http://www.scol.com.cn(2023-5-15 8:35:21) 编辑：盛飞
| 编者按
以chatgpt为代表的生成式人工智能技术进步，再次引发全球对新一代人工智能技术的广泛关注。而我们迫切希望知道，新的技术突破会催生出怎样的新应用、新产品、新产业、新业态、新模式？用好新一代人工智能技术，会对四川既有产业发展带来哪些生产方式变革？其中又蕴藏着促使生产力跃升的哪些新机遇？本期川观智库邀请专家从不同领域进行分析解读，敬请关注。 去年夏季，四川成为极端高温少雨天气下限产限电的主要影响地区。这背后既有极端天气、煤价上行等原因，同时也有风光水等可再生能源发电占比提升、多元负荷加速接入的新挑战——以电力为核心的能源体系，正面临着由传统转向现代的结构性变化。 在此背景下，如何平抑发电、用电两端的波动性，对于新型电力体系的保障安全稳定运行就成为一个关键性问题。今年3月，国家能源局发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》，针对发电、电网、煤炭、油气、能源消费等各环节、各领域提出数字化智能化转型升级发展的意见。笔者认为，新一代人工智能技术，尤其是近期以chatgpt为代表的生成式人工智能技术，是推动能源体系数字化智能化转型升级的一项关键技术，将帮助四川能源体系有效应对上述挑战，进而为构建现代能源体系提供强大重要引擎。 一个新趋势：智能化正在渗透能源行业的各个角落 以人工智能技术推动能源体系智能化发展，四川有条件、有需求。 一方面，我省有相关产业基础。全省水力资源可开发量1.48亿千瓦，居全国第二，风能、太阳能可开发量分别达1800万千瓦以上、8500万千瓦以上。四川是全国清洁能源装备产业体系最完整、技术最先进的研发制造基地之一。全省能源装备产业年总产值突破3000亿元，约占国内全行业五分之一……这一切都为能源体系智能化转型提供成熟的产业基础与广阔的应用场景。另一方面，我省也有明确需求。四川电力结构高度依赖水电。而根据《四川省“十四五”能源发展规划》，到2025年全省风电装机容量将达1000万千瓦，光伏发电装机容量将达1200万千瓦——这也意味着我省对能源体系智能化转型具有现实且迫近的需求。 具体到应用层面，当前数字化智能化正在渗透能源行业的各个角落。人工智能可以为能源生产、储存、运输和消费的全链条进行赋能。 能源生产环节，人工智能可优化化石能源与新能源生产。化石能源开采要求勘探提效、井控精准，而借助应用机器学习、视觉技术、自然语言处理技术等人工智能技术，可以帮助生产者精确定位油气储层位置规模、优化油矿井生产调控、提高生产效率和作业安全性。而在新能源领域，人工智能技术可赋能电力系统智慧转型，实现“源-网-荷-储”的互动调控，以更低的弃光率与弃风率，助力电力系统解决风光等新能源消纳及电网稳定性等挑战。 能源储存环节，人工智能相关软硬件系统能够提高各种储能设备的效率和可靠性。在罐储氢储油气领域，机器学习算法分析气体和液体在储罐中的流动和扩散行为，预测罐内的温度、压力和物质浓度等参数，及时发现并处理罐内的泄漏和其他异常情况，从而优化储罐的设计和运行。在电化学储能领域，通过电池的充放电行为进行建模和预测，利用数字孪生技术缩短大规模储能电站内部电池运行仿真时间、提高仿真结果精度，增强对新能源的“可观、可测、可控”水平。 能源运输环节，人工智能赋能油气运输网络与电网系统降本增效。在油气管网领域，人工智能技术已成为油气管网数字化转型的关键一步，计算机视觉技术已在管道巡检、设备智能管理等场景实现广泛应用，通过分级预警报警、智能识别等方式有利于解决传统管道保护纯人力巡查、信息滞后的难题。在电网领域，通过将人工智能全面应用于电网的输、变、配各个环节，可以让电网进行主动“思考”和“分析”。 能源使用环节，人工智能有助于构建“基于需求侧的能源系统”。随着生产生活水平提高，未来将出现更广泛的终端用能应用场景，能源需求侧在整个供需体系中地位上升。这要求能源系统基于需求侧进行优化，形成面向终端的生产、输送、转换、存储、消费等环节能够进行有机协调的一体化系统。而要实现这种综合系统，便需要人工智能技术对能源消耗进行分项、分类、分区统计和分析，利用神经网络等算法对能源系统进行动态控制与诊断，估计状态数据，通过将各环节信息汇集到一个平台，实现能源体系的双向互动。 一个新方向：依托人工智能技术发展虚拟电厂 在上述诸多应用中，虚拟电厂或可被视为能源智能化一个值得特别关注的重要发展方向。所谓虚拟电厂是一种分布式的供电模式。简单而言，虚拟电厂就是将不同用电方、储能方和分布式电源聚合起来，实现电力的弹性调整组合。即使是一户家庭、一辆电动汽车，也能成为虚拟电厂的一部分。 虚拟电厂将对未来能源体系发挥重要作用。它更像是电力系统中的一个集控平台。一方面可以对工业生活用电等数据进行分析，做到需求侧精准响应及管理，当电力需求大于供给的用电高峰期时，通过补贴等形式鼓励各用电方进行用电负荷调节，并向电力系统供电；当电力供给大于需求、需求侧难以负荷时，又可以加大负荷消纳电力系统电力，帮助电力市场削峰填谷。另一方面虚拟电厂可与大电网、电力市场互通，有助于优化整个电网系统，并为内部聚合的企业、用户、充电桩、储能、分布式能源等市场主体提供参与电力市场化交易的途径，让他们都可以成为微型发电机，参与电力市场交易，从而获得收益机会。 它对调度调节能力与大规模超远距离输电能力提出了很高要求。尤其是调控与管理，是虚拟电厂的核心，也正是人工智能技术发挥其优势的关键所在。具体来讲，在分析和预测能源供应方面，可以利用机器学习、数据分析等对能源市场、天气、负荷等因素进行分析和预测；在智能能源监测与调度时，对虚拟电厂内各能源主体进行实时监控和预警，及时识别和处理可能出现异常，以最大限度地利用各种能源资源；在电力交易方面，利用区块链技术建立电力交易平台，提升各交易主体参与度。 不仅是虚拟电厂。能源体系智能化发展，对四川人工智能技术而言也意味着将提供数量巨大的落地应用场景。总体来看，相关技术应用包括智能传感与量测、机器人、能源物联网等基础共性技术，油气煤矿、水火风光发电等行业的智能升级技术，智慧系统集成与综合能源服务技术将迎来市场机遇。（作者单位：盘古智库） |