
6月11日,中国电科院正式推出专属电力系统应用场景的气象大模型——“玑衡”。这款全新模型运算效率极为突出,大概率仅需数分钟,就能完成全球范围未来10天的气象预报工作,针对电力领域核心气象要素的预报精度,已经稳稳迈入国际第一梯队水准。
=当下国内新能源装机规模持续扩张,叠加全球气候环境不断变化,气象因素对电力系统的影响愈发关键。电力生产、输电调度、配电运维、终端用电等全链条环节,都会随气象变化产生明显波动。我常年参与电网户外复合绝缘构件巡检,深有体会,大风、覆冰、强辐照等天气,都会直接影响复合绝缘子、线路防护材料的运行状态,也是电网日常运维的重点风险点。
目前行业主流预报方式存在明显短板。传统数值天气预报(NWP)高度依赖大型计算集群,整体响应时效偏低,很难做到高频次动态更新。市面上的通用气象大模型,虽打破了传统预报的固有模式,但训练、推理数据体系并未贴合电力场景,在实际电网应用中,容易出现预报精度不足、场景适配性差等各类问题。
为破解行业长期存在的技术痛点,中国电科院携手中国科学技术大学、海光信息技术股份有限公司,组建跨学科专项攻关团队。历经一整年的持续打磨与反复实测,专属电力场景的“玑衡”气象大模型顺利研发落地。
该模型采用编解码对称架构设计,技术适配性针对性极强。编码器依托滑动窗口注意力机制,精准捕捉不同区域之间远距离的气象关联规律。解码器搭配纬度余弦加权、高空分层加权、多要素加权三重损失函数,让最终的预报结果更稳定、精度更高。我之前跟进过电网气象预警配套设备的调试工作,精细化的气象数据输出,能让户外复合防护构件的运维预判更精准,大幅降低极端天气的设备故障风险。
“玑衡”搭建起“全球-全国-省域”三级嵌套级联阵列,通过逐层传递知识、结构与参数信息,充分适配风电、光伏场站的精细化预报需求。模型将省域空间分辨率提升至3×3公里,可精准覆盖近地面三维风场、辐照度、线路覆冰等十余项电网核心关注的气象要素。日常做新能源场站复合运维预案时,这类细分维度的气象数据,刚好能匹配现场实际作业需求。
数据基座的突破,是这款模型的核心优势之一。研发团队首次实现“电力-气象”跨领域观测数据的深度整合,创新提出物理神经算子驱动的智能同化方法,搭建起高精度长期电力气象再分析数据集。区别于通用气象模型的复用数据模式,“玑衡”在训练阶段就深度植入电力场景专属知识,适配性大幅提升。
研发团队还针对台风、寒潮等十余类高影响电力天气完成专项优化,有效改善了通用模型对极端天气预报趋于平均化的缺陷,让极端气象预判更贴合电网实际风险特征。每次寒潮、台风天气来临前,精准的气象预报,能帮助我们提前加固线路复合配件、做好设备防护,极大提升电网抗风险能力。
“玑衡”命名取自古代天文测量仪器,融合天玑、玉衡双星寓意,象征以精准气象数据为新型电力系统安全运行保驾护航。目前该模型成果已全面接入全国新能源集中预测平台、极端天气预警风险评估系统两大核心业务端口。落地数据显示,超70%新能源场站的功率预测精度实现提升,功率最大偏差缩减3至7个百分点,极端天气预警的精准度也显著优化。配套可视化平台可动态追踪、比对预报性能,实现了模型推理到实际业务落地的全链路闭环应用







