文章核心观点 - 南方电网全面启用自主研发的“天权”求解器，标志着中国在电力系统关键基础软件领域实现了重大技术突破，摆脱了长期依赖美国技术的局面 [1] - “天权”求解器在计算速度、精度、稳定性和定制化方面均优于美国同类产品Gurobi，其成功应用提升了电网运营效率与安全性，并带来了显著的经济与环境效益 [12][16][18][28] - 该技术的突破有望增强中国电力行业的技术自主权，并可能改变全球电力市场的技术格局 [1][30] 技术突破与性能优势 - “天权”求解器是国内工程师团队历时5年研发的成果 [4][8] - 与美国的Gurobi求解器相比，“天权”在执行电力调度任务时平均计算速度快了14%，最大计算速度提升幅度达到38% [4][12][14] - 通过优化算法，“天权”成功降低了23%的运算误差，并提升了21%的运算稳定性 [16] - 求解器针对电网运行特殊性设计了多种定制化算法，提高了在不同电力负荷和调度环境下的适应能力与灵活性 [18] 研发背景与行业意义 - 过去30多年，全球电力市场调度几乎被以Gurobi为代表的美国求解器垄断，使各国电力系统存在技术依赖和安全隐忧 [6] - 为打破垄断，南方电网于2018年牵头联合杉数科技、清能互联、南瑞继保、清华大学、华中科技大学等国内顶尖机构启动研发 [8] - 研发初期面临巨大挑战，第一次试验的计算时间甚至比进口求解器多了11倍 [10] - 求解器是一种用于优化计算的数学基础软件，对确保电网稳定运行、合理调度电力、降低发电成本至关重要 [3] 实际应用与运营成效 - “天权”求解器已成功支撑中国首个连续运行的区域电力市场——南方区域电力市场，该市场覆盖广东、广西、云南、贵州、海南五省区，交易规模庞大且复杂 [20] - 该市场交易范围涵盖2400多台不同类型的发电机组，包括火电、水电、核电、抽蓄、新能源等多种发电方式 [22] - 在迎峰度夏电力负荷急剧增加期间，“天权”通过精准调度确保了电网“满格”供应，未出现停电事故或供电瓶颈 [26] - 使用“天权”后，南方电网的发电成本日均降低了7000万元，年均减排二氧化碳1.86万吨 [28] - 过去依赖进口Gurobi求解器存在计算瓶颈和缺乏透明性，“天权”投入使用后极大提升了计算效率，缩短了计算时间 [24] 未来展望 - “天权”求解器的成功不仅保障了中国电力市场的稳定运行，也为全球电力系统自主可控技术发展开辟了新道路 [30] - 未来该技术不仅将在国内电力行业发挥重要作用，还有望扩展到金融、供应链等其他行业，成为优化决策的核心计算引擎 [30]

文章核心观点 - 中国自主研发的电力求解器“天权”成功替代美国垄断软件，在南方区域电力市场实现全面应用，标志着中国在关键工业软件领域取得重大突破，不仅提升了电网运行效率与安全性，也为全国统一电力市场建设及向其他行业拓展提供了核心计算引擎 [1][4][9] 行业背景与重要性 - 求解器是用于优化计算的数学基础软件，被誉为“工业软件之芯”，全球大型电网、金融市场及供应链的最优运行方案都依赖于此 [1] - 过去30余年，美国凭借先进算法在该领域近乎垄断，成为操控工业文明的“隐形霸主” [1] - 国外求解器软件不提供源代码且封闭运行过程，如同“黑箱”，存在安全隐患 [1][6] 技术突破与性能表现 - “天权”求解器由南方电网牵头，联合杉数科技、清能互联等多方产学研单位历经5年研发而成 [6][7] - 相比之前使用的美国求解器Gurobi，“天权”单次计算平均时间从2111秒缩短至1827秒，计算性能平均超越14%，最大领先幅度达38% [4] - “天权”运算误差降低23%，运算稳定性提升21% [4] - 研发初期首次测试计算耗时是进口求解器的11倍，达2万多秒，经过持续优化最终实现反超 [6] 应用场景与规模 - “天权”应用于中国首个连续运行的区域电力市场——南方区域电力市场，覆盖广东、广西、云南、贵州、海南五省区 [1][2] - 该市场日均交易规模约38亿千瓦时，超过英国、法国、德国三国用电量总和 [2] - 市场计算涉及五省区2400多台各类发电机组，超120万个出清变量、超200万条约束条件，需每15分钟计算出最优方案 [2] - 这相当于从“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][4] 运行成效与经济效益 - “天权”已支撑南方区域电力市场超7000个模型节点、超200万项出清变量的高效计算 [9] - 自应用以来，日均降低总发电成本7000万元，减排二氧化碳1.86万吨 [9] - 作为超1642亿度电量、630亿电费的结算依据，支撑了该市场多项重大改革里程碑 [9] - 在2023年夏季用电高峰，保障了五省电网稳定运行，未出现停电事故或供电瓶颈 [8] - 通过成果转化销售至其他行业，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 [10] 战略意义与未来规划 - “天权”的应用将中国电力保障的主动权掌握在自己手中，是建设全国统一电力市场的关键一步 [1][9] - 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 [9] - 未来不仅为全国统一电力市场提供支撑，还将为油气、航空、制造等重点行业提供求解器解决方案 [9] - “天权”已在深圳虚拟电厂、新加坡综合能源公司等10余家国内外单位推广，展现出跨行业、跨地区的应用潜力 [10] - 这一技术突破可能重塑全球科技市场格局，促使更多国家寻求自主技术以摆脱依赖 [1]

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]