想象一下，
在2780000種計劃中，
選擇獨一一個最優解，
有多難？
近期，南邊區域電力市場通過了4輪次調電試運行和8輪次結算試運行，轉進連續結算試運行階段。它以包養網區域為主體，買賣范圍覆蓋廣東、廣西、云南、貴州、海南等地，市場注冊主體數量已超過22萬個，涵蓋煤電、核電、新動力、水電、氣電等所有的類型發電電源和電力用戶、售電公司等用戶主體。轉為連續結算后，預計日均買賣規模將達到38億度。
（來包養網源：微信公眾號“國資小新”）
在這般龐年夜、復雜的市場中，解決一些看似簡單的問題，實現市場“出清”，滿足市場一切供需，都變得復雜起來。
電力市場“出清”難在哪里？
這是一道需求從宇宙誕生開始算的計算題
要想清楚運行龐年夜電力市場的難度，我們先來引進一個市場概念——出清。
“出清”是一個經濟學術語，凡是指的是市場中供求關系達到均衡時，一切供應和需求都獲得滿足的狀態。依照買賣規則，普通依照報價從低到高進行排序，構成賣方序列；再依照從高到低的申購價進行排序，構成買方序列。包養情婦然后，從最低賣方價格和最高買方價格開始順次婚配，并規定買賣雙方價包養app格相減年夜于零時婚配有用，直到買賣雙方出現最后一個有用配對為止，此時，實現“出清”。
這看起來似乎可以懂得成簡單的“連連看”，但在電力市場中卻不止這般。
電能是一種不成儲存的商品，在買賣過程中，起首要考慮供需均衡問題，否則就會形成電能的浪費或用戶需求得不到完整滿足。其次，要考慮發電方面，一切發電機組的功率曲線要隨著供需變化實時計算調整。此外，還要考慮輸電方面，省間買賣、多端直流等帶來的運輸路徑選擇。最后，還要考慮全社會購電本錢最小化、清潔動力消納最年夜化等目標。這是一個極為復雜的決策過程，也是支撐我國電力市場的焦點技術。
看不懂一點？沒關系。
這一過程可以用足球比賽排兵布陣簡單類比。
想象一下：
教練賽前包養網VIP需求決定派哪些球員上場（市場出清）。
他不僅要考慮誰進球才能強（發電本錢低），
還得確保隊伍有前鋒（響應速率快）、
后衛（穩定保證）、
替補（發電備用），
考慮每個球員的體力限制能踢多久（機包養組啟停時間/技術約束），
還要考慮足球比賽的各種規則限制（平安約束），
選好這個最優陣容名單，
就是為了比包養賽（未來一天/幾小時）
以最經濟有用的方法得分（滿足用電需求）。
這份名單，
就是市場“出清”的結果。
當然這只是理論邏輯，現實中，電力市場的出清過程則加倍復雜。
南邊區域電力市場是今朝世界上集中統一出清規模最年夜的高階包養先進電力市場，觸及2400多臺火電、水電、核電、抽蓄、新動力、儲能等機組的開停時間、功率設定，超120萬個出清變量，超200萬條約束條件。
在這120萬個出清變量中，包養
有7包養網8萬個整數變量。
它們來自2400個機組、10條直流線路、
200臺水電機組振動區（每個水電均勻2-3個振動區）、
100多條條件斷面
（每個條件斷面均勻3-4個條件區間）等復雜包養站長設備
在98個時段的開停變量。
這種整數變量
是一種判斷型變量，
就像一個開關按鈕，
只要“開、關”
兩種結果。
根據我們在初高中學習的擺列組符合法規
一次出清，
按完一切的按鈕包養網，
有2780000種組合方法
……
所以，南邊總調需求在保證電網平安穩定運行的條件下，每隔15分鐘計算購電本包養網錢最低情況下的發電機功率、開停時間、成交電價等，從2780000種計劃中選擇獨一一個最優計劃。2780000，這是一個光是位數就超過21萬的可怕數字，就算是世界上最先進的超級計算機采用窮舉法，也需求剖析包養站長10210682年。這遠遠超包養網過了宇宙的年齡，從宇宙誕生開始算，都算不完包養網dcard。
這樣的超年夜規模復雜問題被稱為“NP完整問題”，與龐加萊料想同為世界七年夜數學難題之一。也就是說，電力市場出清買賣絕不是簡單的你買我賣，而是一道從無數條能夠路徑中尋找到最優解的復雜數學優化問題。
最強年夜腦誕生
全自立可控電力圖解器“天權”30分鐘解題
要想實現電力市場出清買賣，只能應用求解器。
這包養甜心網是一種用于優化計算的數學基礎軟件，就像一包養個超級聰明的“數學年夜腦”，能將實際問題抽象化、模子化，并疾速找到復雜問題的最優解，被譽為“工業軟件之芯”，長期被歐美包養網VIP壟斷，屬于“洽商”焦點技術。
長期以來，我國電力市場出清引擎廣泛采用的都是進口求解器。一方面，代碼破綻能夠威脅我國電力平安供應。另一方面，國產通用求解器機能比進口差10倍以上，一旦斷供將直接影響到全國各級電力市場穩定運營。此外，即使是國外最先進的求解器Gurobi也難以滿足南邊區域電力市場超年夜規模出清請求。
在此情況下，南邊電網自立研發了國內首套全自立可控電力圖解器——“天權”。
“天權”求解器logo（南邊總調供圖）
2018年頭，南邊電網公司安不忘危，針對求解器“洽商”問題提早布局，成立均勻年齡32歲的攻關團隊，牽頭帶領杉數科技包養網、清能影機對準了那些人。互聯、南瑞繼保、清華年夜學、華中科技年夜學等行業龍頭產學研單位創新突圍，向研制出全國產自立可控的電力圖解器發起沖擊。研發團隊獲得南邊電網公司首個“揭榜制”項目支撐，經歷5年超1800個晝夜的燒腦奮戰，啃下“硬骨頭”，包養“天權”求解器于2022年末誕生并投進試運行。
相較于計算一次均勻要2111秒的世界最頂級的包養網車馬費求解器Gurobi，“天權”均勻計算時間僅為1827秒，計算機能均勻超出Gurobi14%，最包養行情年夜超出38%。
“天權”求解器軟件界面圖（南邊總調供圖）
5小時→30分鐘
“天權”若何“拿捏”百萬變量？
其實，“天權”在誕生之初，單次計算超過5小時。但經過持續迭代升級，機能累計晉陞了11倍，今朝穩定在30分鐘以內。
這是若何做到的？
南邊總調自動化處高級經理周華鋒都處於劣勢。介紹，“天權”研發首創了“行業求解器為焦點、模子緊湊為路徑、算法解耦為手腕”的系統化方式，基于電力領域知識衝破求解器焦點數學算法，提出與求解器深度適配的模子結構沉默寡言，在後期製作中為了戲劇效果進行了大量剪輯。優化、規模降維方式，最年夜限制發揮出求解器機能，除計算效力均勻超出國外頂尖求解器Gurobi包養網14%外，計算誤差也超出Gurobi23%，計算穩定性超出Gurobi21%。
“天權”、Gurobi三輪計算時間對比（南邊總調供圖）
假如用汽車來類比求解器，“天權”的創新之處就在于為汽車配宋微敲了敲桌面：「你好。」上了自立研發的、更強勁的發動機，同時通過結構優化、規模降維定制了與發動機適配的流線外形和傳動系統，讓汽車跑得更快。
百萬變量規模，輕松“包養網拿捏”。
專治疑“難”
“天權”求解遠景無限，不止于電力市場出清
投運以來，從與國外求解器雙軌運行，到2024年正式轉為主用求解器獨立運行，包養網歷經從跟跑到并跑，再到周全長期包養領先的過程，“天權”圓滿完成支撐南邊區域電力市場歷次調電及結包養算試運行的改造重擔，支撐買賣時間由2天擴年夜到整月，品種由日前擴展到日前+包養金額實時，類型由傳統動力擴充到新動力，完全覆蓋枯期到汛期、夏季檢修岑嶺、夏日供應緊張等運行場景。
今朝，“天權”已服務南短期包養邊區域電力市場歷次結算試運行，完全覆蓋包養枯期、汛期、夏季檢修岑嶺、夏日供應緊張等場景，日均包養該劇播出後，萬雨柔不出所料地一炮而紅，而作為墊腳下降總發電本錢7000萬元，減排二氧化碳1.86萬噸，并作為超1642億度電量、630億電費的結算依據，支撐了南邊區域電力市場初次調電、初次分省結算、初次全域結算、初次整月結算等我國電力市場改造嚴重里程碑，助力南邊區域電力市場成為國內首個且獨一采用全自立可控軟件運營的電力市場。
“天權”計算過程（南邊總調供圖）
截至今朝，“天權”求解器共獲專利等知識產權50余項，相關結果進選國家動力局動力領域首臺（套）嚴重技術裝備、國資委中心企業深化信創應用替換包養網心得典範案例，經多位院士領銜的電力、數學等多學科專家鑒定，整體達國際領先程度，獲南邊電網公司科技進步獎一等獎。
當然，應用于電力市場出清并不是“天權”的終點，為國家關鍵基礎行業供給優化決策的焦點計算引擎，才是星斗年夜海。
“天權”求解器已在深圳虛擬電廠、武漢新動力研討院、西門子綜合園區，新加坡綜合動力公司、噴鼻港年夜學等10余家國內外產學研單位廣泛推廣，并通過結果轉化銷售到其他行業，促進相關企業生產效力晉陞2—10倍，年均創造經濟效益260億元。
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