人工智能在电力需求侧仿真与预测中的若千应用 景锐 ( 副教授 ) 厦门大学能源学院 目录 1 在仿真中应用 2 在预测中应用 2 3 背景意义 全球变暖， 2024 年为有记录以来全球最热年，为舒适与健康不得不消耗大量能源 ! 《电力系统调节能力 优化专项行动实施方 案 (2025-2027 年 ) 》 目标：在需求侧建设相当于 5% 聚类生成典型概率场景 思路：基于气象、面向能源，降 尺度对齐天气数据的时空颗粒度 思路：实测电耗、数据驱动验证 ArcGIS 思路：基于 GIS 城市级建筑数据库， 耦合 EnergyPlus 单体建筑仿真， 自底向上、自动化、高通 量 g10 D000 m2s 0000 0M IT0000 Date/Time 达成目标：自动化、高可信的 UBEM 构建城市尺度建筑能耗模型 063001.00.0 12701:2000 ● 机械系统 ( 暖通 / 照明 ) 仿真 ● 运 行时 刻表 厦门市 4 类典型住 宅 Energy use(kWh/sqm) Energy use(kWh/sqm) 0101010000 40101000

系统相对封闭 运量大、要求 高 资源调配效率低 下 车辆运维困难 客户需求不断提 高 研发设计数字化 生产制造柔性化 产业链管理一体化 车辆运维智能化 研发仿真 协同制造 产业链管理 设备健康管理 中车四方、中 车株机、中车 浦镇 工程 机械 设备产品多样 化 生产过程离散 化 供应链复杂 资源调配效率低 下 机械设备运维困 ...................... 47 7.1 轨道交通行业数字化转型趋势分析............................ 47 7.1.1 研发设计从实验验证向平台仿真转变................. 47 7.1.2 生产制造从大批量向柔性化转变......................... 47 7.1.3 业务管理从以人为主向精益化转变.. .. 48 7.1.4 设备运维从定时维修向按需维修转变................. 48 7.2 工程机械行业工业互联网平台应用场景及实践........ 49 7.2.1 虚拟仿真 ................................................................. 49 7.2.2 协同制造 ................

31 4.2.6 高稳韧性技术 33 4.2.6.1 故障恢复技术 4.2.6.2 闪启技术 36 33 4.2.6.3 光链路检测技术 37 4.3 AI大脑 41 4.3.1 仿真验证/孪生仿真 41 4.3.2 自动化Agent 42 4.3.3 故障Agent 42 4.3.4 网维Copilot 43 45 05 总结和展望 4.2.6.3 网络互联冗余 39 编制说明 呈现网络状态和业务路径，精准自动识别网络故障，实现隐患的深入分析与预防，让网络故 障率降低90%。同时，通过业务仿真校验功能，预先评估实施方案的风险，确保网络配置 变更100%正确。网络智能体大幅降低运维人员的技术门槛同时提升运营决策效率。 4.3.1 仿真验证/孪生仿真 应用上线或变更，通常涉及大量网络变更，成为网络故障发生的主要根因。以中大型 金融数据中心为例，年均网络变更300 真验证技术得到了学术界和工业界普遍的关注和实践。 网络仿真验证技术通常来说有两大类，Emulation方式和Simulation方式。 Emulation方式：基于虚拟化技术驱动设备镜像包实现，相当于在模拟器平台上搭建 一套虚拟的网络环境，进行网络行为验证。其缺点是需消耗海量服务器资源：一台网元对应 一个设备模拟器，数据中心一个中等规模分区200台网元，实现仿真推算需要20个VM。通 常3节点的服务器

月，南网总调发布“大瓦特 - 天璇”电力调度专业大模型。 口 2024 年 01 月，南方电网广西电网公司发布广西输电人工智能大模型。 口 2024 年 11 月，“驭电”大模型具备投用条件，是新型电力系统智能仿真计算工具。 口 2025 年 06 月 28 日， “擎源”发电行业大模型，国家能源集团发布。 中国南方电网 CHINA SOUTHERN POWER GRID ■ 多模态技术融合：采用多 。 2. 多智能体协同 · 大模型作为调度中枢，协调发电、储能、用户等多元主体，支撑新型电力系统“源网荷 储”互动。 3. 数字孪生集成 · 结合电网数字孪生平台，实现大模型在虚拟空间中的仿真推演与闭环优化。 4. 标准与生态建设 · 制定电力 AI 大模型的数据、算法、安全标准，推动电力人工智能大模型发展。 未来趋势 中国南方电网 CHINA SOUTHERN POWER GRID →演变路径 31 失 稳 模 式 评 估 功角 稳定 3. 47 ■ 建设世界首套电力人工智能系统 AI EPS, 研发基于海量数据、满足物理规律的电力专业大模型 ■ 海量数据：仿真软件采用聚合节点与等值参数，电力专业大模型基于实际测点与数字量测 ■ 物理规律：通用大模型学习稠密向量的统计规律，电力专业大模型学习稀疏拓扑的物理规律 Cafe Hospital eLayground

校验、故障自闭环”： ·隐患自优化：运用实时感知与预测分析技术，对 数据中心运行状态进行全域监测。一旦识别潜在隐 患，系统将自动触发隔离与修复机制，实现隐患的 全生命周期管理； ·变更自校验：通过事前仿真推演、事后验证评估 及紧急回滚预案的一体化自动流程，构建可信赖的 变更验证体系，确保变更操作的安全性与可靠性； ·故障自闭环：依托Agentic AI自治架构，实现对故 障自动检测、诊断、修复及验证的全流程闭环处 在设备入网前完成身份、环境、行为三位一体可信验 证，杜绝不安全、不合规终端入网，结合微隔离策 略，压缩APT（高级持续性威胁）横向移动攻击面。 ·勒索入侵阶段：部署 AI驱动型检测引擎 ，融合诱 饵式沙箱仿真与内存行为溯源技术，快速精准发现 已知和未知勒索病毒。 ·横向扩散阶段：依托 XDR（扩展检测与响应）跨 域响应枢纽 ，实现全网秒级协同，包括隔离、取 证、清除、网端协同检测和处置、基于MITRE公司 基于确定性的变更自校验 业务变更/配置自动生成、 仿真和下发 基于Agent自治的故障自闭环 Agent自治运维，降低MTTR 韧性 目标 核心 能力 降MTTR 故障自感知、自分析、自决策 事前仿真、事后校验， 紧急情况一键回退 器件/服务器/网络/存储/作业 亚健康感知、消减 运营平台 系统 推荐 变更 方案 系统 自动 仿真 校验 自动 下发 网络 配置 自动 校验 变更

实现数据应用的规模效应。系统具备完善的信息保密制度和强大的 数据防护、脱敏的能力，能有效防止公民个人信息泄露的问题发生。 IDPS 系统以交通出行对象全域、全量、全时、全要素信息感知 为基础，集可计算路网、交通认知分析、交通仿真决策以及交通业 务驱动等功能于一体，掌握路网容量、需求、状态等动态演变规律， 赋能精细化、精准化的道路交通管理警务，实现道路交通供需动态 匹配、通行效率大幅提升、人车安全更有保障、管理能力智慧成长 信号控制方案优化与评价：提高信号配时优化能力，尤其是协调 控制，减少对线圈单一数据来源的依赖及基于动态的交通流情况实 时调整协调方向，减少因预先判断失误带来的配时效果不佳情况。 可利用信号配时仿真系统对多套预设的信控方案进行在线仿真模拟， 通过评价指标定量对比分析不同方案的优劣，给出建议配时方案。 增加信号控制方案评价功能，提高控制方案优化水平，形成信号控 制方案优化-评价-反馈-优化的业务闭环。基于对每个相位运行状态 安全风险特征认知：针对影响交通安全的事故、事件、警情等， 需要识别及认知其安全风险，包括发生时交通流特征分析、成因关 联分析、影响程度分析等，作为对交通安全风险评估的基础认知数 64 据，支撑安全风险源头管控等业务需求。 交通仿真决策：为满足实时追踪重点车辆、主动预防潜在风险事 件，提高事件处置效率和进一步改善信号配时业务等，利用实时仿 真系统对车辆运行轨迹推演、路径分析，定量评估多种信号控制方 案、交通运行效果、交通组织方案、交通事件响应方案、管控预案

分类、编码、存储、交付等 5 项 标准的编制工作。 数字孪生智慧工地 数字孪生智慧工地通过工地中台、三维建模服务、视频 AI 分析服务等技术支撑，实现智慧工地的昨天、 今天、明天态势的高精度动态仿真，趋势分析、预测、模拟，聚焦安全、高效、体验和成本优势，帮助客 户建设智能化、标准化的智慧工地综合业务系统，解决传统工地管理存在的弊端，更好的助力客户提高工 地管理、安全水平，降低工地管理运营成本。 年 12 月 01 日 城工 H⁸ :2020 年 03 月 31 日 (55) 丝 是 BVB 工网谐指 BC⁸8 工 面 场 图工晔以毕酷 数字孪生 模拟仿真 时空大数据 物理实体工地 新规划 新建设 数字孪生 数字孪生工地使整个工地虚实相生、同生共存 数字虚体工地 新管理 新服务 BIM 模型为载体统一整合，实现人、设备、车辆、现场及建筑之间的互联互通，同时结合前端智能感知、材料管理、数 据分析、模型分析及施工工序，实现工程进度的三维可视化展示。 2 BIM 施工交底与仿真 实现与第三方数据信息对接，支持移动端应 用 ； 实现平台与 5D 数据库 (3D 模型 /1D 时 间 /1D 属 ) 的施工信息管理； 实现基于平台的各类数据信息发布 / 查询

销售-_ 办同能力 变更协同能力 1 营 销 设 计I艺- 制造协同 设计- 工艺- 制造集成 営销设计集成 Z需求管理 变更集成 设计筐理子系统 三维设计能力 设计仿真能力 工艺仿真能力 3.组合苜理 工艺苜理子系统 仿自工具 4.产品开发 研发顷目管理子系统 1技术预研孖发 需求管理子系统 24 蓝圄规划报告示例 : 产品模块化 通过产品妗类 k 物料标准化、 工艺资源営理 变更笛理 模块化配S啻理| CAD集成 雕管理 可视化g理 需求定义 CAEMJ5E 需求跟综 工S定頌 理 XS；仿興臟 工艺工具 结_ 计与仿奥 I 电路设计与仿翼 I 權貝设计与仿真 零件/装配仿奥 IT仿寞 设计工具 协同 编码管理 数据珩同 腿办同 菊码流相 研发标}t规范; CRMmitc I ERP^成 ■ MIES集成 企_ 研发位潘规范 企撕发知辦 26 目录

模型层：高保真虚拟模型构建。通过基础模型、功能模型及知识 库，建立光网络物理实体与数字空间的精准映射，实时同步网络运行 状态的高保真仿真，支持跨厂商、跨域与多层级协同建模。 22 Ⓒ中国电信版权所有 服务层：智能决策与闭环控制。依托仿真推演、分析评估与优化 决策能力，提供网络规划、故障预判、资源调度等服务。例如，通过 因果推理引擎实现故障根因秒级溯源，结合强化学习生成动态优化策 网络层次化开放能力，研制全光工业组态软件，推进工业 PON 的落地应用。 5）光网络智能化 基于内识全域感知，全面支持光缆质量、传输性能和业务 SLA 的 管理。实现光网络单域孪生，具备仿真建模、拓扑映射、动态同步、 状态预测和故障推演的能力。探索大模型和智能体技术融入光网络全 生命周期，自主完成感知、分析、决策与执行任务，支撑资源规划、 网络各层级性能及故障实时感知、业务动态拆建、分时复用和差异化 以及不同环境下的数据异构性强，模型泛化能力受限；三是现有系统 兼容数字孪生能力差，难以实现闭环的“感知-仿真-预测-验证-执行”。 未来，突破方向可聚焦以下三方面：一是开发高准确度、高泛化性的 模型；二是构建开放式数字孪生架构，实现多厂商设备统一接口；三 是探索光网络数字孪生的闭环仿真、分析和验证能力，赋能光网络全 生命周期，使规划更精确、建设更高效、维护更快速（分钟级故障溯 源）、优

大数据引擎 数字孪生引擎 交通 A⑶ 摩 交通仿再引摩 融合感知引擎 数据分析引擎 城市交通：精准感知、精确分析、精细管理、精心服务 ，推动绿色发展和人文建 设 道路全息感知 、数字孪生实时仿真 、推 演辅助决策与治 理 智能网联赋能传统公交 ， 快速 、准点 ，解决通勤难点 出行服务 C 端全连接 ， 实现公众服务 城市交通治理“看不清 ，看不懂 ，管不到” · 城市通勤 方案特色 解决问题 · 一体化出行规 划 · 一站多方式服 务 · 智慧停车一张 网 · 路段 / 路口全息感 知 · 态势分析与事件预 警 · 数字孪生实时仿真 · 管控方案仿真评 价 一个 底座 六太 弓障 交通数字屁座 交通物联网 交通一张图 Tacos 大数据平台 业务交换 低门槛开发 海量数据集成 智慧公交：推动新兴技术与轨道交通深度融合，助力轨交数字化转