“算力+能源”支撐能源行業(yè)發(fā)展

■ 國(guó)家信息中心信息化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展部主任、研究員 單志廣

算力是集信息計(jì)算力、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)載力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)力于一體的新型生產(chǎn)力，主要通過(guò)算力基礎(chǔ)設(shè)施向社會(huì)提供服務(wù)。算力基礎(chǔ)設(shè)施是新型信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，呈現(xiàn)多元泛在、智能敏捷、安全可靠、綠色低碳等特征。

工信部等6 部門日前聯(lián)合印發(fā)《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，提出“算力+能源”，加快建設(shè)能源算力應(yīng)用中心，支撐能源智能生產(chǎn)調(diào)度體系，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷互動(dòng)、多能協(xié)同互補(bǔ)及用能需求智能調(diào)控。電能作為能源供給體系的核心，與算力共同作為支撐能源轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略資源和新型基礎(chǔ)設(shè)施，將有效帶動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)模式創(chuàng)新，促進(jìn)能源行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型和能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

構(gòu)建能源算力應(yīng)用中心賦能新型電力系統(tǒng)建設(shè)

當(dāng)前，算力已成為推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。人工智能、量子計(jì)算、類腦計(jì)算等新技術(shù)與計(jì)算產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，拓展了全方位的計(jì)算能力，數(shù)據(jù)的泛在分布推動(dòng)計(jì)算從云端向物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算逐步普及。以算力為核心融合大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)，與智慧能源、智能制造、智慧城市、智慧醫(yī)療、智能交通等領(lǐng)域協(xié)同聯(lián)動(dòng)。

新型電力系統(tǒng)是以數(shù)字信息技術(shù)為重要驅(qū)動(dòng)，以新能源為主體的電力系統(tǒng)，是新型能源體系的重要組成和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵載體。伴隨全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系和“東數(shù)西算”工程的實(shí)施，推動(dòng)數(shù)據(jù)資源作為新型生產(chǎn)要素的充分流通和使用，“算力+能源”融合發(fā)展成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的必然要求。基于“云大物移智鏈邊”等先進(jìn)數(shù)字信息技術(shù)在電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的廣泛應(yīng)用，面對(duì)的數(shù)據(jù)采集、處理量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，對(duì)算力的需求也顯著增加。依托分布式邊緣算力和集中式大規(guī)模算力，打通源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)間的信息壁壘，通過(guò)能源流、信息流與業(yè)務(wù)流的深度融合，增強(qiáng)電力系統(tǒng)“可觀、可測(cè)、可控”能力，根據(jù)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)需求，精準(zhǔn)實(shí)施海量異構(gòu)資源的廣泛接入、密集交互和統(tǒng)籌調(diào)度，支撐源網(wǎng)荷儲(chǔ)海量分散對(duì)象協(xié)同運(yùn)行和多種市場(chǎng)機(jī)制下系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)行狀態(tài)的精準(zhǔn)感知和調(diào)節(jié)，推動(dòng)以電力為核心的能源體系實(shí)現(xiàn)多種能源的高效轉(zhuǎn)化和利用。

搭建能源行業(yè)大模型賦能行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景

構(gòu)筑智慧能源“大腦”。人工智能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)之一，相關(guān)應(yīng)用需求快速增長(zhǎng)，但由于人工智能技術(shù)門檻高、樣本獲取難、研發(fā)成本高等因素一直制約著能源電力行業(yè)利用人工智能技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?；谀茉粗撬阒行?，開發(fā)、訓(xùn)練面向普通用戶、電力市場(chǎng)專業(yè)用戶、行業(yè)員工等不同用戶群體，客服服務(wù)、輸電配電、電力調(diào)度等不同業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景的電力大模型，構(gòu)筑智慧能源“大腦”。例如，電力大模型以AI 技術(shù)全面賦能電力的“發(fā)輸變配用”等環(huán)節(jié)，可有效助力電力行業(yè)增質(zhì)提效、安全可靠。在發(fā)電環(huán)節(jié)，能源大模型可通過(guò)人工智能技術(shù)構(gòu)建智慧虛擬電廠，聚合分布式發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)預(yù)測(cè)大模型、決策大模型，進(jìn)行發(fā)電量精確預(yù)測(cè)、協(xié)同、控制和優(yōu)化。在輸配電環(huán)節(jié)，能源大模型還可全面賦能電網(wǎng)調(diào)度、變電站巡檢運(yùn)維智能化，實(shí)現(xiàn)輸配電網(wǎng)路的智能運(yùn)維、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)故障預(yù)測(cè)與診斷，提升運(yùn)維效率。在用戶側(cè)，能源大模型可為用電客戶提供基于大語(yǔ)言模型技術(shù)的智能客服，打造人性化、24 小時(shí)全天候服務(wù)，并助力用戶精準(zhǔn)分析自身用電行為、高耗電環(huán)節(jié)、提升用電效率。匯聚能源數(shù)據(jù)集、模型庫(kù)、訓(xùn)練環(huán)境、算力等資源，實(shí)現(xiàn)按需調(diào)用算力資源，以大模型強(qiáng)化應(yīng)用，促進(jìn)形成全面服務(wù)電力行業(yè)上下游生態(tài)的體系化服務(wù)能力。

創(chuàng)新人工智能應(yīng)用生態(tài)。依托能源智算應(yīng)用中心和一體集成并能靈活調(diào)度各類算力資源，以開放生態(tài)方式調(diào)動(dòng)社會(huì)力量參與電力應(yīng)用場(chǎng)景建設(shè)，充分利用人工智能技術(shù)賦能，聚焦新型電力系統(tǒng)建設(shè)中痛點(diǎn)問(wèn)題的解決，豐富能源行業(yè)大模型應(yīng)用場(chǎng)景，聯(lián)合上下游相關(guān)方，打造更好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。人工智能技術(shù)對(duì)于加快推進(jìn)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè)意義重大，只有共同構(gòu)筑協(xié)同創(chuàng)新的人工智能應(yīng)用生態(tài)，才能更好地助力能源電力行業(yè)數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型，推進(jìn)能源行業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展。

算力+能源乘數(shù)效應(yīng)融合發(fā)展重在融合

“算力+能源”協(xié)同助力算力經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展。我國(guó)算力版圖中東部占比60%、西部占比僅為20%，東部遠(yuǎn)高于西部。而從算力資源和能源資源的空間分布潛力來(lái)看，西部潛力遠(yuǎn)高于東部。隨著人工智能的普及應(yīng)用以及算法模型參數(shù)量和復(fù)雜度不斷提升，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)吞吐量、計(jì)算量不斷增長(zhǎng)，用能需求也隨之增長(zhǎng)。算力需求與能源資源分布日益呈現(xiàn)空間不均衡態(tài)勢(shì)，東西部算力與能源資源供需失衡挑戰(zhàn)突出。建設(shè)數(shù)據(jù)中心需要大量電力資源，東部資源日趨緊張，而西部土地廣闊、電價(jià)便宜、能源尤其是綠色能源豐富。通過(guò)“東數(shù)西算”工程，合理引導(dǎo)算力資源空間再配置，與能源供給格局更加適配，可充分化解算力資源能源供需矛盾，不僅能節(jié)約“西電東送”的成本，還能提高對(duì)西部光伏、風(fēng)電等綠色能源的使用。提升數(shù)據(jù)中心集群可再生能源使用率，助力“碳中和、碳達(dá)峰”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)算力經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展。此外，圍繞“算力+能源”統(tǒng)籌規(guī)劃，優(yōu)化供配電網(wǎng)架與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)算力網(wǎng)、通信網(wǎng)、電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展，有望實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流與能量流協(xié)同的格局。通過(guò)用能數(shù)據(jù)與算力數(shù)據(jù)交叉比對(duì)、智能分析，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行狀態(tài)，提升用能效率。

“算力+能源”協(xié)同助力能源經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展。隨著電力市場(chǎng)化持續(xù)推進(jìn)，逐步進(jìn)行現(xiàn)貨實(shí)時(shí)結(jié)算。電力現(xiàn)貨運(yùn)行常態(tài)化，對(duì)電量結(jié)算的算力和系統(tǒng)提出了更高的要求。依托算力支撐，幫助電力企業(yè)和用戶精準(zhǔn)預(yù)測(cè)負(fù)荷動(dòng)態(tài)、電價(jià)變化，促進(jìn)供需兩側(cè)精準(zhǔn)匹配，通過(guò)統(tǒng)籌全系統(tǒng)資源調(diào)節(jié)，依托大電網(wǎng)資源配置能力和各地區(qū)錯(cuò)峰效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)基于電力市場(chǎng)交易的新能源遠(yuǎn)程集控和多能互補(bǔ)，有效解決新能源消納、跨省跨區(qū)資源調(diào)度等制約新能源行業(yè)發(fā)展的突出“痛點(diǎn)”。

未來(lái)，推動(dòng)“算力+能源”融合發(fā)展重在“融合”，著力點(diǎn)主要有四個(gè)方面：

首先，做好算力設(shè)施的統(tǒng)籌、銜接和配合，強(qiáng)化算力資源和能源的深度融合，形成合理分工、科學(xué)聯(lián)動(dòng)、高效協(xié)作機(jī)制。在業(yè)務(wù)層面上做好供需匹配和精準(zhǔn)對(duì)接，形成真正的應(yīng)用需求供給和可持續(xù)的長(zhǎng)效動(dòng)力機(jī)制。

其次，推進(jìn)電力系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)等數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施融合升級(jí)，提高能源電力全環(huán)節(jié)全息感知能力，推動(dòng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)、柔性控制。推動(dòng)各類能源互聯(lián)互通、互濟(jì)互動(dòng)，支撐新能源發(fā)電、新型儲(chǔ)能、多元化負(fù)荷大規(guī)模友好接入，提升分布式能源和微電網(wǎng)接入互動(dòng)能力。

再次，不斷激發(fā)算力“引擎”賦能效應(yīng)。創(chuàng)新應(yīng)用“云大物移智鏈邊”等技術(shù)，加快信息采集、感知、處理、應(yīng)用等環(huán)節(jié)建設(shè)，推進(jìn)各能源品種數(shù)據(jù)共享和價(jià)值挖掘，創(chuàng)新應(yīng)用人工智能，豐富能源行業(yè)大模型應(yīng)用，構(gòu)建完整的“算力+能源”生態(tài)圈。

最后，推動(dòng)各級(jí)各類能源云平臺(tái)建設(shè)，強(qiáng)化完善新能源資源優(yōu)化、碳中和支撐服務(wù)、新能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、新型電力系統(tǒng)科技創(chuàng)新等功能，接入各類能源數(shù)據(jù)，匯聚能源全產(chǎn)業(yè)鏈信息，推進(jìn)數(shù)字流與能源電力流深度融合，統(tǒng)一匯聚與共享應(yīng)用，打造電力市場(chǎng)服務(wù)生態(tài)體系，全方位支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。