心中有数、手中有策”,给实际调度运行和负荷预测工作带来了较大的帮助和指导。
人工智能是推进新型电力系统建设的核心技术,是加快发展新质生产力的关键动力。近年来,厄尔尼诺现象频发,带来的不仅是风、光的短时段剧烈波动,还增加了水电的长、短期波动。电力负荷预测受外部气候等因素的影响逐渐增大。华中区域地形地貌复杂,气候多变。河南属于温带、亚热带季风气候,湖北、湖南、江西属于亚热带季风气候,既有大陆性气候光温丰富的特点,又有海洋性气候雨水充沛的特征。同时,华中区域居民及商业负荷占比高居全国前列,用电负荷对天气变化极为敏感。复杂多变的气候特点、较高的空调负荷占比,大幅增加了负荷预测的难度。国调中心组织开展人工智能负荷预测同台竞技,对于解决华中区域负荷预测方面“疑难杂症”具有现实意义。
作为竞技主办方,国调中心在座谈会鼓励参与者深入研究气象信息、行业发展、电价政策、节假日等多元因素对用电负荷的影响规律,形成一批可复制可推广可落地的人工智能负荷预测成果。下阶段重点围绕负荷数据统计计算、气象数据差异分析、行业数据质量提升等方面开展相关工作,深入研究大模型技术在负荷预测领域应用,为提升负荷预测水平提供新思路、新方法。
据了解,国网华中分部将继续开展秋季负荷预测实战竞技工作,期望早日形成一个标准化的技术平台,汇聚负荷预测各类技术方法,采用调控云平台和标准化的数据进行实战比武,提炼出实用高效通用的算法和模型,可借助于内网环境和调控云平台推广到全网各区域电网、省级电网进行负荷预测,应用于生产实际,提升负荷预测水平。(曹琰 熊玮)