2023年12月27日上午,南方电网第五届电力调度AI应用大赛决赛在广州南方电网总部落下帷幕,来自清华大学电机系调度自动化团队的参赛队伍获得冠军,并同时包揽了技术创新奖和最佳可视化奖项。队伍成员为电机系博士生曾泓泰和王铮澄(现场开发),以及本科生卢梁宇宸、邓凯航和葛彦硕(远程参与),指导教师为郭庆来教授。
队员曾泓泰、王铮澄现场领奖
南方电网调度AI应用大赛由南方电网电力调度控制中心、中国电机工程学会电力系统自动化专委会主办,是目前电力行业内影响力最大、应用性最强的AI大赛之一。本次大赛于2023年11月14日在广州开幕,主题为“基于AI技术的电力现货市场快速出清”,共有30支来自全国各电力行业的企业、高校、科研机构以及互联网生态企业队伍参赛。
现货市场快速出清需要求解大规模机组组合,其本质是混合整数线性规划问题,如何对其进行快速准确求解一直是业界的难点。清华大学电机系参赛队伍在本次竞赛中采用了“Data-Centric AI”的技术路线,首先通过收紧优化可行域,将纯优化平均求解时间降低55%,同时求解容差降低一个数量级,从而能够在更短的时间内生成更高质量的数据集;然后将机组启停预测建模为多任务多分类预测问题,在高质量数据集上进行监督学习训练,得到深度神经网络构成的AI智能体;最后,AI智能体预测机组每日的启停动作以固定优化问题的整数变量,从而大大降低了原始优化问题的求解时间,同时求解得到的最优值逼近原始优化结果。这一技术方案在南方电网真实测试数据中获得了最优值和求解时间双满分的成绩,在30支参赛队伍中名列第一。
决赛现场答辩
清华大学电机系调度自动化研究团队在电网控制中心领域有超过三十年的研究积累,是我国电网能量管理与调度控制方向上最有影响力的科研团队之一,曾获国家科技进步一等奖、国家技术发明二等奖和国家科技进步二等奖各1次,两次入选中国高等学校十大科技进展。团队近年来高度重视电网调度领域知识与人工智能技术的结合应用,取得了一系列重要的研究成果,目前也承担了相关领域的国家重点研发计划项目、自然基金重点项目和多项实际工程项目。团队在本次大赛中采用的技术方案是郭庆来教授主持的南方电网联合基金——“基于混合智能的新型电力系统运行方式知识发现研究”的重要研究成果之一。