美國國家工程院院士張東曉：實現“雙碳”戰略的關鍵在於優化能源結構

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張東曉：智慧能源與科學機器學習（來源：本站科技）

12月22日，2022本站未來大會創新力論壇在杭州舉行，一衆院士大咖相聚對量子、智能製造、醫療衛生、經濟等等話題展開討論。

美國國家工程院院士、東方理工高等研究院常務副院長張東曉發表《智慧能源系統與科學機器學習》主題演講，圍繞能源科技革命及“雙碳”戰略、光功率預測技術、風功率預測技術、電力負荷預測技術、抽水蓄能電站智能選址技術展開介紹。

他提到，能源安全是關乎國家經濟社會發展的全局性、戰略性問題，實現一次能源高效低成本開發，二次能源經濟安全運行，是維護能源安全的首要任務和基礎性工作。“雙碳”戰略的核心在於優化能源結構，實現一次能源高效低成本開發和二次能源經濟安全運行。但可再生能源的不穩定性提升併網難度，限制了其大規模應用，核心在於供需平衡與穩定功能，我們應該由總量平衡轉向實時平衡，比如說15分鐘級別6-72小時預測。

在張東曉看來，利用科學機器學習方法構建具有物理常識的知識與數據雙驅動的人工智能模型，這些模型相對於市場主流模型準確率有大幅度的提升。另外，利用遷移學習等技術，可以基於短期歷史數據進行建模，形成預測模型，將歷史數據需求從6個月降低至3周。同時，利用在線學習技術，自主適應電站運行情況，降低設備老化和故障對預測結果的影響。用月度和日度的總量平衡轉向實時平衡，比如15分鐘級別的預測。

他總結到，實現“雙碳”戰略的關鍵在於優化能源結構，其核心在於供需平衡，特別是對供給，像光伏、風能和需求（如電力負荷）進行準確預測。智慧能源系統需要綜合優化調度、隨機建模、時空序列預測、多尺度分析和科學機器學習等技術手段，實現自動閉環優化。

“通過將複雜的各個領域知識以及多種來源數據相互融合，可以構建知識與數據雙驅動模型，降低數據需求，提升可靠性與精度。智慧能源系統的關鍵就是剛纔提到的知識嵌入和知識發現，智慧能源系統核心目標就是通過科學機器學習中的知識嵌入與知識發現，實現智慧能源領域中知識與數據的閉環，發展新一代人工智能技術，助力能源科技革命和“雙碳”戰略的實現。”