人工智能背景下大电网安全稳定的探索与思考

人工智能背景下大电网安全稳定的探索与思考阳1

目录始终把安全放在首位，山东电网智能化水平“走在前”新型电力系统特性深刻变化，安全稳定面临五大挑战③

“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展1始终把安全放在首位，山东电网智能化水平“

走在前

”(一)电网平台枢纽坚强可靠山东电网已建成“五交四直一环网”国内最大的交直流混联电网一环网邢台-泉城-昌乐-高乡-微山湖-曹州-

邢台特高压交流环网一

、始终把安全放在首位，山东电网智能化水平“走在前”扎鲁特-广固±800千伏庆阳-东

四直

平±800特高压变电站座数全国第一

外电入鲁最大功率3480

万千瓦千伏银川东-胶东±660千伏五交高乡站伊克昭-沂南±800千伏泉城站

昌乐站曹州站微山湖站一

、始终把安全放在首位，山东电网智能化水平“走在前”500千伏电网形成“六横四纵”结构输变电设备规模及指标国网领先35千伏及以上电网N-1

通过率

保持100%220千伏电源点县域全覆盖供电可靠率99.988%,核心发展指标国内领先(一)电网平台枢纽坚强可靠(一)电网平台枢纽坚强可靠服务新能源装机

1.25

亿干瓦全省每3度电就有1度是清洁能源在运在建抽水蓄能

6

座抽水蓄能总容量达818万千瓦一

、始终把安全放在首位，山东电网智能化水平“走在前”发挥大电网资源优化配置作用，创新打造“AI+”承载力评估等六类智能应用。新型储能装机最大放电电力超千万千瓦839

万千瓦最大放电电力刷新省级电网纪录形成稳定管理良好局面，成功应对度夏负荷连创新高挑战

周密制定稳定管理措施、优化系统运行方式电力市场建设率先构建“中长期+现货+辅助服务+零售”全周期全品种市场架构调度生产组织向市场化方式平稳转变各环节协同管理发输配用各环节规划、建设、运行全过程推动各并网主体同质化管理高效仿真分析

辅助智能决策一

、始终把安全放在首位，山东电网智能化水平“走在前”各级电网协调源网各方协作(二)稳定管理体系高效协同管理体系严明高效—7—大电网安全管控能力持续提升

隐患评估准确率达到93%以上仿真实验室建设

网络安全防护建成国内首个省级电网仿真防御实验室

构建全场景网络安全防护体系率先具备10-1000千伏全电压等级全电磁仿真能力

网络安全态势感知及防御能力国网领先(三)安全管控防线更加完备筑牢“三道防线”

利用大模型技术一

、始终把安全放在首位，山东电网智能化水平“走在前”特高压换流变等设备13类隐患评估时间缩短多资源智能协调控制系统

一体化紧急协调控制融合光明大模型+数字孪生技术(四)创新支撑作用有效发挥推广新技术落地积极推广

“大云物移智链”等先进技术推动重大创新示范工程落地应用首创智能决策系统自主攻关

全国首创直流受端电网“大功率缺额智能决策与处理系统”一

、始终把安全放在首位，山东电网智能化水平“走在前”平抑大机组跳闸、直流闭锁后电网稳态功率缺额高效实现(四)创新支撑作用有效发挥新能源建模全覆盖率先实现

集中式新能源、分布式光伏实测建模全覆盖分布式光伏柔性控制规模全国最大科技创新引领“火石”

打造国家级

电力无线

达到平台

工业互联网平台

通信技术

国际领先水平“十四五”牵头国家级重点项目6

项，建成省部级创新平台30个总的来说，山东电网网架结构强、稳定根基牢、管理协同优、创新支撑实，在保障新型电力系统安全稳定运行方面具有明显的代表性、典型性、示范性。—

10—一

、始终把安全放在首位，山东电网智能化水平“走在前”新型电力系统特性深刻变化，安全稳定面临五大挑战STATE

GRID做好安全稳定工作是构建新型电力系统的前提基础。当前新型电力系统加速构建，电力系统处于转型期也是风险集中期，山东新型电力系统稳定工作面临五大挑战：二、新型电力系统特性深刻变化，安全稳定面临五大挑战海量设备接入交互网络节点激增存在潜在威胁极端天气多发频发电网脆弱性难题日益凸显

。电力供需平衡矛盾系统安全裕度受到挤压网络结构混合多元系统稳定控制面临挑战新能源迅猛发展系统稳定特性深刻变化1.电力供需平衡矛盾，系统安全裕度受到挤压从保供支撑看新能源装机

一负荷曲线

新能源出力弃风弃光供

应

紧

张亟需构建源网荷储协调支撑的电力保供体系，深化“

人工智能+电力保供”融合应用，

保障电网稳定运行，电力可靠供应对电力平衡贡献不稳定

150%100%50%二

、新型电力系统特性深刻变化，安全稳定面临五大挑战预计2030年山东省全网最大负荷1.6亿千瓦时间/h日内电力供需错配示意图供需错配矛盾日渐突出新能源“靠天吃饭”基础保障性

电源增量不足300%250%200%—13—波动性

间歇性日内最大波动已超过5900

万千瓦光伏出力情况亟需构建源网荷储协调支撑的电力保供体系，深化“人工智能+电力保供”融合应用，

保障电网稳定运行，电力可靠供应400054万千瓦二

、新型电力系统特性深刻变化，安全稳定面临五大挑战从系统调节看新能源

发电出力万千瓦营2

2

克

思

盘

3

2

9

8

显

费

显

5风电出力波动性显著调节资源日渐紧张极端天气下风电出力变化1.电力供需平衡矛盾，系统安全裕度受到挤压调峰困难

问题突出光伏出力波动性显著00120002——2025/7/5万千瓦—14—008100910001130015004008

7≤0.9pu

≤0.8pu

≤0.7pu直流换相失败直至闭锁

新能源降出力甚至脱网

特高压交流线路故障后主网电压跌落图亟需立足直流受端、新能源大省特点，推动人工智能与精细仿真融合，积极破解“双高”问题，筑牢大电网安全稳定基石2.新能源迅猛发展，系统稳定特性深刻变化目前山东新能源装机1.25

亿千瓦

山东风光装机总量超过煤电、占比超过发电总装机一半从稳定主导因素看二、新型电力系统特性深刻变化，安全稳定面临五大挑战系统惯量下降

阻尼下降电压支撑能力下降新能源和直流大规模接入替代常规电源STATE

GRID—15—2.新能源迅猛发展，系统稳定特性深刻变化目前山东新能源装机

1.25

亿千瓦

山东风光装机总量超过煤电、占比超过发电总装机一半从新型稳定问题看亟需立足直流受端、新能源大省特点，推动人工智能与精细仿真融合，

积极破解“双高”问题，筑牢大电网安全稳定基石毫秒级、秒级机电暂态过程交互影响微秒级的电磁暂态过程二

、新型电力系统特性深刻变化，安全稳定面临五大挑战新能源基地电力电子设备大量并网发生宽频振荡等新型稳定问题的风险增大新能源送出宽频振荡示意图—16—未来相当长时间内，电力系统仍将维持交流电为主体的技术形态，稳定问题长期存在需要加强运行风险协同管控，推动人工智能与多元协同技术融合，不断强化海量资源状态监视和广域协调控制，全面提高新型电力系统驾驭能力组网方式更加复杂控制资源指数级增长防御山东直流闭锁故障，控制资源达1177

万千瓦二

、新型电力系统特性深刻变化，安全稳定面临五大挑战综合考虑：多元双向混合结构网络多资源协调控制系统3.网络结构混合多元，系统稳定控制面临挑战微电网、配网有源化二次系统拒动误动风险山东电网规模的迅速增长和新型调度对象大量涌现显著加大了系统运行工况的复杂性—17—2024年度冬期间山东经历多轮雨雪冰冻天气，风机覆冰、光伏覆雪导致近半数新能源停运，出力由2400

万迅速降至180

万今年10月中旬连续降雨，9200万千瓦光伏午间最高出力仅589

万千瓦，常规调峰时段突变为供应紧缺时段长时间高温天气、大范围雨雪冰冻等各类气象灾害，向突破常规、超越认知、远超设防的新态势发展亟需深化人工智能与灾害防护应用融合，把风险挑战估计得更精细、更准确，进一步提高防灾抗灾能力和应急处置水平2023年冬季，山西运城垣曲县遭遇极寒天气，

发生县域电网全停事故2024年超强台风“摩羯”造成海南地区

多台风机倒塔停运2022年夏季，四川经历长时间高温天气，

出现电力电量“双缺”4.极端天气多发频发，电网脆弱性难题日益凸显二

、新型电力系统特性深刻变化，安全稳定面临五大挑战从全国看从山东省看STATEGRID—18—5.海量设备接入交互，网络节点激增存在潜在威胁从终端安全方面看

从网络安全方面看亟需强化设备本质安全管理，推动人工智能与网络安全融合应用，

提升电网互动性适应性，全面筑牢立体防御体系山东电网分布式无线采集

节点已达136万余个监控系统网络边界延伸至无线公网、物联网终端分布式电源、电动汽车广泛接入虚拟电厂、车网互动加速发展二

、新型电力系统特性深刻变化，安全稳定面临五大挑战网络安全边界被突破和电力设施受到恶意控制的风险更为突出，防护难度显著增大网络节点数量迅猛增长

电力系统整体安全防御关口增多海量分布式新能源等新型并网主体广泛接入—19—“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展◆中央《十五五规划建议》中，“深入推进数字中国建设”部分明确指出，“深化数据资源开发利

用”“全面实施‘人工智能+’行动，以人工智能引领科研范式变革，全方位赋能千行百业”。◆当前新型电力系统建设面临源荷精准预测、复杂系统优化、系统安全稳定等突出难题，数据和人工智能等数字要素作为新型生产要素，不仅是技术工具，更是强化安全能力、优化客户体验、提升工作效率，推动新型电力系统建设的核心引擎。三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

—21—建成以大模型为核心的人工智能基础设施轻量化智能体700余个

服务员工超2万名AI算力规模、模型种类覆盖、工具链完备性等均处于网省公司前列—

—人工智能方面国网山东电力经过多年数字化建设，全面落地中台化架构，数据和人工智能等数字要素深度融入电网业务和企业管理。三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

“火石”工业互联网平台实体化运行火石工业互联闻平台蹄行业跨领域工业互联网平台数据应用方面建成“全数同源”数据一张图，实现核心数据全纳管、全可视22应对迎峰度夏人工智能多点发力电网发展

源荷预测

电网运行成功应对度夏负荷八创新高、一年负荷增量相当以往两年、

最大1.3亿千瓦的严峻挑战电网调控运行山东电力气象创新中心滚动开展未来十天体感温度研判应用气象大模型

开展源荷预测负荷预测准确率达99.7%、新能源功率预测准确率达98%电网规划建设电力大模型应

用电网N-1、

线路标准化等5项指标智能分析提前发现并治理问题2000余项，为电力保供奠定基础电网设备管理借助“变电设备故障智能研判”等智能应用实现电力保供的全景监测和精准图上指挥保电系统筹备效率提升90%三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

STATEGRID—23—三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

我们也深刻认识到，“人工智能+”电力融合，在基础设施韧性、场景覆盖深度、落地保障机制等方面，仍存在提升空间，亟需推动AI从“技术支撑”向”系统赋能”跃迁。未来三年，我们计划围绕“安全、精益、智慧、卓越”的“4个方面”,打造100个见实效、可推广的高价值应用，推动AI

深度融合“安全主动防御、资源市场配置、运行主配协同、技术数智赋能”等各环节，转化为安全稳定核心生产力。—24—深度融合

人工智能+电力系统仿真开展超高维非线性动态系统的建模与控制、

极端天气下复杂故障的演化预测等内容提升电网“离线+在线”“机电+电磁”仿真全时域安全认知和分析能力(

一)实施“人工智能+安全筑基”工程，打造强网先行的新高地强化“人工智能+系统认知”能力建设三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

同步发电机等装备

0.5机电暂态时间尺度：亳秒级电力电子化装备电磁暂态时间尺度：微秒级走伏发电火力加本力)发电交画结电交通用电

工止川电电力电子化地力展忧传悦电力系然步电动乳U,=020u12

1.4风力发电直武憧电—25—家庭用电(

一

)实施“人工智能+安全筑基”工程，打造强网先行的新高地强化“人工智能+电网发展”能力建设布局各领域关键技术电网规划辅助决策

项目可研智能评审投资智能评价

选址选线智能推荐推动安全生产智能化电网故障智能研判

设备状态智能预警无人机智能巡检

通道可视化管理三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

规划方案数据驱动和模拟推演

实现方案智能评估论证从规划源头提升安全防御能力电网故障快速处置实现设备全生命周期管理强化“人工智能+安全运行”能力建设强化—26—(二)实施“人工智能+精益提质”工程，打造源网荷储协同的样板地赋能电力可靠供应赋能

人工智能+源网荷储各环节高效衔接、协同联动强化

多周期平衡分析

用电隐患智能识别提升极端和转折天气下的推动电网补强、基础支撑性电源建设，

源荷预测精度服务电力可靠供应全球模型中特定区域质报表证三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

大模型源荷预测应用大屏示意图

气象大模型技术路线示意图

—27—地形网

格实况卫星气象站实测场站实测区城多模态气象资料磨合Hbed基于全球预报背量场

进行区域预报一

解10m

地断行业专图扫报，量海温高度(二)实施“人工智能+精益提质”工程，打造源网荷储协同的样板地赋能新能源科学有序发展三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

支撑政府优化新能源、调节资源发展规划协同解决各类新能源涉网安全问题新能源利用率发展规模布局

时序使用”新能源云“科学测算新能源利用率

山东电网各类新能源并网运行管理规程国网山东省电力公司調文件

山东电力调度控制中心文件

山东电力调度控特中心文件

国网山东省电力公司部门文件分月份调峰电星分时段调峰电量发电量占比装机占比科学测算案梅网(城)师通—28—服务

零碳园区

绿电产业园

源网荷储一体化山东东营宁德时代离网型“绿电直连”项目实现新业态、新模式的科学配置、规范发展构建新型经营主体智能调度管理体系经

济绿色(二)实施“人工智能+精益提质”工程，打造源网荷储协同的样板地赋能新业态新模式规范发展三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

新业态、新模式的要素配置、安全隐患、市场风险等智能研判—29—推动服务、交易、结算、信息披露、运营分析、仿真等业务智能化支撑加快建成电力市场省级示范区机阳阳合结串发布实时市地出清计算

实时市场结康分折三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

赋能电力市场高效运营打造电力市场智能运营应用(

二)实施“人工智能+精益提质”工程，打造源网荷储协同的样板地山东电力现货市场技术支持系统核心业务管理山东电力现货市场技术支持系统界面—30—天数智芯BI-V150

昆仑芯R480-X8序大模型

省级样本中心底座：智算中心筑牢“算力、模型、数据”三大基础底座，为人工智能规模化应用提供核心支撑(三)实施“人工智能+智慧升级”工程，打造企业智能平台的先行地深化“人工智能底座”建设三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

建设

高质量数据体系数据体系构建

协同算力网络算力升级打造

专业模型体系模型攻坚Deepseek

R2前沿大模型全要素营销服务作业行为设备状态电网业务华为昇腾910B超870万份壁

仞BR104—31—三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

(三)实施“人工智能+智慧升级”工程，打造企业智能平台的先行地深化“智慧数字云电网”建设打造电网调度在线监视

广域协同

智能决策深化“智慧电力网络”建设优化智能感知终端布局

打造协同互济通信网络全面提升气象环境、一次能源和源网荷储等各要素协调分析能力促进跨专业终端“

一处采集、处处使用”攻克有源配网海量终端安全接入难题海量数据价值深度挖掘—32—(三)实施“人工智能+智慧升级”工程，打造企业智能平台的先行地深化“电网智慧大脑”建设发挥大模型优势

电网调度智慧大脑易交互

自学习

可进阶

应

语言大模型+专业小模型成

分葛相建膜三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

着力破解传统技术在特性认知、源荷预测、故障辨识等领域瓶颈加快训练“电网调度虚拟安全员”广文模里小样本字习力移作同的可外播性“教师Al+学生AI”双

Al自学习机制整证有放后使用积赐推理与理大语高校里—33—(四)实施“人工智能+卓越登高”工程，打造新型电力系统技术的策源地强化核心攻关平台的“策源”作用电力人工智能多模态认知实验室依托

国内最大的电力机器人产业化基地等平台推动

将平台的技术储备转化为现实生产力集中开展电力大模型、自主智能体、多模态感知等前沿技术研发与产品试制三、“人工智能+”电力融合，扎实推动新型电力系统安全稳定发展

STATE