8时15分，在南方电网一条千伏特高压直流线路上，电网运行中一个断面越限问题（处置不当可能会导致大规模停电）被调度员毫不迟疑地解决了。TA的手法很干脆，通过调整了调度范围内一个叫糯扎渡电厂的输电功率，输电网络的危机消弭于无形。
实际上，这是AI调度员基于真实的电力场景数据，在7天时间里无人驾驶电网时，处理和应对电网调度危机的一幕。2月17日举办的第四届电力调度AI应用大赛上，参赛队伍所开发出的AI智能调度能力已不输给真人。
大赛的评审之一，中国工程院院士、阿里云创始人王坚认为，过往人工智能发展的历史是在不断定义根本性问题。当机器的数据超越人的表现后，行业问题解决，学科也得到了发展。当下电网行业，AI应用大赛也正在定义新的问题，它蕴藏着推动学科进步和行业进化的力量。
作为南方电网数字电网建设的一部分，AI应用大赛正提升电力系统的人工智能应用水平，它所代表的“云+AI”创新趋势正牵引着“调度”这一电力行业最核心部门的进化。
这股数字创新浪潮始于2015年。历经几年打磨和酝酿，2019年7月基于阿里云飞天操作系统搭建的南网调度云正式投运。目前它支撑了南网200多个系统的稳定高效运行，也是南网调度系统在AI应用层持续创新的智能底座。
长达八年的系统工程背后，可以窥见云计算进千行百业的路径：长期主义和务实投入使得云平台顺利建成，行业深化用云又反向拉着云厂商产品能力提升和创新，最终推动了电力行业进入智能时代。
01 给最不能出错的环节加上智能防护
“接下来（15分钟内），你需要操控 （一个开关），在（某个时刻）再断开，达到（某个效果）后，再回到（某个状态）。”一个操着字正腔圆普通话的声音正在下达指令，语速不疾不徐。指令结束前，他继续要求，“请复述上述操作过程。”
接收指令的人对着通话设备复述流程后回复，“请总调确认”。
调度台的声音传回，“确认操作”。
在另一名操作员的监督下，接收指令的一方完成了操作过程，这一切都被监控系统记录了下来。
你可能以为这是航天飞机执行某关键动作时与后方指挥体系的对话，或是火箭发射点火前调度台与操作员的交流。
事实上，这是电网调度体系里总调对下级单位发出调度指令时的场景。这套与军队作业一样严谨，要求确保操作科学合理无误的操作流程，体现了电网调度作业对实时性、准确性和安全性的严苛要求。
这种9999级别的严苛与电力调度环节所承担的使命紧密相关。电能传输速度极快，几乎没有转化空间，产生后需要实时输配电，进入消费终端。因此，调度作业的职责需要实时配平一个动态平衡的等式，让区域范围内的发电功率动态平衡于全社会的用电需求。
作为全社会的基础设施，2020年中国平均供电可靠率为99.865%，普通人能够感知到的确定性背后，有一个庞大的产业在支撑。发电、输变电、配电，最后流入千家万户，点亮万家灯火。而贯穿所有环节的大脑就是电网的调度系统。
在南方电网，有很多来自国内外知名院校的高材生，他们每天三班倒，时刻盯紧这个动态等式。
等式的左边，南网所覆盖的五省生产电力机构生产出的电力并不如想象中恒定。
目前我国南方五省的电能供给分为火电、水电、风电、光伏和核电五种。随着国家的双碳政策调整，相关政策要求电力调度网络优先保障新能源清洁电能的消纳。这意味着风能和光伏这种分布式的不可计划、与实时气候变化密切相关的电能量源会日益在电力供应里占据更重要的位置，它增加了电网稳定运行的不确定性。
等式的右边，需求方的负荷预测也并不如想象中那么固定。社会经济发展带来的人口流动、移动设备增加和新型电动车的出现，社会面的负荷波动出现了各种变量。
简言之，电能量源由过去的集中开始走向分布，电能量流向也不再单一，给电网的稳定运行带来了巨大挑战。
配平等式还需要考虑电网设备运行的安全阈值。一旦电网在能承载范围内满负荷运行，突然出现的台风、暴雪等极端天气或偶发性不可抗力损害，就可能对电力网络和设备造成不可逆的损害，造成社会面大范围停电，影响经济社会的正常运转。此外，电力调度还需要考虑电能配送的成本。
综合来看，电网调度是一个永远在和突发、不确定及波动对抗，通过快速计算，实时地在绿色、经济和用电安全中平衡的团队。他们是时刻且永远在计算社会最优解并执行最优解的人。
正是这项工作极高的计算要求，电力调度系统内的有识之士开始探索把以人工智能为代表的新型计算技术和成果引入电力行业。
现在，新一代的人工智能技术正在引入到电网运行时不容有错的环节。
在开头这一幕颇具军事行动色彩的场景里，南网总调正在尝试用AI技术把过往行业专家们的最佳实践和操作规范沉淀成知识图谱，在具体操作环节，用云上运行的模拟仿真软件和语音视觉等智能技术，识别待操作指令能否达到既定目标，同时监督操作步骤合规与准确。
“出现紧急故障，恢复操作也将能自动生成，调度员操作就有了智能防护。”南方电网高级技术专家梁寿愚说。
南网的尝试并不是近期才开始。过去几年里这家肩负南方五省和保卫珠三角繁荣的电力基础设施提供方，已经和阿里云合作，将云计算、大数据和人工智能技术引入到了业务的最核心环节。
02 上云之前的日子
2019年8月，南网“调度云”投入生产运行，是当时全国电力行业里第一朵大规模建设的行业云。最核心的调度系统，秒级扩展计算资源（过去需要几个月）、即插即用，这在行业里引发了非常大的轰动。
了解内情的人知道，合作并非一蹴而就。双方的核心业务骨干为此花费了近三年时间，就上百项指标进行POC验证，水到渠成的结果。
南网总调团队第一次接触阿里云在2015年。那一年，阿里云刚开始举办云栖大会，云计算正在成为许多互联网企业进行IT部署的首选。在电力行业里，许多人对云计算尚且一无所知，一些听说过云计算的人，对这一新鲜事物的理解停留在虚拟化、云桌面等技术层面。
南方电网高级技术专家梁寿愚是行业里为数不多关注云计算的人。他从2003年毕业后一直在南网总调工作，深度参与过电网调度自动化系统的建设。梁是个技术控，沉迷于用技术解决业务问题。2012年他就试用过亚马逊的云计算产品，这项技术从那时进入他的视野。
与此同时，中国社会变迁带来的用电侧需求变化和蓬勃发展的新能源产业发展正在给电网调度带来新的考验。电力调度系统需要不断去建设一些小的系统验证新的业务形态和场景，传统IT建设模式已逐渐无法跟上未来的业务场景需求。
梁寿愚对新技术的关注和内部布道引发了南网总调部门内的好奇心，南网总调带了十几人的调研团在“双创”如火如荼的时节到了杭州。这次调研是一个契机，播下了阿里云的云计算技术进入电力行业的种子。不过，一颗种子种距离大树参天，还有一个漫长的过程。
在一个容错率很低、对安全极度关注的相对保守的行业里，推动核心业务上云并不容易。一边，懂技术的业务专家们在南网里技术布道，争取资源；另一边，双方的业务骨干花了近三年时间在做可行性验证（POC）。
梁寿愚还记得自己当时把阿里云副总裁拉到了广州珠江新城的南网总调大楼演讲。会议室里座无虚席，门口都被挤得水泄不通。
“那是一个情怀驱动的时期。”阿里云南方电力团队负责人周岚阳回忆，他参与了早期的POC阶段。
POC主要验证几个层面的指标：
·一是，观察云化基础设施支撑系统和业务时的快速响应性。当业务有需求的时候，能够以明显优于传统部署方式，快速地提供计算资源，支撑业务系统上线。
·二是，云上的工具箱比如存储、数据库和中间件等能力，能够快速支持业务开发，不需要去耗费精力解决原有的硬件和软件工具之间的衔接适配等，即插即用。
通过对100多个功能项的测试和验证后，云计算方案的先进性和安全性在业务场景里得到了证明。
三年投入中，双方的技术团队通过一个又一个的小尝试，产生了可以被看到的成果，逐步让双方都清晰地认识到云计算和电力调度的碰撞可以产生更多的价值，最终才真正推动了云计算在电力行业里的全面落地。
两个明显的价值让追求稳定的电力行业管理者愿意用云技术进行业务革新：
·一是，用了云以后所有的系统建设都不需要重复采购软硬件，直接在云上申请资源就可以建业务系统，这极大节省了开支，且明显支撑了业务系统的快速迭代升级。
·二是原有软件系统的性能能大幅提升。例如日前安全校核功能计算时间从过去的1小时缩短到10分钟。
03 智能底座：从上云到深入用云
2019年8月，南网调度云正式投运，到今天，这朵云上已经有200多个与调度相关的业务系统在稳定运行。
南网总调的专家技术团队将南网调度云至今的建设历程分为云部署、云原生和智能化三个阶段，上云为此后的业务系统性能提升，智能化应用创新打下了基础，云也逐渐成为了支持南网调度系统更加智能化发展的基础设施。
项目刚刚投运时一次性建设了300多台服务器资源，当时南网总调认为资源足够使用三年。2019年夏天完成部署，试运营周期到当年秋天，结果试运营期间就有几十个应用涌上了云，上线当年，70%的资源就被抢空。
2020年，南网调度云第一次扩容，2021年又建了云上的超算平台，随着业务的扩大，今年春节前双方完成新一波扩容后，规模已经超过了 1000台。云资源被业务部门争抢背后，是业务部门对经过云化改造后系统性能提升的认可，也是对云的使用场景更加深化的表现。
在上云阶段的主要工作是把原本跑在传统IOE上的架构给去掉，搬到了云上。云原生阶段则意味着，业务系统的架构方式发生了改变，中间件、存储和数据库等工具组件和云的能力都可以被模块化添加到云化的系统中。业务系统遭遇的掣肘就非常少，运行起来就更稳定，云上的软件系统性能也会提高。经过云原生改造，南网生态里ISV也能更快捷地为南网调度做应用开发创新。
云化SCADA系统是南网调度云上最早做的一个云原生的系统。2019年运行后，实现全网10kV及以上电压等级电网的监控功能，是业界第一个网、省、地主网一体化监视的大电网自动化系统，也是业界第一个可秒级扩展计算资源、即插即用模块化的电力调度自动化系统。经过云原生化改造，它从原本只能支持五六千个节点升级为可轻松支持十万级的节点，性能有了极大的提升。
随后，南网上线了国内电力行业首个云超算平台。基于基于云超算平台的气象精细化预测系统可提前7天预测台风动向，6小时短临天气预报最快每30分钟就可输出一次计算结果。
2022年3月，电力系统仿真软件（DSP）也被部署到南方电网调度云平台，云上的分布式并行计算把以往2～3小时的计算时间缩短至30～40秒，提速360倍。
