配电网是电网向城乡用户供电的重要环节，具有电能配送、源荷平衡、多能互补等核心功能，在落实国家战略部署、支撑经济社会发展、服务改善民生福祉、推动能源绿色转型等方面发挥着重要作用。当前，在分布式可再生能源场站和新能源汽车爆发式增长的背景下，配电网数智化转型升级势在必行，“人工智能+”将成为推动配电网高质量发展的关键。新形势下，配电网面临哪些机遇与挑战？目前围绕“人工智能+配电网”，开展了哪些探索和实践？未来技术发展方向和前景如何？带着这些问题，与国家电网公司中国电科院院士盛万兴进行了深入的交流。
1、配电网数智化转型过程中，面临哪些新的政策机遇和技术挑战？
2024年2月29日，在第十二次集中学习会议上强调：“推进电网基础设施智能化改造和智能微电网建设，提高电网对清洁能源的接纳、配置和调控能力，促进新质生产力发展”；3月5日，在十四届全国人大二次会议上提出：“开展‘人工智能+’行动，加快发展新质生产力”；国家发改委、能源局近日印发的《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》要求：“推进配电网智能化、数字化转型，打造智慧融合的新型配电系统”。党和国家高度重视新型电力系统数智转型和新质生产力发展，为推动配电网高质量发展指明了方向。
近年来，分布式电源和电动汽车呈现出爆发式增长的态势，肩负电力供需平衡、安全可靠供电、资源优化配置职责的配电网成为构建新型电力系统的关键。然而，海量分布式新能源的接入，使配电网由单一电能配送网络演化为多能互补配置平台，在形态上呈现出分布式电源、冲击型负荷、电力电子设备高比例接入的特点，在数理上呈现出电源、负荷、时空状态不确定性的特点，网络结构、运行工况、运营环境更加复杂。配电网的时变非线性、部分可观测性、随机不确定性，使得基于高阶微分方程组的动力学模型难以全面表征系统运行的相空间及其动态演化规律，现有电网运行感知机制、安全认知机理与管控决策体系等一系列问题面临重大挑战。与此同时，以人工智能为代表的新一代信息技术蓬勃发展，正在成为驱动技术革命性突破和电网高质量发展的关键力量。为构建数字化、智能化、生态化的新质生产力形态，迫切需要以高水平科技自立自强为导向，以强化电力-信息深度融合为支撑，以“人工智能+”赋能赋效为抓手，来研究解决配电网面临的挑战。
2、目前围绕“人工智能+配电网”的探索实践进程如何，存在什么问题？
当前，学术界和产业界围绕“人工智能+配电网”，在智能感知、智能认知和智能决策等技术领域开展了有益探索。例如，针对源荷功率预测、电网状态估计、作业视频安监、客服语义解析等智能感知任务，形成了较成熟的应用成果；针对电网辅助规划、自主巡检运维、知识图谱构建等智能认知任务，开展了技术示范验证；针对运行调控、应急抢修、分布式能源交易等智能决策任务，进行了初步研究探索。
综合来看，现有人工智能研究多基于统计学习理论和数据驱动范式，主要依赖于大幅提高样本数量以降低其泛化风险，对开放、复杂、多变环境的适用性较差。然而，配电网规划、调控、运维等核心业务场景的有效样本数量往往有限，不仅要求降低人工智能算法在全域学习空间的统计泛化风险，而且要求在关键局部学习空间守住底线约束。这是当前限制人工智能技术规模化应用的一个根本性问题。
3、为推动配电网高质量发展，“人工智能+”需要重点开展哪些工作，发展前景如何？
为切实发挥“人工智能+”的数乘效应，需要把握配电网的物理特点和业务特征，坚持系统思维、强化需求牵引，在基础理论、关键场景和支撑体系等方面加强创新攻坚。基础理论层面，针对多维异质数据和时空耦合特征带来的学习器归纳偏差、灾难性遗忘等问题，发展配电网多模态自适应学习理论，实现学习器在有限样本下守住底线约束、优化全局性能。关键场景层面，针对电网故障诊断、设备健康评价等场景中样本分布不均、关键样本稀少等问题，要突破知识引导的少样本人工智能技术，实现高精度、可泛化的智能感知；针对定制化供电服务、互动问答等场景对计算结果灵活性、多样性的需求，要突破领域知识嵌入的生成式人工智能技术，实现可收敛、有意义的智能认知；针对运行调度、应急管控等场景对决策结果安全性、可靠性的需求，要突破物理知识约束的深度强化学习技术，实现可解释、鲁棒化的智能决策。支撑体系层面，要充分结合配电网数字基础设施，重点突破数据贯通、算力共享与隐私保护等问题，支撑开放环境下的智能能力持续提升。围绕这些关键问题，我们团队在国家重点研发计划、自然科学基金重点项目等支持下，提出数据-知识融合学习方法体系，构建设备统一信息模型及安全接入机制，突破源网荷数据共享交互及云边协同关键技术，研发具备分布式智能协同能力的装备系统，并在设备健康体检、智能配电站房、源荷预测控制等关键场景中获得了应用推广，为配电网数智化能力建设积累了经验。
未来，随着新型电力系统加快建设，能源电力信息物理融合特征更加鲜明，信息技术驱动新质生产力构建和电网高质量发展作用更加凸显。实现“人工智能+配电网”创新引领，将对发展分布式新能源、开辟科技创新新赛道、构建能源产业新格局产生重要价值。（刘萍）