2024年12月30日,由工业和信息化部产业发展促进中心主办、中国电力科学研究院有限公司协办的第二届能源电子产业创新大赛在北京中国电力科学研究院圆满落幕。经过两轮测试赛和一轮正式赛的激烈角逐,电气与电子工程学院SGO课题组的博士生魏利屾和高立乾所在的“BASH”团队在众多商业求解器开发团队和高校团队中表现出色,斩获二等奖(一等奖仅一项)。
在“双碳”目标引领下,我国能源结构正在发生深刻变革,风、光等新能源装机规模快速增长,给当前电力系统的优化运行提出了新的要求。电力系统的优化运行主要包含电力机组组合和经济调度,本质上是一个大规模混合整数规划问题,具有整数变量多、电网安全约束复杂、耦合约束多等特点,需要实现时间和精度双重制约下的高效求解。BASH团队立足于这一重大需求,依托团队在数学优化、算法设计及电力系统优化运行领域的深厚积累,致力于开发高效、鲁棒的智能调度解决方案。团队针对大规模机组组合优化、交流潮流约束等关键问题,创新性地将用机器学习和数学优化理论相结合,实现了能源电子领域的大规模混合整数规划的有效求解,显著提升了求解效率和可靠性。
BASH团队的指导老师为艾小猛教授,由华中科技大学、中国科学院数学与系统科学研究院、上海财经大学交叉科学研究院和北京邮电大学四家单位联合组成。华中科技大学在电力系统优化领域具有扎实的基础,能够将现在先进的机器学习算法应用在电力系统优化问题。中国科学院数学与系统科学研究院,能够将先进数学方法应用于电力系统优化问题,为优化问题数学模型的建立提供坚实的数学理论基础。上海财经大学交叉科学研究院在运筹学与优化领域建树颇丰,特别是在大规模优化算法方面具有独特优势。北京邮电大学在智能电网信息化与通信优化领域的技术积累,为提升算法执行效率提供了创新解决方案。
BASH团队成员(部分)
该赛事以电力机组组合和经济调度问题为赛题背景,决策变量为机组开停机(整数变量)和机组出力(连续变量),以机组开停机费用及运行费用最小化为目标,约束条件包括机组运行大类约束、系统平衡大类约束、电网安全大类约束、储能参与调度运行等时段耦合约束等。该赛事分为数学子赛道和物理子赛道,团队根据自身优势与特点选择物理子赛道,同样参与该赛道的有众多国内做商用的佼佼者:阿里达摩院、华为云天筹和晞德求索等,以及国内各电力强校:清华大学、西安交大、天津大学和上海交通大学等。
BASH团队首先根据赛事方提供的基础算例,通过数据增强的方法生成更多的算例,基于并行计算和机器学习的方法分析算例特征和调度计划与边界条件之间的潜在规律,最后得到适用于不同规模算例的启发式决策策略与求解器超参组合。在最后决赛,团队所提方法在面对不通过规模的复杂算例都能做到快速求解得到符合要求的解,极大缩短了得到一个高质量可行解所消耗的时间。
在颁奖仪式上,工业和信息化部产业发展促进中心“智能电网技术与装备”专家委员会主任刘建明主任和工信部产业发展促进中心副处长刘嘉致辞并为获奖队伍颁发奖杯和荣誉证书。
颁奖现场
奖杯与荣誉证书
比赛结束后,参赛队伍代表和专家技术研讨交流,分享对参赛的感想和对国产求解器发展的展望。
魏利屾博士作为代表发言
能源电子产业创新大赛聚焦能源电子领域的大规模混合整数规划求解难题,旨在推动能源电子领域的技术创新与产业发展,促进产学研用的深度融合。
所有参赛队伍合照
(图/高立乾,文/高立乾)