調(diào)研日期：2024.12.20
調(diào)研企業(yè)：清鵬智能
調(diào)研目的：Al大模型在新能源領(lǐng)域應(yīng)用
隨著全球能源結(jié)構(gòu)的深刻變革，帶動電力市場改革的持續(xù)深化。
在電力系統(tǒng)發(fā)展的歷史上，不止一次出現(xiàn)過這樣的情形：電力系統(tǒng)的調(diào)度和預(yù)測問題變得復(fù)雜難解的同時，解決問題的方法也在同步進化。
20世紀末21世紀初期。隨著孤立電網(wǎng)逐漸向互聯(lián)電網(wǎng)、超高壓電網(wǎng)邁進，依托于高性能服務(wù)器的自動控制系統(tǒng)，調(diào)度人員有更多精力投入到大電網(wǎng)安全分析處理。電網(wǎng)調(diào)度模式則從人工控制向自動控制轉(zhuǎn)變。
近年來AI技術(shù)的興起，AI能夠以前所未有的精度預(yù)測電力需求和可再生能源的發(fā)電量，從而顯著提升電力系統(tǒng)的運行效率和可靠性。
2023年，ChatGPT的推出使得人工智能受到了全社會的廣泛關(guān)注，國內(nèi)的許多公司順勢推出自己的大模型，如火如荼的“百模大戰(zhàn)”一方面吸引來大量的資金流入，另一方面也對大模型的商業(yè)模式提出更高要求。
那么在能源領(lǐng)域AI大模型又是能如何產(chǎn)業(yè)落地運營，這次探訪，我們走進清鵬智能一探能源AI大模型應(yīng)用。
清鵬智能是清華大學(xué)電子系科技成果轉(zhuǎn)化的人工智能創(chuàng)新企業(yè)，而談及清鵬智能成立初衷，創(chuàng)始人李中陽說他對能源大模型的認知。
在大模型的技術(shù)層面，中國是唯一有能力與美國競爭的國家，然而由于國情不同，兩國在大模型的應(yīng)用方向上可能存在較大差異。
中國具有最齊全的工業(yè)門類、最豐富的應(yīng)用場景、最強組織能力與科創(chuàng)意愿的政府，能為大模型提供數(shù)據(jù)生產(chǎn)要素，產(chǎn)業(yè)發(fā)展衍生的巨大算力需求也可以為大模型的落地提供廣闊的盈利空間。
中國的大模型雖然在技術(shù)上緊追美國，但在未來發(fā)展方向上，中國應(yīng)該走出具有自身特色的道路來。
與美國依靠金融資本驅(qū)動，利用AI技術(shù)顛覆文娛業(yè)的發(fā)展路徑不同，中國的人工智能應(yīng)該致力于推動產(chǎn)業(yè)升級，賦能并重塑傳統(tǒng)行業(yè)。
借助大模型的智慧能力為新型電力系統(tǒng)提供更前沿的AI解決方案，也是AI大模型在能源領(lǐng)域的廣范前景。
在工業(yè)場景中，大模型面臨的最大挑戰(zhàn)是可用性。
打個比方，大模型解決方案至少要達到八十分以上。如果拿出一個產(chǎn)品，不知道它會是八十分、六十分、還是零分，在工業(yè)界是沒人愿意試錯的；而達不到八十分，又無法形成采購意愿。
所以要讓產(chǎn)品的有效性穩(wěn)定在較高水平上，讓大模型與時序數(shù)據(jù)、時空數(shù)據(jù)的結(jié)合，讓大模型適用于更復(fù)雜的真實環(huán)境。
大模型不僅僅是聊天和創(chuàng)作的工具，更要能真實輔助廣大能源主體在真實場景中實現(xiàn)高效運行運營。
能源大模型要綜合考慮多周期氣象預(yù)報、源網(wǎng)荷儲特性、市場主體博弈等多因素實現(xiàn)多周期精準電價預(yù)測。
能源大模型要在電力市場提供一種新的解決方案，能夠在沒有先驗數(shù)據(jù)的情況下，利用其強大的常識理解及邏輯推理能力模擬市場參與者的行為，提高交易策略的有效性。
能源大模型是如何實現(xiàn)的？在電力市場及延申的各種場景中的應(yīng)用又如何？
能源大模型
對于電力系統(tǒng)和電力市場而言，最常見的數(shù)據(jù)是時序、時空數(shù)據(jù)。譬如新能源發(fā)電數(shù)據(jù)、電價數(shù)據(jù)等。
目前，一般的大模型大多關(guān)注于語言類應(yīng)用，對時序、時空等數(shù)據(jù)的分析、理解與預(yù)測能力仍然不足，在知識與數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)和理解能力也尚未得到充分挖掘。
例如，大模型學(xué)習(xí)了豐富的電力市場知識，但是它還難以將知識和實際電力市場數(shù)據(jù)結(jié)合起來得到策略。
如何將時序數(shù)據(jù)的理解能力和分析判斷能力與大模型的知識理解能力結(jié)合起來，既懂得人類的知識，又有強大的計算能力，綜合多種因素解決更加復(fù)雜的問題十分具有挑戰(zhàn)。
清鵬智能依托于清華大學(xué)電子工程系的核心技術(shù)打造了能源大模型。通過語言、時序和時空三種大模型技術(shù)的融合與海量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，打造了一個電力系統(tǒng)與電力市場的專家，能夠分析理解市場數(shù)據(jù)與運行數(shù)據(jù)，高效解決能源電力資產(chǎn)的預(yù)測、控制、交易問題，支撐能源資產(chǎn)運行運營優(yōu)化。
“就像AlphaGo 一樣，先有一套圍棋的棋盤和規(guī)則，再用強化學(xué)習(xí)的方法探索最優(yōu)博弈策略。清鵬智能現(xiàn)在要做的事情，就是用大模型生成一個能源領(lǐng)域的棋盤。”
未來大模型有潛力超越人類的經(jīng)驗對細分多樣的能源環(huán)境建模，如自動化或者半自動化地生成沙戈荒基地的仿真環(huán)境，形成一個模擬器，在其中對真實環(huán)境進行模擬和推演。
回首過去20年，能源領(lǐng)域發(fā)生了革命性的變化：世界碳中和的大背景下，全球新能源的占比持續(xù)提高。
我國2023年可再生能源的裝機容量占比就已經(jīng)超過了火電。風(fēng)光的隨機性與波動性對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定帶來了極大挑戰(zhàn)，讓電力系統(tǒng)從一個高度可控的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱艘粋€弱可控的復(fù)雜系統(tǒng)。
為解決這一問題，世界各國政府都大力推動電力現(xiàn)貨市場建設(shè)，通過市場化手段解決電力實時供需平衡的問題。因此，電力交易能力已經(jīng)成為廣大市場主體的剛需。
想要做好電力交易，精準的電價預(yù)測必不可少，而掌握波動的供給與需求，尤其是新能源出力與全省的負荷波動更是其中的重中之重。
清鵬智能綜合利用能源大模型超越人類的知識理解能力與真實場景的海量時空數(shù)據(jù)與時序數(shù)據(jù)，有效建模復(fù)雜的氣象模式，實現(xiàn)了精準的新能源功率預(yù)測。
在國家電網(wǎng)組織的新能源功率預(yù)測同臺競技中，清鵬能源大模型在超百家國內(nèi)頂尖功率預(yù)測團隊連續(xù)多月取得前三名。
在負荷預(yù)測中，能源大模型的精確性與魯棒性同樣值得注目，能有效結(jié)合知識與數(shù)據(jù)建模人的生產(chǎn)生活模式，實現(xiàn)預(yù)測精度與準確性的雙重提升。
同樣在國家電網(wǎng)組織的負荷預(yù)測同臺競技中，與多家人工智能巨頭以及老牌電力系統(tǒng)科技公司一同比拼負荷預(yù)測精度，清鵬智能能源大模型在多周的預(yù)測結(jié)果中排名第一。
新能源功率預(yù)測和負荷預(yù)測幾個百分點準確率的提升意味著在電力市場的供給和需求發(fā)生變化時，大模型能更好地抓住市場邊際條件的變化，從而更好的預(yù)測電價；在山西電力市場經(jīng)過半年以上的實證，取得了日前電價預(yù)測準確率高于最優(yōu)競品提升3%、峰谷預(yù)測準確率提升10%以上的成績。
基于此，清鵬打造了不同風(fēng)險偏好的多個AI電力交易Agent，通過對市場的模擬與不斷的自我博弈提升交易水平，綜合考慮市場供需、風(fēng)險等多種因素，智能制定交易策略。
在2024年保險杯AI電力交易大賽上，在近兩百只隊伍中，清鵬AI電力交易作為唯一的AI自主決策AgentAI交易員擊敗了超過90%以上的人類選手，幾乎與人類專家不相上下，展現(xiàn)了能源大模型在復(fù)雜市場環(huán)境中的強大適應(yīng)性和學(xué)習(xí)能力。
某種角度來說，這標志著AI技術(shù)在電力市場應(yīng)用的重大突破，能源大模型真正在慢慢進入產(chǎn)業(yè)化階段。而以電力交易作為切入點，結(jié)合大模型在復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化領(lǐng)域的能力，自然而然會延申到儲能運行運營、虛擬電廠、多能互補、算電協(xié)同等下游場景。
英偉達黃仁勛曾公開提到：“AI的盡頭是光伏+儲能”，但對能源領(lǐng)域來說，光伏+儲能的盡頭也是AI，算電協(xié)同、多能互補都離不開AI技術(shù)的運用。
“不只讓大模型能夠成為聊天、創(chuàng)作的工具，更多讓大模型成為專業(yè)的建模工程師、算法工程師、規(guī)劃設(shè)計專家，發(fā)揮大模型跨專業(yè)的專家能力，輔助廣大能源主體進行真實場景的高效運行運營，實現(xiàn)降本增收節(jié)能降碳。”
按照我國的“雙碳”目標和計劃安排，預(yù)計碳中和階段（2051年到2060年），我國發(fā)電總裝機70億千瓦，其中新能源裝機將突破50億千瓦，能源結(jié)構(gòu)變革帶動電力市場改革的持續(xù)深化正帶來無數(shù)機會。
（來源新能源產(chǎn)業(yè)家）
信息反饋
關(guān)于“產(chǎn)業(yè)家調(diào)研? | 能源AI大模型，在孕育大機遇”，填寫反饋
