6月11日，中國(guó)電科院正式發(fā)布面向電力系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景的氣象大模型——“璣衡”。該模型可在數(shù)分鐘內(nèi)完成未來(lái)10天的全球氣象預(yù)報(bào)，電力關(guān)鍵氣象要素預(yù)報(bào)精度達(dá)到國(guó)際第一梯隊(duì)水平。

隨著氣候變化和新能源裝機(jī)占比持續(xù)提升，氣象條件已成為影響電力系統(tǒng)“發(fā)、輸、配、用”各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵變量。然而，現(xiàn)有預(yù)報(bào)手段面臨雙重困境：傳統(tǒng)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)（NWP）依賴大規(guī)模計(jì)算集群，時(shí)效性低且難以高頻更新；通用氣象大模型雖突破了傳統(tǒng)預(yù)報(bào)范式，卻因訓(xùn)練和推理數(shù)據(jù)集局限，在電力應(yīng)用場(chǎng)景中仍面臨精度不達(dá)標(biāo)、適配性不足等挑戰(zhàn)。

針對(duì)上述行業(yè)痛點(diǎn)，中國(guó)電科院聯(lián)合中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、海光信息技術(shù)股份有限公司組建跨學(xué)科攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)一年成功研發(fā)“璣衡”電力氣象大模型。

在模型架構(gòu)方面，“璣衡”采用編解碼對(duì)稱架構(gòu)：編碼器通過(guò)滑動(dòng)窗口注意力機(jī)制捕捉跨區(qū)域長(zhǎng)距離氣象依賴，解碼器通過(guò)緯度余弦加權(quán)、高空分層加權(quán)、多要素加權(quán)三重?fù)p失函數(shù)設(shè)計(jì)，顯著提升了預(yù)報(bào)精度與穩(wěn)定性。模型構(gòu)建了“全球-全國(guó)-省域”三級(jí)嵌套級(jí)聯(lián)陣列，通過(guò)知識(shí)、結(jié)構(gòu)、參數(shù)的逐級(jí)傳遞，滿足風(fēng)電、光伏場(chǎng)站級(jí)的精細(xì)化預(yù)報(bào)需求，將省域空間分辨率提升至3×3公里，支持近地面三維風(fēng)場(chǎng)、輻照度、覆冰等10余種電網(wǎng)重點(diǎn)關(guān)注的氣象要素。

在數(shù)據(jù)基座方面，“璣衡”實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)突破：首次完成“電力-氣象”跨領(lǐng)域觀測(cè)數(shù)據(jù)的有效整合，提出物理神經(jīng)算子驅(qū)動(dòng)的智能同化方法，構(gòu)建了歷史長(zhǎng)期高精度電力氣象再分析數(shù)據(jù)集。這意味著模型從訓(xùn)練階段就嵌入了電力場(chǎng)景的先驗(yàn)知識(shí)，而非簡(jiǎn)單復(fù)用通用氣象數(shù)據(jù)。同時(shí)，“璣衡”針對(duì)臺(tái)風(fēng)、寒潮等10余類電力系統(tǒng)高影響天氣進(jìn)行了專項(xiàng)優(yōu)化，有效解決了通用氣象大模型在極端天氣過(guò)程中的“均態(tài)化”問(wèn)題。

“璣衡”之名，源于北斗七星中的“天璣”與“玉衡”，亦取意于我國(guó)古代測(cè)定天體位置的天文儀器，寓意以精準(zhǔn)氣象預(yù)報(bào)指引新型電力系統(tǒng)的運(yùn)行。目前，“璣衡”預(yù)報(bào)結(jié)果已接入全國(guó)新能源集中預(yù)測(cè)平臺(tái)與極端天氣預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)兩大核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示，采用“璣衡”氣象源后，70%以上的新能源場(chǎng)站功率預(yù)測(cè)精度得到提升，最大偏差降低3至7個(gè)百分點(diǎn)；在極端天氣預(yù)警方面，其對(duì)天氣極端性的預(yù)報(bào)更為準(zhǔn)確。配套的可視化平臺(tái)已實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)結(jié)果的動(dòng)態(tài)跟蹤與性能比對(duì)，標(biāo)志著“璣衡”完成從模型推理到業(yè)務(wù)應(yīng)用的全鏈路貫通。