在電力行業(yè)，求解器被譽(yù)為“工業(yè)軟件之芯”，是支撐大型電網(wǎng)、金融市場和供應(yīng)鏈優(yōu)化運(yùn)行的核心工具。過去幾十年，全球高端求解器市場長期被美國企業(yè)主導(dǎo)，其技術(shù)封鎖和壟斷地位一度讓各國在關(guān)鍵系統(tǒng)運(yùn)行中受制于人。然而，這一局面正在被中國打破——南方區(qū)域電力市場近日宣布全面啟用國產(chǎn)求解器“天權(quán)”，標(biāo)志著中國在電力優(yōu)化計(jì)算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。
南方區(qū)域電力市場覆蓋廣東、廣西、云南、貴州、海南五省區(qū)，是全球規(guī)模最大的連續(xù)運(yùn)行電力市場，日均交易量達(dá)38億千瓦時(shí)，超過英、法、德三國用電量總和。其運(yùn)行涉及2400余臺發(fā)電機(jī)組、超120萬個(gè)出清變量和200萬條約束條件，需每15分鐘精準(zhǔn)計(jì)算購電成本最低的發(fā)電機(jī)功率、啟停時(shí)間及電價(jià)等關(guān)鍵參數(shù)。南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心總經(jīng)理黃河形象比喻：“這相當(dāng)于同時(shí)精確計(jì)算6000個(gè)地點(diǎn)、120萬種商品的價(jià)格、庫存和配送路線，以實(shí)現(xiàn)效益最優(yōu)。”
此前，該市場依賴美國求解器Gurobi，單次計(jì)算平均耗時(shí)2111秒。而國產(chǎn)“天權(quán)”求解器投入使用后，平均計(jì)算時(shí)間縮短至1827秒，性能超越Gurobi 14%，最大領(lǐng)先幅度達(dá)38%，同時(shí)運(yùn)算誤差降低23%，穩(wěn)定性提升21%。這一成果不僅解決了“卡脖子”技術(shù)難題，更將電力保障的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在中國手中。
“天權(quán)”的研發(fā)歷程充滿挑戰(zhàn)。2018年，南方電網(wǎng)聯(lián)合杉數(shù)科技、清能互聯(lián)、南瑞繼保及清華大學(xué)、華中科技大學(xué)等產(chǎn)學(xué)研單位組建攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，平均年齡僅32歲。初期測試中，“天權(quán)”運(yùn)算一個(gè)案例耗時(shí)超2萬秒，是進(jìn)口軟件的11倍。面對質(zhì)疑，團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化代碼、融合調(diào)度經(jīng)驗(yàn)與數(shù)學(xué)創(chuàng)新成果，針對性開發(fā)定制化算法，歷經(jīng)5年攻堅(jiān)，最終在2022年底完成試運(yùn)行。
雙軌運(yùn)行期間，“天權(quán)”因運(yùn)算結(jié)果與進(jìn)口軟件差異引發(fā)多次質(zhì)疑。但團(tuán)隊(duì)?wèi){借可追溯的算法依據(jù)和持續(xù)優(yōu)化，逐步贏得認(rèn)可。2024年，“天權(quán)”正式獨(dú)立支撐市場連續(xù)結(jié)算，支撐交易時(shí)間從2天擴(kuò)展至整月，品種從“日前”延伸至“實(shí)時(shí)”，類型覆蓋傳統(tǒng)能源與新能源。今年夏季用電高峰期，“天權(quán)”以最優(yōu)調(diào)度確保五省電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，未出現(xiàn)停電事故或供電瓶頸。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，“天權(quán)”已支撐南方區(qū)域電力市場超7000個(gè)模型節(jié)點(diǎn)、200萬項(xiàng)出清變量的高效計(jì)算，日均降低發(fā)電成本7000萬元，減排二氧化碳1.86萬噸。其作為超1642億度電量、630億電費(fèi)結(jié)算依據(jù)，助力市場完成首次調(diào)電、分省結(jié)算、全域結(jié)算及整月結(jié)算等里程碑，成為國內(nèi)首個(gè)全自主可控運(yùn)營的電力市場。
目前，“天權(quán)”求解器已推廣至深圳虛擬電廠、武漢新能源研究院、新加坡綜合能源公司、香港大學(xué)等10余家國內(nèi)外單位，并通過成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用于其他行業(yè)，幫助企業(yè)提升生產(chǎn)效率2—10倍，年均創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益260億元。南方電網(wǎng)透露，未來計(jì)劃將“天權(quán)”技術(shù)拓展至油氣、航空、制造等領(lǐng)域，為國家關(guān)鍵行業(yè)提供優(yōu)化決策的核心計(jì)算引擎。
