行业背景与重要性 - 求解器是一种用于优化计算的数学基础软件，被誉为“工业软件之芯”，全球几乎所有大型电网、金融市场及供应链的最优运行方案都依赖高端求解器 [1] - 这类软件决定发电厂的启停时机、电力市场的出清机制以及数万亿美元资产的配置方式，但国外软件公司不提供源代码且封闭运行过程，如同“黑箱” [1] - 过去30余年，美国凭借超先进算法近乎形成垄断地位，成为操控工业文明的“隐形霸主”，对全球关键系统施加隐蔽而强大的影响力 [1] 技术突破与国产替代 - 中国南方区域电力市场已全面切换至国产求解器“天权”，标志着中国电网部分运行彻底告别外国软件 [1] - “天权”由中国工程师自主研发，计算速度比美国同类求解器Gurobi快14%，将电力保障的主动权掌握在自己手中 [1] - 此前采用的美国求解器Gurobi单次计算平均耗时2111秒，启用“天权”后平均计算时间缩短至1827秒，计算性能平均超越Gurobi 14%，最大领先幅度达38%，同时运算误差降低23%，运算稳定性提升21% [3] 应用场景与计算挑战 - 南方区域电力市场是中国首个连续运行的区域电力市场，交易范围覆盖广东、广西、云南、贵州、海南五省区，也是全球规模最大的“电力超市” [1][2] - 转为连续结算后，该市场日均交易规模约38亿千瓦时，超过英国、法国、德国三国用电量规模的总和 [2] - 市场计算涉及南方五省区纳入调度的2400多台各类发电机组，需处理超120万个出清变量、超200万条约束条件，需每15分钟精准计算出购电成本最低情况下的各项关键参数 [2] - 该问题需要从“2的780000次方”种方案中筛选出唯一最优解，是一个世界性难题 [3] 研发历程与团队攻坚 - 南方电网于2018年初牵头，联合杉数科技、清能互联、南瑞继保、清华大学、华中科技大学等行业龙头与产学研单位，组建平均年龄仅32岁的攻关团队，研制全国产自主可控的电力求解器 [5] - 项目初期测试结果不理想，“天权”首次运算一个案例耗时2万多秒，是进口求解器耗时的11倍 [5] - 研发团队历时5年超1800个日夜攻坚克难，通过逐行拆解剖析代码、注入调度运行经验、研发定制化算法等方式，最终在2022年底使“天权”诞生并投入试运行 [6] 验证过程与正式投运 - “天权”与进口求解器经历了近两年的双轨运行，研发团队基于每一步可追溯的运算依据，不断回应质疑并优化升级，最终计算结果赢得一致认可 [7] - 在长达35个月的筹备和12轮内部测试后，“天权”正式转为主用求解器独立运行，支撑交易时间由2天扩大到整月，品种由“日前”扩展为“日前+实时”，类型由传统能源扩充至新能源 [7] - 今年夏季中国月度用电量首次突破万亿千瓦时，“天权”在电力负荷陡增时以最优调度确保电力“满格”供应，保障了五省电网稳定运行，未出现一例停电事故或供电瓶颈 [7] 运营成效与经济效益 - 自南方区域电力市场启动连续结算以来，“天权”已支撑该市场超7000个模型节点、超200万项出清变量的高效计算 [8] - “天权”完整覆盖枯期、汛期、冬季检修高峰、夏季供应紧张等场景，日均降低总发电成本7000万元，减排二氧化碳1.86万吨 [8] - “天权”作为超1642亿度电量、630亿电费的结算依据，支撑了南方区域电力市场首次调电、首次分省结算、首次全域结算、首次整月结算等重大里程碑，助力其成为国内首个且唯一采用全自主可控软件运营的电力市场 [8] 市场规划与行业拓展 - 按照规划，到2025年全国统一电力市场体系初步建成，到2030年基本建成 [8] - 未来南方电网总调不仅要为全国统一电力市场提供硬核支撑，还将为油气、航空、制造等重点行业提供求解器解决方案 [8] - “天权”求解器目前已在深圳虚拟电厂、武汉新能源研究院、西门子综合园区，新加坡综合能源公司、香港大学等10余家国内外产学研单位广泛推广，并通过成果转化销售到其他行业，促进相关企业生产效率提升2—10倍，年均创造经济效益260亿元 [9]