美國(guó)國(guó)家工程院院士張東曉：實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略的關(guān)鍵在于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)

12月22日，2022網(wǎng)易未來大會(huì)創(chuàng)新力論壇在杭州舉行，一眾院士大咖相聚對(duì)量子、智能制造、醫(yī)療衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)等等話題展開討論。

 

美國(guó)國(guó)家工程院院士、東方理工高等研究院常務(wù)副院長(zhǎng)張東曉發(fā)表《智慧能源系統(tǒng)與科學(xué)機(jī)器學(xué)習(xí)》主題演講，圍繞能源科技革命及“雙碳”戰(zhàn)略、光功率預(yù)測(cè)技術(shù)、風(fēng)功率預(yù)測(cè)技術(shù)、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)、抽水蓄能電站智能選址技術(shù)展開介紹。

 

他提到，能源安全是關(guān)乎國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題，實(shí)現(xiàn)一次能源高效低成本開發(fā)，二次能源經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行，是維護(hù)能源安全的首要任務(wù)和基礎(chǔ)性工作。“雙碳”戰(zhàn)略的核心在于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一次能源高效低成本開發(fā)和二次能源經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。但可再生能源的不穩(wěn)定性提升并網(wǎng)難度，限制了其大規(guī)模應(yīng)用，核心在于供需平衡與穩(wěn)定功能，我們應(yīng)該由總量平衡轉(zhuǎn)向?qū)崟r(shí)平衡，比如說15分鐘級(jí)別6-72小時(shí)預(yù)測(cè)。

 

在張東曉看來，利用科學(xué)機(jī)器學(xué)習(xí)方法構(gòu)建具有物理常識(shí)的知識(shí)與數(shù)據(jù)雙驅(qū)動(dòng)的人工智能模型，這些模型相對(duì)于市場(chǎng)主流模型準(zhǔn)確率有大幅度的提升。另外，利用遷移學(xué)習(xí)等技術(shù)，可以基于短期歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，形成預(yù)測(cè)模型，將歷史數(shù)據(jù)需求從6個(gè)月降低至3周。同時(shí)，利用在線學(xué)習(xí)技術(shù)，自主適應(yīng)電站運(yùn)行情況，降低設(shè)備老化和故障對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的影響。用月度和日度的總量平衡轉(zhuǎn)向?qū)崟r(shí)平衡，比如15分鐘級(jí)別的預(yù)測(cè)。

 

他總結(jié)到，實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略的關(guān)鍵在于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，其核心在于供需平衡，特別是對(duì)供給，像光伏、風(fēng)能和需求（如電力負(fù)荷）進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。智慧能源系統(tǒng)需要綜合優(yōu)化調(diào)度、隨機(jī)建模、時(shí)空序列預(yù)測(cè)、多尺度分析和科學(xué)機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閉環(huán)優(yōu)化。

 

“通過將復(fù)雜的各個(gè)領(lǐng)域知識(shí)以及多種來源數(shù)據(jù)相互融合，可以構(gòu)建知識(shí)與數(shù)據(jù)雙驅(qū)動(dòng)模型，降低數(shù)據(jù)需求，提升可靠性與精度。智慧能源系統(tǒng)的關(guān)鍵就是剛才提到的知識(shí)嵌入和知識(shí)發(fā)現(xiàn)，智慧能源系統(tǒng)核心目標(biāo)就是通過科學(xué)機(jī)器學(xué)習(xí)中的知識(shí)嵌入與知識(shí)發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)智慧能源領(lǐng)域中知識(shí)與數(shù)據(jù)的閉環(huán)，發(fā)展新一代人工智能技術(shù)，助力能源科技革命和“雙碳”戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。”