近日,中國電力科學研究院有限公司(以下簡稱“中國電科院”)正式發布面向電力系統應用場景的氣象大模型——“璣衡”。該模型可在數分鐘內完成未來10天的全球氣象預報,電力關鍵氣象要素預報精度達到國際第一梯隊水平。
隨著氣候變化和新能源裝機占比持續提升,氣象條件已成為影響電力系統“發、輸、配、用”各環節的關鍵變量。然而,現有預報手段面臨雙重困境:傳統數值天氣預報(NWP)依賴大規模計算集群,時效性低且難以高頻更新;通用氣象大模型雖突破了傳統預報范式,卻因訓練和推理數據集局限,在電力應用場景中仍面臨精度不達標、適配性不足等挑戰。
針對上述行業痛點,在國家電力調度控制中心組織下,中國電科院聯合中國科學技術大學、海光信息技術股份有限公司組建跨學科攻關團隊,歷時一年成功研發“璣衡”。
在模型架構方面,“璣衡”采用編解碼對稱架構:編碼器通過滑動窗口注意力機制捕捉跨區域長距離氣象依賴,解碼器通過緯度余弦加權、高空分層加權、多要素加權三重損失函數設計,顯著提升了預報精度與穩定性。模型構建了“全球—全國—省域”三級嵌套級聯陣列,通過知識、結構、參數的逐級傳遞,滿足風電、光伏場站級的精細化預報需求,將省域空間分辨率提升至3×3公里,支持近地面三維風場、輻照度、覆冰等10余種電網重點關注的氣象要素。
在數據基座方面,“璣衡”實現了本質突破:首次完成“電力—氣象”跨領域觀測數據的有效整合,提出物理神經算子驅動的智能同化方法,構建了歷史長期高精度電力氣象再分析數據集。這意味著模型從訓練階段就嵌入了電力場景的先驗知識,而非簡單復用通用氣象數據。同時,“璣衡”針對臺風、寒潮等10余類電力系統高影響天氣進行了專項優化,有效解決了通用氣象大模型在極端天氣過程中的“均態化”問題。
“璣衡”之名,源于北斗七星中的“天璣”與“玉衡”,亦取意于我國古代測定天體位置的天文儀器,寓意以精準氣象預報指引新型電力系統的運行。目前,“璣衡”預報結果已接入全國新能源集中預測平臺與極端天氣預警風險評估系統兩大核心業務系統。數據顯示,采用“璣衡”氣象源后,70%以上的新能源場站功率預測精度得到提升,最大偏差降低3至7個百分點;在極端天氣預警方面,其對天氣極端性的預報更為準確。配套的可視化平臺已實現預報結果的動態跟蹤與性能比對,標志著“璣衡”完成從模型推理到業務應用的全鏈路貫通。(王釗)
轉自:中國能源報
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