能源領域與 AI 結合的關鍵,在于建立仿真的 AI 模型。
就像汽車的自動駕駛系統一樣,仿真模型能夠以實時的方式運行,讓生産過程中的決策變得智能化。
泛能網,新奧集團旗下新奧數能打造的能碳專業能力認知平台,如今已經靠 AI 實現了能源業務的智能化。
在技術轉型的途中,傳統的能源行業與 AI 結合的突破口是什麽?
在 MEET2025 智能未來大會上,新奧能源副總裁、新奧數能科技有限公司總裁、機電工程正高級工程師——程路博士,爲我們分享了他們的解決方案。
程路表示,把物理世界用 " 數字孿生 " 的方式搬到數字世界,形成AI 仿真模型,會爲能源行業帶來巨大改變。
爲了完整體現程路的思考,在不改變原意的基礎上,量子位對演講内容進行了編輯整理,希望能給你帶來更多啓發。
MEET 2025 智能未來大會是由量子位主辦的行業峰會,20 餘位産業代表與會讨論。線下參會觀衆 1000+,線上直播觀衆 320 萬 +,獲得了主流媒體的廣泛關注與報道。
核心觀點
能源革命有分布式可再生、清潔化等趨勢,而科技是要更好地挖掘這些能量的價值,科技和能源結合演化的奇點已經離我們不遠,在可預見的 3 到 5 年就會有革命性的爆發。
大模型的出現大幅降低了知識學習、沉澱和推理的成本,顯著提升了效率,有望将普通人的認知水平提升至專家級别。
能源企業可通過選擇現有大模型,結合行業機理模型、産業認知等進行訓練,形成能源領域的專業大模型,實現決策、運營、交易等方面的智能化。
基于 " 數字孿生 " 的仿真模型是實現智能化的基石,可實現能源方案的一鍵智能生成和運行中的實時優化。
(以下爲程路演講全文)
" 三到五年内,能源行業科技革命将再次爆發 "
大家好,應該看我的着裝就知道我來自于傳統行業,我在傳統的能源行業深耕了大概 17 年的時間。
我先簡單介紹一下新奧集團,它是深耕能源行業 35 年的傳統企業,從做天然氣到綜合能源,一直延續到一百零幾個地級市都有我們的天然氣管網和用戶。
我們集團最大的資源,就是用戶——現在有 3000 萬的家庭用戶,還有 25 萬家的工商業用戶。
剛才小冰的李笛先生介紹,當用戶規模達到 2000 萬,管理就成了一個難題。
而今天我們擁有更大規模的用戶基礎,那麽如何去結合智能,如何去創造更大的價值,去實現更大的用戶和企業的共赢,就成了關鍵問題。
我之前在央視有一個演講,大概的意思是,其實能源的革命跟科技的革命是一脈相承的。
第一次科技革命,大家都知道是蒸汽機的革命,但背後其實是煤炭的革命。
相比以前的薪柴和煤,還有其他的基礎能源,這次科技革命帶來了蒸汽機和能量的高效利用。
第二次革命是我們都熟知的電力革命,以及由此帶來的信息革命,背後是電的發明和廣泛的應用。
到今天我們來到一個新的奇點,這個奇點是科技與能源相輔相成推動下實現的。
發生能源革命的表現是什麽?
我們會發現有很多分布式、可再生、不像以前那麽穩定的能源形式出現。這些大家都很熟悉,也都很清楚清潔化、再生化的趨勢。
科技是要更好地去挖掘這些能量的價值,包括未來正在探索的可控核聚變等微型小型的能源站,都是到了科技和能源結合演化的奇點,我們認爲這個奇點不遠,在可見的三到五年就會有一個革命性的爆發。
能源結合大模型的關鍵,在選擇和訓練
今天我們依托客戶資源,依托産業基礎,開始思考如何将能源與 AI 結合。
這件事對我來說很有挑戰,我們到底在人工智能方面做了些什麽樣的探索,或者做了什麽樣的實踐以及貢獻呢?
能源這個行業,大家都知道非常傳統,也非常垂直。
要以 AI 改變一個這樣非常傳統、非常垂直,甚至數據都非常私域的行業,其實是蠻困難的。
過去我們能源行業也在結合很多的智能的算法,包括一些深度學習、強化學習,包括機器學習,都用的是一些模型 + 機理。
到今天,大模型到底會給我們帶來一些什麽樣的改變,我們覺得主要有兩個方面的。
第一個是讓我們知識學習、沉澱和推理的成本大幅降低,或者效率大幅提升。
我們結合用大模型推演機理,再簡化機理,把公式這些,過去所謂的輸入輸出,用大模型結合推導機理,效能能提升 50%,這是很大的變化。
第二個大模型厲害的地方,就是前幾天 OpenAI 發布了 o1,它已經可以把大模型變成具有博士水平的人。
剛開始主持人介紹我是博士、機電工程正高級工程師的時候,我突然發現我馬上就要被替代了。
大模型讓很多普通人,或者是普通的認知水平的人,可以被拉齊到一個相對高的水平線,相當于博士的學習能力。
這兩點怎麽結合我們的産業基礎,去改變我們客戶的價值和客戶的應用?
我們總結成了四個字—— "選用訓生"。
選是什麽?我們不是做基礎模型的公司,是做産業的。所以,我們會選現有的這些大模型,用它們結合能源領域的一些機理模型、産業認知,産業算法等,去訓練這個領域的專業模型。
專業模型這件事過去我們覺得很難,需要大量的私域數據,但随着人工智能的發展,這件事變簡單了,門檻變低了。
大家知道前不久 OpenAI 發布的 o1 模型,隻需要有幾千條參數對特定行業調參,就可以訓練出意想不到的效果,這是我們以前認知不到的,這會對垂直行業帶來巨大的改變。
通過這些訓練,結合産業鏈海量的數據,新奧有寶貴的來自于 25 萬家工商業用戶的服務經驗、海量物聯測點、實時的數據等等。
這些結合剛才提到的開放模型,訓練出專業大模型後,就可以做很多事情了。
比如,包括精準地預測天氣對光伏、風電出力(輸出功率)的影響;去分析荷源網儲一體化優化,能量到底應該怎麽傳輸,怎麽去 distribution,包括跟電網的互動交易,這些都會實時發生。
這些過程會要求算法足夠精準,因爲能源行業是不能出錯的。
像我們今天在現場開這個會,如果突然這個燈全滅了、電停了,那将産生不可估量的損失。
訓練産業的專業模型之後,我們會到具體的應用中,綜合成三大智能——決策智能、運營智能、交易智能。
決策智能是做什麽?簡單說過去企業不知道什麽樣的能源方案最優,領導圍繞方案應不應該批準的事常常遇見難題,而通過人工智能的輔助決策可以讓這件事變得簡單。AI 會告訴他,這就是一個最優的方案,而且還能爲他實時生成,降低了方案最優決策的門檻。
運營智能則是讓與能源有關的管理和運行處在自治狀态,比如讓所有的新能源站,包括分布式的供能站,包括它與用能側用戶的結合等,都處在一個自治狀态,不需要外界幹預也可以讓 AI 解決問題。
交易智能,更多是關于源網荷儲,關于與電網的互動,包括現在的一些現貨交易,碳的交易,讓交易實時發生,同時也可以輔助你去做交易決策。
仿真模型是能源行業産生智能的基礎
我們認爲,智能産生的底座,來自于仿真的模型。
什麽是仿真,仿真這件事提了很多年,過去我們搞能源的都會去探索仿真。
因爲仿真可以省很多事,讓企業不需要在物理世界先付出巨大的試錯成本,就可以把參數調優,或者解決用戶出現的問題。
仿真就是把物理世界用 " 數字孿生 " 的方式搬到數字世界,但這個 " 數字孿生 " 和跟平常看的 3D 不太一樣,仿真是要帶很多運行的邊界條件,是要帶機理,并以實時的方式運行。
我覺得這種仿真更像現在汽車的自動駕駛系統,外部會實時獲取很多參數、變量數據。
能源領域也類似,大量參數、變量數據進入到 AI 大腦,仿真會運行實時需要處理的數據,同時預測下面會發生什麽,這會帶來幾個改變。
第一是讓所有的方案生成變得一鍵化、變得智能化,也就讓決策這件事變得很簡單。
因爲當我把所有的物理世界投射到數字世界的時候,我會發現每一個邊界條件的變化,都會形成我更優的方案去調整,整個過程很像一鍵定制。
另一個更重要的是運行的優化——當發現有任何變量和問題的時候,比如說下一秒來一片雲彩,光伏出率(輸出功率)随之發生 10% 衰減的時候,用戶側應該怎麽調整,并網側發生什麽變化,以及如何跟儲能的互動。
也就是說當任何變量發生的時候,它像車輛引導你駕駛一樣,下一個路口應該右轉,要避開行人。
能源系統進入這樣一種狀态的話,它會大幅度提高能源品質,降低損耗成本。
這件事聽起來有點懸乎其懸,但我們認爲垂直行業被 AI 颠覆這件事一定會發生。
下面我想通過幾個具體場景案例跟大家分享,首先是一個印染工廠的案例。
印染廠是中國很典型的制造業生産場景,一排一排染缸串聯在一起形成工廠的運行車間,主要完成的工作就是把色料染到布上。
染布工藝最核心是要控制染色的溫度和染色的工藝,以及用什麽樣的布匹。
在染色時,有一個精準的控溫曲線,但過去我們的自控系統靠的是 " 反饋調節 ",也就是偏離以後再糾正的方式,呈現出的是一個鋸齒狀的溫度跟随曲線。
今天我們人工智能怎麽解決這個問題?
所有的雲端算法都是在仿真世界裏面預訓練,不再依靠反饋調節,而是 " 預測調節 "。
有很多模型,通過物理機理,對溫度等物理量進行建模,用仿真大模型把傳統加溫通用知識沉澱起來,在雲端通過 AI 算法不停預測,比如應該在五擋的時候開 3 秒、六檔的時候開 0.5 秒……預測性地一點點下發策略和算法。
邊側是我們的智控一體機,把雲端的算法做承接,形成算力去分發,指揮終端運行;終端則是就是燃燒器、控制器、染缸等最終的執行設備。
邏輯上說起來很簡單,但一旦實現,對行業就是一種颠覆。
我們發現,靠 AI 和一些局域控制,就能節省 25% 的能源,同時還帶來了染布的成品率的提升。
爲什麽會發生這件事?因爲工藝溫度跟随越好,工藝就越優良,可以說這樣的舉措形成了對周邊工廠的降維打擊,一下子拉開了 30% 的差距,這是非常可觀的。
下一個案例關于酒店行業,酒店行業有一個很典型的特點——不管今天來 1000 人還是來一個人,屋裏面的溫度都是不會變化的。
這意味着主機房、冷機、循環水泵、冷卻塔都是恒定運行狀态,會帶來巨大能源損失。
我們發現,人流量對顧客的體感舒适度有很重要的影響,在雲端可以去訓練壓差 - 溫差 - 流量模型,去控制一些很簡單的操作,比如閥門的啓停。
這些 AI 模型會結合環境溫度、人流量、外部溫度等等參數,來調整動态運行策略,下發到邊側,再用智控一體機控制一系列的終端。
在不用改變太多硬件設備的基礎上,就可以帶來大概 20% 的效率提升,這就是 AI 給我們創造的價值。
最後講一個園區的案例,我們會發現園區裏面很多時候同時有用能用戶側、光伏側和儲能側,以前三者是存在争利的,比如光伏發電多的時候儲能收益變低。
但今天,用 AI 算法可以把三者的利益統一,去調整三個不同利益主體的能量分布以及價值分布,在滿足用電需求的同時,帶來諸如光儲 8% 收益提升。
這個數還是很可觀的,因爲我們靠光伏技術本身的進步,這麽多年效能才提升 10%,而 AI 調節的價值分配直接就能帶來 8% 的收益。
我們當然不僅僅有這三個案例,還有很多生态合作夥伴,積累足夠多用戶數據,走向未來。
當我們有這麽多數據沉澱、這麽多場景用戶,聚焦千行百業,有了更多智能算法,形成更強更優更快的仿真内核,以及跟大模型結合,那我們平台就是産業智能平台,會給千行百業的低碳清潔發展貢獻我們的價值,謝謝大家!
— 完 —
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