“算力+能源”支撐能源行業(yè)發(fā)展

■ 國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

算力是集信息計算力、網(wǎng)絡運載力、數(shù)據(jù)存儲力于一體的新型生產(chǎn)力，主要通過算力基礎設施向社會提供服務。算力基礎設施是新型信息基礎設施的重要組成部分，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)《算力基礎設施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》，提出“算力+能源”，加快建設能源算力應用中心，支撐能源智能生產(chǎn)調(diào)度體系，實現(xiàn)源網(wǎng)荷互動、多能協(xié)同互補及用能需求智能調(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型的重要戰(zhàn)略資源和新型基礎設施，將有效帶動能源生產(chǎn)和消費模式創(chuàng)新，促進能源行業(yè)綠色低碳轉型和能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

構建能源算力應用中心賦能新型電力系統(tǒng)建設

當前，算力已成為推動我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。人工智能、量子計算、類腦計算等新技術與計算產(chǎn)業(yè)相結合，拓展了全方位的計算能力，數(shù)據(jù)的泛在分布推動計算從云端向物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算逐步普及。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，與智慧能源、智能制造、智慧城市、智慧醫(yī)療、智能交通等領域協(xié)同聯(lián)動。

新型電力系統(tǒng)是以數(shù)字信息技術為重要驅動，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現(xiàn)“雙碳”目標的關鍵載體。伴隨全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系和“東數(shù)西算”工程的實施，推動數(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”等先進數(shù)字信息技術在電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的廣泛應用，面對的數(shù)據(jù)采集、處理量呈指數(shù)級增長，對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)荷儲各環(huán)節(jié)間的信息壁壘，通過能源流、信息流與業(yè)務流的深度融合，增強電力系統(tǒng)“可觀、可測、可控”能力，根據(jù)動態(tài)業(yè)務需求，精準實施海量異構資源的廣泛接入、密集交互和統(tǒng)籌調(diào)度，支撐源網(wǎng)荷儲海量分散對象協(xié)同運行和多種市場機制下系統(tǒng)復雜運行狀態(tài)的精準感知和調(diào)節(jié)，推動以電力為核心的能源體系實現(xiàn)多種能源的高效轉化和利用。

搭建能源行業(yè)大模型賦能行業(yè)應用場景

構筑智慧能源“大腦”。人工智能是構建新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)電力數(shù)字化轉型的核心技術之一，相關應用需求快速增長，但由于人工智能技術門檻高、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)利用人工智能技術賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。基于能源智算中心，開發(fā)、訓練面向普通用戶、電力市場專業(yè)用戶、行業(yè)員工等不同用戶群體，客服服務、輸電配電、電力調(diào)度等不同業(yè)務應用場景的電力大模型，構筑智慧能源“大腦”。例如，電力大模型以AI 技術全面賦能電力的“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)，能源大模型可通過人工智能技術構建智慧虛擬電廠，聚合分布式發(fā)電系統(tǒng)，通過預測大模型、決策大模型，進行發(fā)電量精確預測、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、變電站巡檢運維智能化，實現(xiàn)輸配電網(wǎng)路的智能運維、狀態(tài)監(jiān)測、精準故障預測與診斷，提升運維效率。在用戶側，能源大模型可為用電客戶提供基于大語言模型技術的智能客服，打造人性化、24 小時全天候服務，并助力用戶精準分析自身用電行為、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、訓練環(huán)境、算力等資源，實現(xiàn)按需調(diào)用算力資源，以大模型強化應用，促進形成全面服務電力行業(yè)上下游生態(tài)的體系化服務能力。

創(chuàng)新人工智能應用生態(tài)。依托能源智算應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)動社會力量參與電力應用場景建設，充分利用人工智能技術賦能，聚焦新型電力系統(tǒng)建設中痛點問題的解決，豐富能源行業(yè)大模型應用場景，聯(lián)合上下游相關方，打造更好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。人工智能技術對于加快推進構建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設意義重大，只有共同構筑協(xié)同創(chuàng)新的人工智能應用生態(tài)，才能更好地助力能源電力行業(yè)數(shù)字化智能化轉型，推進能源行業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展。

算力+能源乘數(shù)效應融合發(fā)展重在融合

“算力+能源”協(xié)同助力算力經(jīng)濟綠色發(fā)展。我國算力版圖中東部占比60%、西部占比僅為20%，東部遠高于西部。而從算力資源和能源資源的空間分布潛力來看，西部潛力遠高于東部。隨著人工智能的普及應用以及算法模型參數(shù)量和復雜度不斷提升，數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)吞吐量、計算量不斷增長，用能需求也隨之增長。算力需求與能源資源分布日益呈現(xiàn)空間不均衡態(tài)勢，東西部算力與能源資源供需失衡挑戰(zhàn)突出。建設數(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、電價便宜、能源尤其是綠色能源豐富。通過“東數(shù)西算”工程，合理引導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，還能提高對西部光伏、風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、碳達峰”目標實現(xiàn)，推動算力經(jīng)濟綠色發(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)絡基礎設施，推動算力網(wǎng)、通信網(wǎng)、電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展，有望實現(xiàn)數(shù)據(jù)流與能量流協(xié)同的格局。通過用能數(shù)據(jù)與算力數(shù)據(jù)交叉比對、智能分析，可實時監(jiān)測數(shù)據(jù)中心運行狀態(tài)，提升用能效率。

“算力+能源”協(xié)同助力能源經(jīng)濟綠色發(fā)展。隨著電力市場化持續(xù)推進，逐步進行現(xiàn)貨實時結算。電力現(xiàn)貨運行常態(tài)化，對電量結算的算力和系統(tǒng)提出了更高的要求。依托算力支撐，幫助電力企業(yè)和用戶精準預測負荷動態(tài)、電價變化，促進供需兩側精準匹配，通過統(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)錯峰效應，實現(xiàn)基于電力市場交易的新能源遠程集控和多能互補，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”。

未來，推動“算力+能源”融合發(fā)展重在“融合”，著力點主要有四個方面：

首先，做好算力設施的統(tǒng)籌、銜接和配合，強化算力資源和能源的深度融合，形成合理分工、科學聯(lián)動、高效協(xié)作機制。在業(yè)務層面上做好供需匹配和精準對接，形成真正的應用需求供給和可持續(xù)的長效動力機制。

其次，推進電力系統(tǒng)和網(wǎng)絡、計算、存儲等數(shù)字基礎設施融合升級，提高能源電力全環(huán)節(jié)全息感知能力，推動源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動、柔性控制。推動各類能源互聯(lián)互通、互濟互動，支撐新能源發(fā)電、新型儲能、多元化負荷大規(guī)模友好接入，提升分布式能源和微電網(wǎng)接入互動能力。

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

最后，推動各級各類能源云平臺建設，強化完善新能源資源優(yōu)化、碳中和支撐服務、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，推進數(shù)字流與能源電力流深度融合，統(tǒng)一匯聚與共享應用，打造電力市場服務生態(tài)體系，全方位支撐經(jīng)濟社會發(fā)展。