走進(jìn)國(guó)家電網(wǎng)有限公司電網(wǎng)先進(jìn)計(jì)算及應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)室
發(fā)布時(shí)間：2023-04-12
【賽普瑞電氣】當(dāng)前，人工智能(AI)技術(shù)日益融入電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”全過(guò)程、“采傳存用”全環(huán)節(jié)，在設(shè)備運(yùn)檢、基建作業(yè)、營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。電力AI正在從淺層的感知智能向深層的認(rèn)知智能演進(jìn)，需要在學(xué)習(xí)范式、大模型訓(xùn)練、電網(wǎng)智慧認(rèn)知大腦構(gòu)建等核心技術(shù)上取得突破，打造出類(lèi)似ChatGPT的“殺手锏”應(yīng)用。
在國(guó)家電網(wǎng)有限公司的科研院所中有一支年輕的團(tuán)隊(duì)，長(zhǎng)期專(zhuān)注于電力AI應(yīng)用基礎(chǔ)研究——他們來(lái)自電網(wǎng)先進(jìn)計(jì)算及應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室基于多模數(shù)據(jù)融合、異構(gòu)算力融合、計(jì)算范式融合的超融合智能計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建以大數(shù)據(jù)量、大計(jì)算量、大參數(shù)量、大知識(shí)量為特征的新一代電力智能計(jì)算方法及應(yīng)用框架，為電力AI應(yīng)用提供電力專(zhuān)用智能求解器、智能計(jì)算引擎、基礎(chǔ)大模型構(gòu)建及訓(xùn)練服務(wù)等，支撐新型電力系統(tǒng)全域協(xié)同計(jì)算、智慧決策與精準(zhǔn)控制。
堅(jiān)持自主創(chuàng)新
打造自主可控電力AI平臺(tái)
3月15日，實(shí)驗(yàn)室的6名成員完成了電力AI平臺(tái)與9款國(guó)產(chǎn)AI加速芯片的適配工作，并在此基礎(chǔ)上對(duì)電力AI模型訓(xùn)練及推理性能進(jìn)行了驗(yàn)證。這項(xiàng)工作是實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的電力AI自主可控平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究的重要內(nèi)容，目前在電力AI領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化驗(yàn)證范圍最廣、評(píng)測(cè)粒度最細(xì)、技術(shù)含量最高，為電力AI圖像識(shí)別、語(yǔ)言處理、認(rèn)知推理等業(yè)務(wù)應(yīng)用的全棧自主可控提供支撐。
建設(shè)自主可控的電力AI開(kāi)放平臺(tái)是電力AI可靠應(yīng)用的重要保障。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)產(chǎn)訓(xùn)練芯片及深度學(xué)習(xí)框架成熟度不足，亟須通過(guò)建設(shè)全棧國(guó)產(chǎn)化平臺(tái)促進(jìn)技術(shù)升級(jí)換代。
從2019年起，實(shí)驗(yàn)室投入10余人，致力于將國(guó)產(chǎn)AI開(kāi)放平臺(tái)組件與公司“兩庫(kù)一平臺(tái)”集成，建成“總部-省側(cè)云端-省側(cè)邊端”多級(jí)協(xié)同的全環(huán)節(jié)電力AI自主可控“兩庫(kù)一平臺(tái)”，支撐電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)檢、營(yíng)銷(xiāo)等領(lǐng)域AI應(yīng)用。
在打造自主可控電力AI平臺(tái)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室基于國(guó)產(chǎn)軟硬件環(huán)境，研發(fā)了電力專(zhuān)用AI模型自動(dòng)化訓(xùn)練工具、云邊協(xié)同AI推理加速器、全域異構(gòu)算力調(diào)度器。這些成果大幅降低了電力AI模型訓(xùn)練、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的技術(shù)門(mén)檻，突破了自主可控軟硬件條件下的模型推理加速技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)對(duì)算力資源的高效納管和動(dòng)態(tài)智能分配，支撐電力專(zhuān)業(yè)大模型的分布式高性能訓(xùn)練及應(yīng)用。
目前，實(shí)驗(yàn)室完成了自主可控AI平臺(tái)架構(gòu)與48種計(jì)算框架及訓(xùn)練框架的適配組合，其中涉及8種全國(guó)產(chǎn)組合，有效擴(kuò)充了不同結(jié)構(gòu)的算力資源池，支撐公司“兩庫(kù)一平臺(tái)”算力資源和訓(xùn)練框架的國(guó)產(chǎn)化升級(jí)換代。
聚焦電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求
開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐
創(chuàng)新實(shí)踐是實(shí)驗(yàn)室的核心能力。實(shí)驗(yàn)室聚焦電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，開(kāi)展系列關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，依托自主可控電力AI平臺(tái)，推出多項(xiàng)創(chuàng)新成果。
隨著電網(wǎng)設(shè)備規(guī)模的擴(kuò)大，無(wú)人機(jī)和可視化裝置在設(shè)備運(yùn)維中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，產(chǎn)生了海量的圖片。以山東電網(wǎng)為例，近年來(lái)，無(wú)人機(jī)年均拍攝940萬(wàn)張圖片，12萬(wàn)套輸電通道可視化裝置年均拍攝25億張圖片。這些圖片若全由人工查看，需要1701人·年，實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別智能化迫在眉睫。
自2016年起，實(shí)驗(yàn)室在公司系統(tǒng)內(nèi)率先開(kāi)展電力AI圖像識(shí)別技術(shù)研究，構(gòu)建了業(yè)內(nèi)規(guī)模最大的AI模型訓(xùn)練環(huán)境，提出輸變配電巡視圖像識(shí)別模型預(yù)訓(xùn)練方法，研發(fā)巡視圖像全類(lèi)別及銷(xiāo)釘級(jí)缺陷識(shí)別模型，推出輸變電巡視圖像智能識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)可識(shí)別輸電桿塔56類(lèi)典型缺陷、輸電通道6類(lèi)典型缺陷、16類(lèi)變電設(shè)備的24種缺陷，缺陷平均發(fā)現(xiàn)率超過(guò)85%。該系統(tǒng)已為公司系統(tǒng)27家省級(jí)電力公司及國(guó)網(wǎng)巴控公司提供服務(wù)，推動(dòng)巡檢工作進(jìn)一步向智慧化升級(jí)。
電網(wǎng)主設(shè)備知識(shí)計(jì)算技術(shù)是實(shí)驗(yàn)室根據(jù)一線人員需求推出的又一創(chuàng)新成果。
設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品資料、缺陷故障案例等資源是公司重要的生產(chǎn)要素和數(shù)據(jù)資產(chǎn)。該技術(shù)通過(guò)對(duì)7類(lèi)主設(shè)備運(yùn)檢資料進(jìn)行數(shù)字化解析加工，提供設(shè)備知識(shí)的精準(zhǔn)化檢索、智能化問(wèn)答、圖譜化呈現(xiàn)、移動(dòng)化應(yīng)用等服務(wù)，應(yīng)用于檢修試驗(yàn)、缺陷定級(jí)、故障溯因等業(yè)務(wù)。
實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了電力行業(yè)首個(gè)自然語(yǔ)言處理大模型，構(gòu)建了公司首個(gè)電力專(zhuān)業(yè)知識(shí)樣本庫(kù)、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)主題詞庫(kù)、設(shè)備專(zhuān)業(yè)知識(shí)圖、設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)問(wèn)答庫(kù)。這標(biāo)志著公司設(shè)備知識(shí)智能化應(yīng)用實(shí)現(xiàn)突破。
多家省級(jí)電力公司應(yīng)用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)作業(yè)流程主動(dòng)推送、故障報(bào)告智能生成，將知識(shí)資源嵌入故障搶修應(yīng)用流程，提升了運(yùn)檢作業(yè)質(zhì)效和故障診斷處置效率。目前，該技術(shù)已為公司系統(tǒng)27家省級(jí)電力公司所屬36家供電公司服務(wù)超6500萬(wàn)次，業(yè)務(wù)問(wèn)題定位平均準(zhǔn)確率達(dá)92%。
目前，實(shí)驗(yàn)室正在加快推進(jìn)電網(wǎng)主設(shè)備多模態(tài)認(rèn)知大模型技術(shù)攻關(guān)，后續(xù)將持續(xù)升級(jí)電網(wǎng)主設(shè)備知識(shí)服務(wù)引擎，構(gòu)建電網(wǎng)主設(shè)備智慧運(yùn)檢大腦，開(kāi)啟電力大模型賦能電網(wǎng)主業(yè)的全新探索。
厚植人才引育土壤
提升實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新動(dòng)能
人才是實(shí)驗(yàn)室的第一資源，科技創(chuàng)新的動(dòng)力源泉在人才。電網(wǎng)先進(jìn)計(jì)算及應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建立多渠道、多層次的人才引進(jìn)和培養(yǎng)機(jī)制，推進(jìn)國(guó)際化、年輕化、專(zhuān)業(yè)化的人才隊(duì)伍建設(shè)，激發(fā)人才創(chuàng)新活力。目前，實(shí)驗(yàn)室40歲以下科研骨干占比超70%，其中具有海外學(xué)習(xí)工作經(jīng)歷者9人，海外高層次青年人才1人。
實(shí)驗(yàn)室充分發(fā)揮海外留學(xué)人才國(guó)際化視野優(yōu)勢(shì)，緊跟國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，牽頭成立國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)信息系統(tǒng)和通信專(zhuān)委會(huì)電力AI技術(shù)與應(yīng)用工作組(CIGRE D2.52)等國(guó)際學(xué)術(shù)組織，牽頭籌建SCI期刊IET Renewable Power Generation《低碳能源系統(tǒng)中計(jì)算方法和AI技術(shù)應(yīng)用》專(zhuān)刊，多位實(shí)驗(yàn)室骨干擔(dān)任國(guó)際學(xué)術(shù)期刊審稿人，為全球能源電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供中國(guó)思路。
實(shí)驗(yàn)室注重依托重大科技攻關(guān)培養(yǎng)青年人才。2020年，實(shí)驗(yàn)室“90后”專(zhuān)家劉思言負(fù)責(zé)電網(wǎng)圖像樣本在深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練中的作用機(jī)制研究項(xiàng)目，作為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)核心技術(shù)骨干研發(fā)的輸變電巡視圖像智能識(shí)別系統(tǒng)，獲2022年度公司科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。入職以來(lái)，他已參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng)、公司科技項(xiàng)目10余項(xiàng)，成長(zhǎng)為實(shí)驗(yàn)室圖計(jì)算智能推演專(zhuān)業(yè)的中堅(jiān)力量。
為加強(qiáng)人才交流，實(shí)驗(yàn)室還聘任清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京郵電大學(xué)、之江實(shí)驗(yàn)室等高校和研究機(jī)構(gòu)的中青年教授、研究員為客座專(zhuān)家，通過(guò)學(xué)術(shù)交流、人才引薦與資源共享等方式，助力開(kāi)展重大技術(shù)攻關(guān)和青年科技人才培養(yǎng)。
實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介
電網(wǎng)先進(jìn)計(jì)算及應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)室依托國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司計(jì)算及應(yīng)用研究所，于2022年12月正式獲批成立，前身為國(guó)家電網(wǎng)有限公司電力系統(tǒng)人工智能(聯(lián)合)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室面向電力系統(tǒng)狀態(tài)智能推演、電網(wǎng)設(shè)備故障認(rèn)知診斷、靈活資源群體智能調(diào)控等多樣化計(jì)算場(chǎng)景，布局電力超融合智能計(jì)算體系結(jié)構(gòu)及全棧優(yōu)化、超大規(guī)模電網(wǎng)圖計(jì)算及狀態(tài)智能推演、廣域輸變電設(shè)備認(rèn)知計(jì)算及智能分析、靈活資源分布式智能計(jì)算及聚合優(yōu)化四個(gè)研究方向，主要開(kāi)展電力AI基礎(chǔ)大模型、智能計(jì)算引擎、高性能求解器等技術(shù)研究。
實(shí)驗(yàn)室成果展示
●承擔(dān)國(guó)家級(jí)科技項(xiàng)目9項(xiàng)、省部級(jí)科技項(xiàng)目3項(xiàng)、公司科技項(xiàng)目85項(xiàng)
●累計(jì)獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng)、行業(yè)獎(jiǎng)勵(lì)4項(xiàng)、公司獎(jiǎng)勵(lì)6項(xiàng)，輸變電巡視圖像智能識(shí)別系統(tǒng)、基于圖計(jì)算的電網(wǎng)拓?fù)浞治鱿到y(tǒng)獲公司科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，“基于可信計(jì)算的電力關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全免疫及應(yīng)用”獲中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)
●獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)100項(xiàng)、軟件著作權(quán)授權(quán)40項(xiàng)
●出版專(zhuān)著5部，發(fā)表核心期刊論文140余篇，其中頂級(jí)SCI 3篇、國(guó)際A類(lèi)會(huì)議論文1篇
●牽頭起草CIGRE導(dǎo)則1項(xiàng)，起草國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)12項(xiàng)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)
原文來(lái)自：國(guó)家電網(wǎng)報(bào)作者：吳春鵬 劉思言 張強(qiáng)由開(kāi)關(guān)柜除濕器廠家賽普瑞電氣轉(zhuǎn)載！