编辑部 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI
能源领域与AI结合的关键,在于建立仿真的AI模型。
就像汽车的自动驾驶系统一样,仿真模型能够以实时的方式运行,让生产过程中的决策变得智能化。
泛能网,新奥集团旗下新奥数能打造的能碳专业能力认知平台,如今已经靠AI实现了能源业务的智能化。
在技术转型的途中,传统的能源行业与AI结合的突破口是什么?
在MEET2025智能未来大会上,新奥能源副总裁、新奥数能科技有限公司总裁、机电工程正高级工程师——程路博士,为我们分享了他们的解决方案。
程路表示,把物理世界用“数字孪生”的方式搬到数字世界,形成AI仿真模型,会为能源行业带来巨大改变。
为了完整体现程路的思考,在不改变原意的基础上,量子位对演讲内容进行了编辑整理,希望能给你带来更多启发。
MEET 2025智能未来大会是由量子位主办的行业峰会,20余位产业代表与会讨论。线下参会观众1000+,线上直播观众320万+,获得了主流媒体的广泛关注与报道。
核心观点
能源革命有分布式可再生、清洁化等趋势,而科技是要更好地挖掘这些能量的价值,科技和能源结合演化的奇点已经离我们不远,在可预见的3到5年就会有革命性的爆发。
大模型的出现大幅降低了知识学习、沉淀和推理的成本,显著提升了效率,有望将普通人的认知水平提升至专家级别。
能源企业可通过选择现有大模型,结合行业机理模型、产业认知等进行训练,形成能源领域的专业大模型,实现决策、运营、交易等方面的智能化。
基于“数字孪生”的仿真模型是实现智能化的基石,可实现能源方案的一键智能生成和运行中的实时优化。
(以下为程路演讲全文)
“三到五年内,能源行业科技革命将再次爆发”
大家好,应该看我的着装就知道我来自于传统行业,我在传统的能源行业深耕了大概17年的时间。
我先简单介绍一下新奥集团,它是深耕能源行业35年的传统企业,从做天然气到综合能源,一直延续到一百零几个地级市都有我们的天然气管网和用户。
我们集团最大的资源,就是用户——现在有3000万的家庭用户,还有25万家的工商业用户。
刚才小冰的李笛先生介绍,当用户规模达到2000万,管理就成了一个难题。
而今天我们拥有更大规模的用户基础,那么如何去结合智能,如何去创造更大的价值,去实现更大的用户和企业的共赢,就成了关键问题。
我之前在央视有一个演讲,大概的意思是,其实能源的革命跟科技的革命是一脉相承的。
第一次科技革命,大家都知道是蒸汽机的革命,但背后其实是煤炭的革命。
相比以前的薪柴和煤,还有其他的基础能源,这次科技革命带来了蒸汽机和能量的高效利用。
第二次革命是我们都熟知的电力革命,以及由此带来的信息革命,背后是电的发明和广泛的应用。
到今天我们来到一个新的奇点,这个奇点是科技与能源相辅相成推动下实现的。
发生能源革命的表现是什么?
我们会发现有很多分布式、可再生、不像以前那么稳定的能源形式出现。这些大家都很熟悉,也都很清楚清洁化、再生化的趋势。
科技是要更好地去挖掘这些能量的价值,包括未来正在探索的可控核聚变等微型小型的能源站,都是到了科技和能源结合演化的奇点,我们认为这个奇点不远,在可见的三到五年就会有一个革命性的爆发。
能源结合大模型的关键,在选择和训练
今天我们依托客户资源,依托产业基础,开始思考如何将能源与AI结合。
这件事对我来说很有挑战,我们到底在人工智能方面做了些什么样的探索,或者做了什么样的实践以及贡献呢?
能源这个行业,大家都知道非常传统,也非常垂直。
要以AI改变一个这样非常传统、非常垂直,甚至数据都非常私域的行业,其实是蛮困难的。
过去我们能源行业也在结合很多的智能的算法,包括一些深度学习、强化学习,包括机器学习,都用的是一些模型+机理。
到今天,大模型到底会给我们带来一些什么样的改变,我们觉得主要有两个方面的。
第一个是让我们知识学习、沉淀和推理的成本大幅降低,或者效率大幅提升。
我们结合用大模型推演机理,再简化机理,把公式这些,过去所谓的输入输出,用大模型结合推导机理,效能能提升50%,这是很大的变化。
第二个大模型厉害的地方,就是前几天OpenAI发布了o1,它已经可以把大模型变成具有博士水平的人。
刚开始主持人介绍我是博士、机电工程正高级工程师的时候,我突然发现我马上就要被替代了。
大模型让很多普通人,或者是普通的认知水平的人,可以被拉齐到一个相对高的水平线,相当于博士的学习能力。
这两点怎么结合我们的产业基础,去改变我们客户的价值和客户的应用?
我们总结成了四个字——“选用训生”。
选是什么?我们不是做基础模型的公司,是做产业的。所以,我们会选现有的这些大模型,用它们结合能源领域的一些机理模型、产业认知,产业算法等,去训练这个领域的专业模型。
专业模型这件事过去我们觉得很难,需要大量的私域数据,但随着人工智能的发展,这件事变简单了,门槛变低了。
大家知道前不久OpenAI发布的o1模型,只需要有几千条参数对特定行业调参,就可以训练出意想不到的效果,这是我们以前认知不到的,这会对垂直行业带来巨大的改变。
通过这些训练,结合产业链海量的数据,新奥有宝贵的来自于25万家工商业用户的服务经验、海量物联测点、实时的数据等等。
这些结合刚才提到的开放模型,训练出专业大模型后,就可以做很多事情了。
比如,包括精准地预测天气对光伏、风电出力(输出功率)的影响;去分析荷源网储一体化优化,能量到底应该怎么传输,怎么去distribution,包括跟电网的互动交易,这些都会实时发生。
这些过程会要求算法足够精准,因为能源行业是不能出错的。
像我们今天在现场开这个会,如果突然这个灯全灭了、电停了,那将产生不可估量的损失。
训练产业的专业模型之后,我们会到具体的应用中,综合成三大智能——决策智能、运营智能、交易智能。
决策智能是做什么?简单说过去企业不知道什么样的能源方案最优,领导围绕方案应不应该批准的事常常遇见难题,而通过人工智能的辅助决策可以让这件事变得简单。AI会告诉他,这就是一个最优的方案,而且还能为他实时生成,降低了方案最优决策的门槛。
运营智能则是让与能源有关的管理和运行处在自治状态,比如让所有的新能源站,包括分布式的供能站,包括它与用能侧用户的结合等,都处在一个自治状态,不需要外界干预也可以让AI解决问题。
交易智能,更多是关于源网荷储,关于与电网的互动,包括现在的一些现货交易,碳的交易,让交易实时发生,同时也可以辅助你去做交易决策。
仿真模型是能源行业产生智能的基础
我们认为,智能产生的底座,来自于仿真的模型。
什么是仿真,仿真这件事提了很多年,过去我们搞能源的都会去探索仿真。
因为仿真可以省很多事,让企业不需要在物理世界先付出巨大的试错成本,就可以把参数调优,或者解决用户出现的问题。
仿真就是把物理世界用“数字孪生”的方式搬到数字世界,但这个“数字孪生”和跟平常看的3D不太一样,仿真是要带很多运行的边界条件,是要带机理,并以实时的方式运行。
我觉得这种仿真更像现在汽车的自动驾驶系统,外部会实时获取很多参数、变量数据。
能源领域也类似,大量参数、变量数据进入到AI大脑,仿真会运行实时需要处理的数据,同时预测下面会发生什么,这会带来几个改变。
第一是让所有的方案生成变得一键化、变得智能化,也就让决策这件事变得很简单。
因为当我把所有的物理世界投射到数字世界的时候,我会发现每一个边界条件的变化,都会形成我更优的方案去调整,整个过程很像一键定制。
另一个更重要的是运行的优化——当发现有任何变量和问题的时候,比如说下一秒来一片云彩,光伏出率(输出功率)随之发生10%衰减的时候,用户侧应该怎么调整,并网侧发生什么变化,以及如何跟储能的互动。
也就是说当任何变量发生的时候,它像车辆引导你驾驶一样,下一个路口应该右转,要避开行人。
能源系统进入这样一种状态的话,它会大幅度提高能源品质,降低损耗成本。
这件事听起来有点悬乎其悬,但我们认为垂直行业被AI颠覆这件事一定会发生。
下面我想通过几个具体场景案例跟大家分享,首先是一个印染工厂的案例。
印染厂是中国很典型的制造业生产场景,一排一排染缸串联在一起形成工厂的运行车间,主要完成的工作就是把色料染到布上。
染布工艺最核心是要控制染色的温度和染色的工艺,以及用什么样的布匹。
在染色时,有一个精准的控温曲线,但过去我们的自控系统靠的是“反馈调节”,也就是偏离以后再纠正的方式,呈现出的是一个锯齿状的温度跟随曲线。
今天我们人工智能怎么解决这个问题?
所有的云端算法都是在仿真世界里面预训练,不再依靠反馈调节,而是“预测调节”。
有很多模型,通过物理机理,对温度等物理量进行建模,用仿真大模型把传统加温通用知识沉淀起来,在云端通过AI算法不停预测,比如应该在五挡的时候开3秒、六档的时候开0.5秒……预测性地一点点下发策略和算法。
边侧是我们的智控一体机,把云端的算法做承接,形成算力去分发,指挥终端运行;终端则是就是燃烧器、控制器、染缸等最终的执行设备。
逻辑上说起来很简单,但一旦实现,对行业就是一种颠覆。
我们发现,靠AI和一些局域控制,就能节省25%的能源,同时还带来了染布的成品率的提升。
为什么会发生这件事?因为工艺温度跟随越好,工艺就越优良,可以说这样的举措形成了对周边工厂的降维打击,一下子拉开了30%的差距,这是非常可观的。
下一个案例关于酒店行业,酒店行业有一个很典型的特点——不管今天来1000人还是来一个人,屋里面的温度都是不会变化的。
这意味着主机房、冷机、循环水泵、冷却塔都是恒定运行状态,会带来巨大能源损失。
我们发现,人流量对顾客的体感舒适度有很重要的影响,在云端可以去训练压差-温差-流量模型,去控制一些很简单的操作,比如阀门的启停。
这些AI模型会结合环境温度、人流量、外部温度等等参数,来调整动态运行策略,下发到边侧,再用智控一体机控制一系列的终端。
在不用改变太多硬件设备的基础上,就可以带来大概20%的效率提升,这就是AI给我们创造的价值。
最后讲一个园区的案例,我们会发现园区里面很多时候同时有用能用户侧、光伏侧和储能侧,以前三者是存在争利的,比如光伏发电多的时候储能收益变低。
但今天,用AI算法可以把三者的利益统一,去调整三个不同利益主体的能量分布以及价值分布,在满足用电需求的同时,带来诸如光储8%收益提升。
这个数还是很可观的,因为我们靠光伏技术本身的进步,这么多年效能才提升10%,而AI调节的价值分配直接就能带来8%的收益。
我们当然不仅仅有这三个案例,还有很多生态合作伙伴,积累足够多用户数据,走向未来。
当我们有这么多数据沉淀、这么多场景用户,聚焦千行百业,有了更多智能算法,形成更强更优更快的仿真内核,以及跟大模型结合,那我们平台就是产业智能平台,会给千行百业的低碳清洁发展贡献我们的价值,谢谢大家!
— 完 —
点这里👇关注我,记得标星哦~