新型电力系统（NPS）中长期融合推演智能仿真技术-从时序生产模拟到AI智能体

新型电力系统（NPS）中长期融合推演智能仿真技术-从时序生产模拟到AI智能体提纲融合推演：面向NPS的中长期仿真方法体系AI智能体：开启NPS仿真新范式TEAP+祝融：NPS规划仿真应用实践2传统电力系统：弱随机+同步机主导-大惯量→过程弱耦合火电水电核电电源负荷电网（稳定、可控）（弱波动、弱随机）传统电力系统规划与运行的智慧：全过程解耦，分而治之规划：电力平衡，电量平衡运行：日前机组组合→日中经济调度→实时AGC/AVC→紧急三道防线(将一个极大规模实时弱随机优化问题完全解耦成多个确定性优化问题)电力市场：中长期，现货，辅助服务，容量，……传统电力系统规划与运行的基础：非连续典型方式仿真隐含条件：方式之间完全可以平稳过渡3新型电力系统：强随机+换流器主导-小惯量→过程强耦合火电水电核电负荷电源电网（多波动、多随机）（稳定、可控，占比减小）能电站箱式储能电站ElectricEnergyStorage高比例大规模风光电储能电动汽车、分布式发电、柔性负荷（强波动、强随机，主力电源）（随机、移动、不可控、难预测）挑战：电力系统一天中经历的运行方式变化可能比过去一年还多，方式之间能否平稳过渡的问题凸显4典型方式仿真→时序生产模拟仿真随着新能源渗透率提升，电力市场复杂程度加剧，时序生产模拟是电力系统分析的必要方法。-美国劳伦斯•伯克利国家实验室《演进中的电力系统资源充裕性评估改进指南：制度和技术》2023.6时序生产模拟通过全年8760小时进行逐时刻仿真，模拟电力系统中长期的运行特性，并通过统计分析、遍历筛选、推演分析等方法，找出规划与运行中的问题。但仅有常规的时序生产模拟仿真还不能满足新型电力系统规划和运行的需要5新型电力系统仿真技术需要全面升级八、加快电力领域新质生产力赋能（摘自：新型电力系统建设“十五五”规划）(三十一)攻坚新型电力系统核心技术与装备深化新型电力系统全局最优规划、系统运行机制、多时间尺度动态稳定分析等基础研究。全面升级新型电力系统仿真技术。经济安全低碳安全低碳经济常规时序生产模拟仿真无法破解“矛盾三角”问题6时序生产模拟→融合推演仿真国基金重点项目(50937002，2010.1.1-2013.12.31)基于储能技术的新型电力系统安全运行基础理论与方法研究风光新能源固有的强随机性、波动性、间歇性，将使得新型电力系统的规划、运行和控制技术将发生革命性变化，无法仅依靠经验进行规划和运行为构建新型电力系统，需要对源网荷储进行协同规划，以时序生产模拟为基础，对系统运行进行全要素融合+全景推演仿真，为规划和运行决策提供量化支持7融合推演仿真-1：全要素融合安全-经济-低碳多目标融合规划-运行-安全稳定多环节融合源网荷储-市场-政策多组分融合广域-长周期多时空尺度融合多目标需多尺度评价目标尺度不同环节目标实现依赖多组分协同对应不同分析尺度不同环节刻画不同组分作用组分环节8融合推演仿真-2：全景推演（多场景、全过程）通过对多类型典型场景的全过程推演仿真，可识别运行可行域与安全稳定裕度，并揭示潜在薄弱环节。在此基础上，将推演结果作为重要反馈信息引入规划和运行方式制定环节，对决策进行针对性修正。

典型方式法≈CT融合推演法≈PET-CT9融合推演仿真的体系架构结果反馈BPA/PSASP源网荷储中长期时稳态计算全电磁机电暂态数据自动导入设备数据仿真分析序生产模拟分析分析风光水出力義和平台+典型次同步振荡宽频振荡电力电量时序模拟潮流计算N-k扫描频率稳定电压稳定特性边界气象年方法换相失败短路扫描控制策略短路计算功角稳定低频振荡基于历史数据的源网荷储协同规划负荷预测产业发展预测法涉网性能穿越故障稳态电压低压穿越稳态电压小干扰精细化时序模拟电力电量预平衡关键方式提取电网拼接等值图形化自动化建模检修计划+等备用目标潮流自动收敛自动扫描判别自动扫描电力市场时序模拟安全稳定导则等调度运行计划多年--年--稳态--秒--毫秒--微秒交互辅助工具场景构造跨类智能关联典型参数补充GIS交互工具云平台架构批量交互编辑数据智能压缩10提纲融合推演：面向NPS的中长期仿真方法体系AI智能体：开启NPS仿真新范式TEAP+祝融：NPS规划仿真应用实践11新型电力系统仿真技术的推广难点01020304气象数据不确定性复杂结果建模数据整理场景生成推演分析大规模推演高维分析批量化自动化气象数据场景生成：建模数据整理：复杂结果分析：不确定性推演：海量数据结果中寻找自动化批量处理数据+关键场景数据清洗、质量校核、海量场景构建+寻优自动搜寻格式转化、自动拼接风险点、风险时刻规划运行仿真分析人员普遍反应：“看结果3分钟，计算3小时，建模要3天；大量宝贵时间都消耗在低技术水平、重复性劳动中，无法进行深入思考和分析决策研究。限制新型电力系统仿真发展的不仅有工具能力的瓶颈，还有使用的瓶颈-大语言模型带来解决方案12大模型技术在电力系统仿真领域中的应用02040k数据处理算例构造计算求解结果分析黔算例处理提升输入侧：数据处理提升计算侧：算法能力提升输出侧：结果分析提升负荷数据物理拓扑结构校核超大规模电网生产模拟求解分时间尺度分析时序数据绑定调度数据潮流计算求解分地区分析风光预测数据稳定数据对齐短路(,(,,);-:">稳定扫描分电压等级分析电网拓扑数据多尺度仿真算例统一电磁初始化调整分评价体系维度分析快速建模与批量处理快速构造算例与批量计算替代传统算法加速自动整理并提取结论★★★★★★★★★★★★★★大模型对仿真中不同环节的“适配等级★”各不相同13AI可以让仿真体系全流程全自动进行通过引入大语言模型和Agent技术，赋能融合推演仿真体系，实现从场景生成、融合规划、推演校核、迭代优化、结果分析、报告生成的仿真全流程全自动进行。对XX省2027年算例做生产模拟，对每个时刻潮流做N-1扫描，分析越限率超过25%的线路有哪些，并形成分析报告。收到，正在启动TEAPAgent计算，任务分为生产模拟、方式提取、N-1扫描、越限率扫描、报告撰写。自然语言描述需求输出结果与智能呈现自动拆解任务、调参、跑仿真支持口语化表达输出高重载线路清单自动拆解为可执行任务识别电网对象与指标可视化展示结果智能配置仿真参数理解约束与关注点批量计算与校核验证支持导出与复用14大模型从“演示”到“生产”需要跨过巨大鸿沟10机39节点轻松处理X对电力工程经验知之甚少X能力无法承载大电网规模X与传统工具缺乏工程接口安徽送浙江2012厦高美荷192013年高负荷21向家坝实际电网万节点无法完成15大模型的升级及适用性改造技术1补充电力工程经验电力系统领域知识(什么是潮流计算)电力系统燃煤发电机保证“一厂一机”仿真分析常规60万、30万机组不留旋备常规直流交流侧无功补偿约为有功的50%母线电容电抗器无功补偿尽量本地平衡电力系统工程经验（什么是好的潮流）线路无功功率不能超过传输有功的30%所有母线额定电压在0.97-1.05p.u.之间所有线路、主变、断面功率不超过限额的80%•••••••16大模型的升级及适用性改造技术2词元（token）消耗数量控制压缩工具问题拆解逻辑归因03已开发上千个，专门减少词元消耗理解大问题构成，拆成多个小任务注入逻辑链条，形成推理能力，避免盲目试错去重优化稀疏表达合并词元上下文裁剪辅药表达••省词元工具箱复杂问题子问题子问题子问题子问题23N任务2.1任务N.2任务任务任务任务任务任务1.11.23.13.22.2MspN.1逻辑链条驱动现象分析结论验证归因验证反馈，迭代优化17大模型的升级及适用性改造技术与仿真软件联合贯通构造Agent结果反馈稳态计算机电暂态全电磁中长期时序生产模拟仿真分析分析分析BPA/PSASP源网荷储数据自动导入设备数据次同步振荡电力电量时序模拟宽频振荡潮流计算N-k扫描频率稳定电压稳定风光水出力義和平台+典型气换相失败控制策略低频振荡短路扫描短路计算功角稳定象年方法特性边界源网荷储协同规划低压穿越涉网性能稳态电压稳态电压穿越故障小干扰基于历史数据的负荷预测产业发展预测法精细化时序模拟关键方式提取电网拼接等值图形化自动化建模潮流自动收敛自动扫描判别自动扫描电力市场时序模拟电力电量预平衡+检修计划等备用目标安全稳定导则等调度运行计划交互辅助工具祝融智能体语义交互GIS交互工具跨类智能关联典型参数补充算例构造云平台架构批量交互编辑数据智能压缩关键方式提取关键方式提取交互辅助模块大模型接入的仿真模块以数值计算为主的模块GIS交互工具潮流自动收敛潮流自动收敛318需要跨越的技术鸿沟结果交付与反馈用户输入指令Agent执行流程结果交付与反馈用户交互层结果验收/反馈修正/导出报告自然语言交互/文件上传/分析目标ReAct编排，调用仿真工具并输出结论分析结论/图表/方式建议大模型端工具端应用端AgentCore模型管理工具调用沙箱支持多智能体管理记忆管理上下文与会话管理快工管理多模型热插拔切换Tool/MCP/Skill多方式自动化管理自动总结、知识沉淀用户隔离、会话隔离ACP协议支持上下文优化与压缩电力系统仿真软件仿真工具层时序模拟计算稳态计算短路计算机电暂态电磁暂态其他工具TEAP时序、滚动、规划潮流计算、N-1扫描短路计算、故障电流机电暂态计算、暂稳评估全电磁暂态仿真与分析图像/OCR、CAD识别19融合推演仿真Agent架构结果交付与反馈用户输入指令Agent执行流程结果交付与反馈用户交互层结果验收/反馈修正/导出报告自然语言交互/文件上传/分析目标ReAct编排，调用仿真工具并输出结论分析结论/图表/方式建议大模型端工具端应用端AgentCore模型管理上下文与会话管理工具调用沙箱支持多智能体管理记忆管理快工管理多模型热插拔切换Tool/MCP/Skill多方式移相支持用户隔离、会话隔离ACP协议支持自动总结、知识沉淀上下文优化与压缩AI友好的电力数据与仿真工具一体化管理中台工具桥统一接口与协议场景派生与编辑结果分析与对比融合数据管理数据高效表征仿真工具调用接层电力系统仿真软件仿真工具层时序模拟计算稳态计算短路计算机电暂态电磁暂态其他工具TEAP时序、滚动、规划潮流计算、N-1扫描短路计算、故障电流机电暂态计算、暂稳评估全电磁暂态仿真与分析图像/OCR、CAD识别开启了电力系统仿真新范式20提纲融合推演：面向NPS的中长期仿真方法体系AI智能体：开启NPS仿真新范式TEAP+祝融：NPS规划仿真应用实践21融合推演技术的应用：NPS规划软件--TEAP3经过持续快速迭代，2025年1月基于融合推演技术的新型电力系统NPS规划软件TEAP推出第3代产品（3.0.0版本），具备了成熟工业软件的性能。截至2026年9月，已推出TEAP3.8版本TEAP已在电规总院、水电总院和多家区域级、省级电网公司、省级及地区设计院应用，为十五五电力规划发挥了重要作用已推出相应的AI智能体TEAPAgent祝融,极大地提升了NPS规划和仿真分析效率数字能源科技公众号平台技术咨询服务号22TEAP核心功能核心功能辅助功能全潮流精细化时序生产模拟算例拼合及拆分电力电量平衡生产模拟超高压缩比算例数据格式源网荷储协同容量配比规划对标Excel的数据编辑页面负荷特征曲线长场景生成典型参数库及参数自动补充新能源功率曲线场景生成设备类型快速变换跨表数据智能匹配潮流文件双向交互基于GIS地图的算例编辑特征方式条件筛选结果表格、图形及GIS输出交流-直流潮流计算支持新型电力系统电子沙盘N-1、短路、稳定批量扫描2323融合推演规划软件TEAP的特点全时序贯通仿真：多年~年~小时~毫秒，可以解析BPA等潮流文件,断面间状态过渡精细计算，发现全年中的关键场景并生成BPA/PSASP文件，收敛率98%全要素融合推演：设备、政策、风险、时空互济等，全面考虑全部潮流限额约束，安全稳定开机约束，全面校核系统运行，保证电力电量平衡高性能工业软件：超大规模系统高速高精计算，全国算例一次性求解8760机组组合，功能强大，人机交互友好开放的体系架构：便于模型、算法更新或增加，模型可插拔破解安全+低碳+经济矛盾三角帕累托最优经济绿色安全24TEAP部分底层核心技术①義和

能源气象大数据平台②典型气象年新能源场景构造（P50,P95,极端周期……）③带潮流等丰富要素约束生产模拟④一次性求解全年机组组合的电力电量平衡⑤与第三方软件无缝互通（PSASP，BPA等）⑥高性能软硬一体平台集成⑦易于二次开发(引擎)25義和能源气象大数据平台()基于气象数据以及地理信息，高精度提供全球任意位置（30m空间分辨率）风电、光伏（含规划中项目及分布新能源）场站从1980年以来至未来7天（预测值）小时级出力数字能源科技公众号平台技术咨询服务号累计注册用户：7万+人服务客户：1.6万+企事业单位日均下载量：600+次论文可检索被引次数：200+次26典型气象年以历史40年以上的历史气象数据为依据，在计及源荷时空相关性的基础上分别选取12个最符合给定概率（如P50或P95）下的长期气象规律的典型气象月，将这些选取的月份连接起来形成一个“假想年”作为典型气象年。200120022003200420052006200720082009JANMAYAUGNOVMAROCTDECSEPAPRJULFEBJUN27应用1：超大规模（全国）电网生产模拟测试随着全国统一大市场的推动，跨区跨省协同规划调度分析的意义凸显。用时序模拟仿真软件开展全国场景（不含台湾省）计算，不聚合机组、不简化设备模型，能够稳定开展工业级计算，支持全国电力系统跨省跨区通道的规划与调度研究。全国电力系统2028年生产模拟计算本项目软件与国内外其它软件对比电网规模对比指标其他软件最好结果本项目平均结果大区电网生产模拟计算耗时317s81.9s内存占用21.3GB9.3GB全国电网生产模拟计算耗时无法得到有效结果1245s内存占用无法得到有效结果83.2GB南京图德科技有限公司数据来源：电规总院测试结果28应用2：准确反演历史情况基于历史边界数据，通过反演历史工况，算法自主安排机组出力、储能运行状态，对比软件测算线路潮流、新能源消纳率与历史实际情况，证明算法的准确性。以华东某省2024年为例以华中某省2026年1-5月为例某1000kV线路功率曲线对比某500kV线路功率曲线对比结论：仿真2024年主网逐小时潮流，对重点线路潮流数据与电网调度实际数据对比，潮流结果数据趋势高度一致弃风弃光时序曲线新能源消纳情况结论：对比反演结果与实际数据，模拟新能源消纳率与实际消纳率高度吻合，平均误差小于1%；弃电根源在于全省电量过剩、导致电网新能源消纳瓶颈极小。29应用3：典型方式→关键方式新型电力系统的“双高”特性给电力安全带来了新的挑战。TEAP基于融合推演仿真，对电网运行方式进行分析校核和风险方式挖掘，可以发现传统典型方式已经无法覆盖的NPS关键方式集。华中某省电网2025年为例夏季高峰方式冬季高峰方式新能源大发方式汛期低谷方式8月20日21时(第5565小时)1月11日11时(第251小时)3月4日14时(第1502小时)9月10日4时(第0652小时)更多关键方式惯量最低新能源占比最高2个断面重载备用紧张9月18日0时第6240小时6月30日13时第4333小时1月8日10时、8月18日21时、12月7日20时8月25日22时第5686小时对华东某省2025年年度生产模拟数据进行全年方式校核，扫描逐时刻方式全量故障集，深度挖掘可能存在的系统时序稳定风险。30应用4：多场景、多要素融合仿真分析AI赋能的融合推演TEAP平台能够在众多新能电力系统场景中广泛发挥作用，支撑多场景、多要素的仿真需求，如绿电直连、零碳园区、电算碳协同、电力市场仿真、储能规划、新能源消纳瓶颈量化、直流送电曲线优化等，全面支撑新型能源体系的建设。绿电直连、零碳园区规划电算碳协同仿真分析年度电力市场仿真分析多元复合储能规划TODE—南京图德科技有限公司新能源消纳瓶颈量化分析跨省区直流送电曲线优化800