20XX/XX/XXAI在能源中的應(yīng)用匯報人:XXXCONTENTS目錄01

數(shù)字孿生技術(shù)在能源領(lǐng)域應(yīng)用02

AI能源負荷預(yù)測與調(diào)度03

AI與數(shù)字孿生融合案例04

國家電網(wǎng)AI實踐05

“人工智能+”能源發(fā)展現(xiàn)狀06

能源領(lǐng)域AI應(yīng)用展望數(shù)字孿生技術(shù)在能源領(lǐng)域應(yīng)用01技術(shù)概念與原理

數(shù)字孿生構(gòu)建物理對象虛擬副本清華大學(xué)智能能源研究中心2023年定義：通過傳感器+AI建模實現(xiàn)設(shè)備級實時映射，支撐毫秒級狀態(tài)推演，已在張江科學(xué)城實現(xiàn)變電站全要素動態(tài)孿生。

融合多源數(shù)據(jù)驅(qū)動仿真決策MIT媒體實驗室2022年實驗證明：融合IoT、SCADA、氣象等12類數(shù)據(jù)源后，數(shù)字孿生系統(tǒng)可支持72小時滾動仿真，誤差率壓降至3.2%。

支撐預(yù)測性維護閉環(huán)管理某大型能源集團燃氣平臺應(yīng)用后，安全監(jiān)察任務(wù)閉環(huán)率從68%升至94%，風(fēng)險識別提前量達4.2小時，故障定位時效提升3.6倍。智能電網(wǎng)應(yīng)用優(yōu)勢快速故障定位與自愈響應(yīng)國網(wǎng)武威供電公司“網(wǎng)絡(luò)故障排錯專家3.0”于2024年4月11日9:23精準鎖定35千伏安泰變電站中斷設(shè)備，8秒定位、15分鐘恢復(fù)，效率較人工提升100%。優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃與運行策略國家電網(wǎng)依托數(shù)字孿生開展“十四五”特高壓布局模擬，完成23個交直流混聯(lián)場景推演，線路損耗預(yù)估精度達96.7%，減少冗余投資12.4億元。提升新能源消納能力新加坡科技園區(qū)2024年部署數(shù)字孿生調(diào)控系統(tǒng)后，光伏與風(fēng)電實時消納率由62%躍升至79%，峰時電價支出降低15%，年節(jié)約電費超2800萬新元。增強跨系統(tǒng)協(xié)同調(diào)度能力南方電網(wǎng)“大瓦特·馭電”智能仿真大模型2024年上線，實現(xiàn)發(fā)-輸-配-用四級系統(tǒng)耦合仿真，跨域調(diào)度指令生成耗時壓縮至8.3秒，創(chuàng)全球最快紀錄。應(yīng)用流程與步驟多維數(shù)據(jù)采集與邊緣預(yù)處理

電力設(shè)備部署5G+AIoT終端超860萬臺（2024年國網(wǎng)年報），實現(xiàn)毫秒級電流/溫度/振動數(shù)據(jù)采集，邊緣清洗后數(shù)據(jù)可用率達99.2%。高保真模型構(gòu)建與參數(shù)標定

清華大學(xué)團隊2023年構(gòu)建±800kV換流站數(shù)字孿生體，集成17類物理方程與2300個實測參數(shù)，模型啟動響應(yīng)時間<1.2秒。多尺度仿真分析與策略生成

國網(wǎng)甘肅公司2024年試點“宏觀-LSTM+中觀-GNN+微觀-強化學(xué)習(xí)”三級仿真架構(gòu)，區(qū)域負荷預(yù)測偏差≤1.8%，調(diào)控策略生成提速4.7倍。閉環(huán)反饋控制與動態(tài)優(yōu)化

張江科學(xué)城空調(diào)系統(tǒng)接入數(shù)字孿生平臺后，依據(jù)實時負荷與電價信號自動調(diào)節(jié)冷機啟停，單季節(jié)能率達22.3%，年降碳1860噸。對可再生能源接入支持平抑風(fēng)光出力波動性新疆哈密2024年投運風(fēng)電場數(shù)字孿生系統(tǒng)，融合激光雷達測風(fēng)+衛(wèi)星云圖+功率預(yù)測模型，15分鐘出力預(yù)測準確率提升至91.5%，棄風(fēng)率下降6.8個百分點。提升分布式資源聚合能力深圳前海微電網(wǎng)2025年1月接入586個工商業(yè)屋頂光伏點位，通過數(shù)字孿生實現(xiàn)秒級群控，分布式資源聚合響應(yīng)延遲<300ms，調(diào)峰容量達42MW。支撐源網(wǎng)荷儲協(xié)同優(yōu)化國家能源局2024年示范項目顯示：江蘇鹽城“光儲充放”數(shù)字孿生平臺使光伏就地消納率由53%提至84%，儲能循環(huán)效率提升至92.1%。推動電網(wǎng)智能化升級

實現(xiàn)設(shè)備全生命周期管理國家電網(wǎng)2024年建成覆蓋3.2億臺設(shè)備的數(shù)字孿生資產(chǎn)庫，設(shè)備健康度評估頻次由季度提升至分鐘級，預(yù)測性維護覆蓋率超89%。

重構(gòu)能源互聯(lián)網(wǎng)運行范式南方電網(wǎng)“電碳算協(xié)同運營系統(tǒng)”2024年上線，打通130余家生態(tài)主體數(shù)據(jù)空間，實現(xiàn)21類能源流與碳流同步映射，協(xié)同優(yōu)化效率提升37%。

加速AI原生電網(wǎng)建設(shè)國網(wǎng)武威供電公司以“光明電力大模型”為底座，2024年建成AI原生變電站3座，設(shè)備告警研判準確率98.6%，運維人力投入減少41%。

賦能新型電力系統(tǒng)韌性提升2024年華東電網(wǎng)臺風(fēng)“?？睉?yīng)急推演中，數(shù)字孿生系統(tǒng)72小時滾動模擬2.3萬種故障組合，最優(yōu)恢復(fù)路徑生成時間縮短至9.4秒。AI能源負荷預(yù)測與調(diào)度02預(yù)測模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)

多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合建模上海張江科學(xué)城2024年采用時空圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ST-GNN）融合氣象、人流、電價等9類數(shù)據(jù)，空調(diào)負荷預(yù)測準確率從78%躍升至89%。

差異化模型集群策略國網(wǎng)武威供電公司構(gòu)建116組負荷預(yù)測模型（2024年數(shù)據(jù)），覆蓋工業(yè)/商業(yè)/居民等37類負荷特性，省級預(yù)測準確率達98%，居全國首位。

實時在線學(xué)習(xí)機制南方電網(wǎng)“大瓦特·天權(quán)”求解器2024年實現(xiàn)分鐘級模型熱更新，面對突發(fā)寒潮負荷激增，30分鐘內(nèi)完成模型重訓(xùn)練，預(yù)測誤差控制在±2.1%內(nèi)。調(diào)度目標與算法多目標協(xié)同優(yōu)化框架國家電網(wǎng)2024年調(diào)度系統(tǒng)采用NSGA-II改進算法，同步優(yōu)化成本（降幅12.7%）、碳排放（降19.3%）、備用容量（提升至15.2%）三大目標。智能算法適配復(fù)雜約束中國石油昆侖大模型2024年應(yīng)用于油氣管網(wǎng)調(diào)度，在237項物理約束下，粒子群算法（PSO）求解速度提升8.3倍，氣量分配偏差<0.8%。實時滾動優(yōu)化機制浙江電力現(xiàn)貨市場2025年1月啟用AI滾動調(diào)度，每15分鐘刷新一次出清方案，新能源消納提升11.4%，日前市場出清偏差率降至0.9%。工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用實踐

生產(chǎn)計劃柔性調(diào)整寶鋼股份2024年上線AI負荷調(diào)度系統(tǒng)，依據(jù)電價峰谷與設(shè)備能耗曲線動態(tài)排產(chǎn)，年節(jié)約電費1.37億元，單位產(chǎn)值電耗下降5.2%。

設(shè)備能效動態(tài)優(yōu)化寧德時代宜賓基地2024年應(yīng)用AI能效管家，對涂布機等32類高耗能設(shè)備實施毫秒級功率調(diào)節(jié)，綜合能效提升8.7%，年減碳4.2萬噸。電力系統(tǒng)應(yīng)用效益提升新能源調(diào)度精度青海電網(wǎng)2024年應(yīng)用AI負荷+出力聯(lián)合預(yù)測模型，光伏日內(nèi)預(yù)測誤差由6.3%降至2.9%，棄光率下降4.1個百分點，年增發(fā)電收益2.8億元。增強系統(tǒng)安全穩(wěn)定裕度廣東電網(wǎng)2024年AI調(diào)度系統(tǒng)在“6·12”特大雷暴中提前17分鐘預(yù)警局部過載，自動切負荷126MW，避免3條220kV線路跳閘。降低系統(tǒng)運行成本國家電網(wǎng)2024年全網(wǎng)AI調(diào)度使火電啟停頻次下降23%，機組平均負荷率提升至82.6%，年度節(jié)約煤耗折標煤148萬噸。面臨挑戰(zhàn)與改進方向數(shù)據(jù)質(zhì)量瓶頸突出《2024能源AI白皮書》指出：62%企業(yè)受限于數(shù)據(jù)治理能力，光伏電站SCADA數(shù)據(jù)缺失率達18.7%，高質(zhì)量標注樣本成本超200元/小時。算法可解釋性不足南方電網(wǎng)2024年測試顯示，LSTM模型在負荷突變場景下誤判率達13.5%，亟需引入SHAP值可解釋模塊，當前解釋覆蓋率僅41%?？缬騾f(xié)同機制缺位國家能源局2024年調(diào)研顯示：發(fā)電側(cè)與用戶側(cè)數(shù)據(jù)共享率不足29%，跨省調(diào)度因權(quán)責(zé)不清導(dǎo)致響應(yīng)延遲平均增加22分鐘。算力能耗矛盾加劇單次千億參數(shù)模型訓(xùn)練耗電600MWh（相當于500戶家庭年用電），2024年國網(wǎng)AI算力中心PUE仍高達1.58，綠色算力缺口達37%。AI與數(shù)字孿生融合案例03研究成果與誤差降低

生成式AI深度融合突破清華大學(xué)2023年研究證實：生成式AI與數(shù)字孿生融合系統(tǒng)相較傳統(tǒng)模型，預(yù)測誤差降低42%，調(diào)控響應(yīng)進入秒級（平均2.3秒）。

多模態(tài)仿真精度躍升MIT媒體實驗室2022年對比實驗顯示：融合生成式AI后，數(shù)字孿生系統(tǒng)能耗仿真誤差率由7.8%降至3.2%，達行業(yè)最高精度等級。項目應(yīng)用與準確率提升城市級智慧能源平臺落地上海張江科學(xué)城2024年上線多源異構(gòu)AI平臺，空調(diào)負荷預(yù)測準確率由78%提升至89%，單季度節(jié)省制冷電費326萬元。園區(qū)級負荷調(diào)控成效顯著新加坡科技園區(qū)2024年應(yīng)用后，可再生能源消納率從62%提升至79%，峰時電價支出降低15%，年節(jié)約運營成本2800萬新元。工業(yè)負荷預(yù)測精度突破寶鋼湛江基地2024年部署AI負荷預(yù)測系統(tǒng)，高爐工序負荷預(yù)測MAPE降至1.9%，較傳統(tǒng)方法提升3.2個百分點。融合系統(tǒng)能耗優(yōu)勢

01仿真能耗大幅下降南方電網(wǎng)“大瓦特·馭電”大模型2024年實測顯示：同等精度下，融合數(shù)字孿生的AI仿真能耗比純物理模型降低68%，單次仿真節(jié)電4.7kWh。

02設(shè)備運行能效優(yōu)化國網(wǎng)武威供電公司2024年試點變電站數(shù)字孿生+AI調(diào)控，主變負載率均衡度提升至92.4%，年均降低鐵損3.8%，節(jié)電216萬kWh。

03建筑群綜合節(jié)能成效深圳灣科技生態(tài)園2025年1月接入融合系統(tǒng)后，樓宇群整體能耗下降19.7%，其中照明系統(tǒng)智能調(diào)光節(jié)電率達43.2%。

04跨系統(tǒng)協(xié)同降耗成果江蘇鹽城“光儲充放”數(shù)字孿生平臺2024年實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲協(xié)同，園區(qū)綜合能效提升至84.1%，較改造前提高12.6個百分點。園區(qū)調(diào)控成效展示

毫秒級動態(tài)響應(yīng)能力張江科學(xué)城2024年部署系統(tǒng)實現(xiàn)空調(diào)群控響應(yīng)延遲<120ms，應(yīng)對突發(fā)負荷波動時調(diào)節(jié)精度達±0.3℃，溫控達標率99.8%。

多目標協(xié)同優(yōu)化成果新加坡科技園區(qū)2024年達成“經(jīng)濟性+低碳性+舒適性”三重目標：峰時電價支出降15%、碳強度降22.3%、PMV熱舒適指數(shù)達A級。

可復(fù)制推廣模式驗證國家能源局2024年驗收報告顯示：張江、蘇州工業(yè)園、合肥高新區(qū)三大示范園區(qū)平均節(jié)能率21.4%，投資回收期縮至2.3年。國家電網(wǎng)AI實踐04總體規(guī)劃與布局

“6541”頂層設(shè)計體系國家電網(wǎng)2024年發(fā)布“人工智能+”總體規(guī)劃，以光明電力大模型為核心，構(gòu)建6大平臺、5類標準、4大場景、1個生態(tài)，覆蓋全業(yè)務(wù)鏈。

千億級大模型技術(shù)底座國網(wǎng)武威供電公司2024年基于千億參數(shù)“光明電力大模型”，構(gòu)建負荷預(yù)測、營銷四智、智能運維三大示范場景，模型推理準確率98.2%。負荷預(yù)測建設(shè)成果

差異化模型集群落地國網(wǎng)武威供電公司2024年建成116組負荷預(yù)測模型，覆蓋37類負荷特性，省級預(yù)測準確率98%，地市預(yù)測效率提升3%，惡劣天氣預(yù)見能力增強40%。

多時間尺度預(yù)測能力南方電網(wǎng)2024年“大瓦特·天權(quán)”實現(xiàn)15分鐘至7天全周期預(yù)測，日前預(yù)測MAPE為1.27%，超短期（15min）預(yù)測誤差僅0.83%。營銷系統(tǒng)智能應(yīng)用“智問、智數(shù)、智控、智助”四大應(yīng)用國網(wǎng)武威供電公司2024年在3個供電所試點“營銷四智”，工單處理時效縮短30%，供電方案生成效率提高70%，基層員工日均釋放2小時現(xiàn)場服務(wù)時間。智能問答與知識檢索“智電千問”2024年上線后，90%以上業(yè)務(wù)問題1分鐘內(nèi)精準響應(yīng)，低壓新裝業(yè)務(wù)辦理周期由3天壓縮至1天內(nèi)，客戶滿意度提升至98.6%。智能運維故障處理

AI專家系統(tǒng)快速排障“網(wǎng)絡(luò)故障排錯專家3.0”2024年4月11日實戰(zhàn)中，8秒鎖定35千伏安泰變電站故障設(shè)備，15分鐘恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)，效率較人工提升100%。

RPA+大模型流程重構(gòu)國網(wǎng)武威供電公司2024年構(gòu)建“班組建設(shè)-思維導(dǎo)圖生成器”等8個智能體，通過“大模型決策+RPA執(zhí)行”模式，業(yè)務(wù)流程自動化率提升至76%?！叭斯ぶ悄?”能源發(fā)展現(xiàn)狀05轉(zhuǎn)型背景與痛點

“雙碳”目標倒逼轉(zhuǎn)型國家能源局2024年數(shù)據(jù)顯示：新能源裝機占比已達36.2%，但系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力缺口達1.2億千瓦，傳統(tǒng)調(diào)度模式難以匹配間歇性電源特性。

傳統(tǒng)系統(tǒng)運行瓶頸凸顯中國國家電網(wǎng)2024年報告指出：設(shè)備資產(chǎn)超4萬億元，年維護成本數(shù)千億元，資產(chǎn)管理低效、安全風(fēng)險高、跨域協(xié)同難成核心痛點。應(yīng)用領(lǐng)域與成效

電力領(lǐng)域深度覆蓋電力行業(yè)已建成EB級數(shù)據(jù)感知體系，AMI終端超5.2億臺，新能源功率預(yù)測準確率超92%，2024年智能巡檢替代人工達68%。

油氣領(lǐng)域規(guī)模化落地中國石油昆侖大模型2024年覆蓋勘探開發(fā)全流程，地震資料解釋效率提升5倍，鉆井事故率下降32%，新增可采儲量2.1億噸。

可再生能源提質(zhì)增效國家能源局2024年示范項目顯示：AI優(yōu)化光伏跟蹤系統(tǒng)使年發(fā)電量提升8.3%，風(fēng)電智能偏航系統(tǒng)降低風(fēng)機疲勞損傷27%。面臨問題與挑戰(zhàn)

01數(shù)據(jù)孤島與質(zhì)量短板《2024能源AI發(fā)展報告》指出：62%企業(yè)存在跨企業(yè)數(shù)據(jù)孤島，高質(zhì)量標注樣本不足，光伏電站SCADA數(shù)據(jù)缺失率達18.7%。

02算力供需結(jié)構(gòu)性失衡2024年央企AI算力需求增長140%，但GPU供應(yīng)缺口達43%，單次千億模型訓(xùn)練耗電600MWh，綠色算力占比不足35%。

03模型安全與可解釋性國家能源局2024年抽檢發(fā)現(xiàn)：37%的AI調(diào)度模型存在幻覺風(fēng)險，LSTM在極端天氣下誤判率超13%，缺乏可審計決策路徑。政策支持與目標

國家級頂層規(guī)劃出臺國家發(fā)改委、能源局2024年印發(fā)《關(guān)于推進“人工智能+”能源高質(zhì)量發(fā)展的實施意見》，明確2027年建成5個以上專業(yè)大模型、10個重點示范項目。

標準與生態(tài)體系建設(shè)2024年啟動能源AI標準制定，計劃到2026年發(fā)布50項以上國標/行標，參與20項國際標準制定，培育超1000家標準實施示范企業(yè)。南方電網(wǎng)實踐探索01自主可控大模型體系南方電網(wǎng)2024年發(fā)布“大瓦特”模型體系，含“天權(quán)”求解器、“馭電”仿真大模型，獲世界人工智能大會SAIL獎，入選央企十大國之重器。02人工智能基礎(chǔ)設(shè)施工程2024年建成國家人工智能應(yīng)用中試基地（能源領(lǐng)域電力方向），上線我國首套電碳算協(xié)同運營系統(tǒng)，異構(gòu)算力調(diào)度能力達30000PFLOPS。03350+場景規(guī)?；x能南方電網(wǎng)2024年規(guī)劃建設(shè)營銷、輸配電、調(diào)度等業(yè)務(wù)域場景超350個，“大瓦特”已支撐217個場景上線，業(yè)務(wù)效能平均提升42.6%。能源領(lǐng)域AI應(yīng)用展望06技術(shù)突破與瓶頸解決

綠色低碳AI技術(shù)攻關(guān)DeepSeek-R1開源模型2025年實測顯示：訓(xùn)練與推理成本僅為GPT-4的1%和1/30，同等性能下單次訓(xùn)練碳排放降低92%。

可解釋性AI工程化落地南方電網(wǎng)2024年研發(fā)SHAP-XAI模塊，嵌入“大瓦特·天權(quán)”系統(tǒng)，關(guān)鍵調(diào)度決策可解釋覆蓋率提升至89%，誤判歸因準確率94.3%。

多模態(tài)融合建模突破Manus技術(shù)2025年在能源場景驗證：將故障分析響應(yīng)效率提升36倍，某油田管線泄漏識別從3小時縮至5分鐘，年節(jié)省運維成本