中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
摘要：隨著人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術(shù)的迅猛發(fā)展，其在能源系統(tǒng)中的應(yīng)用正逐步深入，從智能調(diào)度、故障診斷到能源管理與優(yōu)化決策，正推動(dòng)能源系統(tǒng)向智能化、低碳化、高效化方向轉(zhuǎn)型。然而，AI在推動(dòng)能源變革的過(guò)程中也面臨諸多挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)質(zhì)量和安全問(wèn)題、模型透明度與可解釋性不足、技術(shù)與制度協(xié)同不足以及倫理與政策的滯后等。系統(tǒng)梳理了AI在能源系統(tǒng)中的主要應(yīng)用場(chǎng)景，深入分析了在能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型過(guò)程中面臨的關(guān)鍵技術(shù)與治理難題，并從技術(shù)、制度與政策三個(gè)維度提出應(yīng)對(duì)策略，以期為實(shí)現(xiàn)新型能源系統(tǒng)的智能化升級(jí)提供理論支持和實(shí)踐路徑。
關(guān)鍵詞：人工智能；能源系統(tǒng)；智能化轉(zhuǎn)型；數(shù)據(jù)治理；綠色低碳
0 引言
能源系統(tǒng)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，是實(shí)現(xiàn)國(guó)家工業(yè)化、城市化和現(xiàn)代化的核心支撐。在我國(guó)，能源體系不僅為制造業(yè)、交通運(yùn)輸和城市運(yùn)營(yíng)提供了穩(wěn)定的動(dòng)力基礎(chǔ)，也通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈延伸作用推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、就業(yè)吸納與區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)，2023年能源行業(yè)直接關(guān)聯(lián)就業(yè)人口超過(guò)2 000萬(wàn)，對(duì)保障國(guó)家能源安全與宏觀經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行具有不可替代的意義[1]。
當(dāng)前，我國(guó)正處于能源結(jié)構(gòu)深度轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。一方面，非化石能源的消費(fèi)占比持續(xù)上升，2023年已接近18%[1]；風(fēng)電和光伏等可再生能源裝機(jī)容量連續(xù)多年位居世界前位；另一方面，以特高壓輸電、智能電網(wǎng)、新型儲(chǔ)能為代表的新型能源基礎(chǔ)設(shè)施正加快布局，推動(dòng)能源系統(tǒng)從“以化石能源為主的集中式供給”向“多元互補(bǔ)的分布式網(wǎng)絡(luò)”加速演進(jìn)[1]。這種趨勢(shì)不僅改變了能源系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，也對(duì)其運(yùn)行機(jī)理、調(diào)控方式與治理邏輯提出了全新的要求。
在此背景下，人工智能（Artificial Intelligence，AI）作為以算法、數(shù)據(jù)與算力為核心驅(qū)動(dòng)的新一代信息技術(shù)，正成為引領(lǐng)能源系統(tǒng)變革的重要技術(shù)引擎。深度學(xué)習(xí)、生成建模與強(qiáng)化學(xué)習(xí)等方法在新能源預(yù)測(cè)、設(shè)備維護(hù)、電網(wǎng)調(diào)度等場(chǎng)景中展現(xiàn)出前所未有的效率優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，數(shù)字孿生、邊緣計(jì)算與智能終端的融合應(yīng)用，增強(qiáng)了系統(tǒng)感知、響應(yīng)與自主調(diào)控能力，加速實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的智能化升級(jí)。AI不僅優(yōu)化了能源系統(tǒng)的運(yùn)行效率與資源配置能力，更在一定程度上打破了傳統(tǒng)工程范式對(duì)模型精度與因果推理的依賴(lài)，拓展了系統(tǒng)認(rèn)知與控制的邊界。
然而，技術(shù)變革帶來(lái)的挑戰(zhàn)亦不容忽視。首先，AI依賴(lài)的高算力基礎(chǔ)設(shè)施正在造成顯著的能源消耗反彈，與“雙碳”目標(biāo)形成潛在張力；其次，AI模型的“黑箱”特性與不可解釋性加劇了運(yùn)行過(guò)程中的不確定性，難以滿(mǎn)足電力系統(tǒng)對(duì)安全性與可控性的剛性要求；再次，能源系統(tǒng)的復(fù)雜性與AI的泛化性之間存在認(rèn)知脫節(jié)，尤其在極端氣候、市場(chǎng)博弈等場(chǎng)景下，現(xiàn)有算法的泛用性和魯棒性仍面臨挑戰(zhàn)。此外，傳統(tǒng)能源制度體系在應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)治理、算法責(zé)任歸屬與知識(shí)產(chǎn)權(quán)分配等方面亦顯得滯后，造成了“技術(shù)領(lǐng)先-制度滯后”的結(jié)構(gòu)性矛盾。
因此，全面梳理AI在能源系統(tǒng)變革中面臨的核心問(wèn)題，深入剖析底層約束條件，并提出具備協(xié)同性、適應(yīng)性與可持續(xù)性的治理策略，不僅具有重要的理論價(jià)值，也對(duì)我國(guó)能源治理體系現(xiàn)代化具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。本文將在總結(jié)AI能源融合技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，聚焦智能化轉(zhuǎn)型過(guò)程中的系統(tǒng)瓶頸與制度挑戰(zhàn)，提出面向未來(lái)的協(xié)同治理范式與智能躍遷路徑，以期為構(gòu)建安全、高效、綠色、智能的新型能源體系提供決策參考。
1 AI賦能能源系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與大模型驅(qū)動(dòng)的技術(shù)突破
如圖1所示，近年來(lái)，以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Deep Neural Network，DNN）、堆疊式自動(dòng)編碼器（Stacked AutoEncoder，SAE）、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Recurrent Neural Network，RNN）、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（Generative Adversarial Network，GAN）等為代表的算法體系，在能源預(yù)測(cè)、系統(tǒng)建模和優(yōu)化調(diào)度等多個(gè)場(chǎng)景中得到廣泛應(yīng)用[2]。具體而言，長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)（Long Short-Term Memory，LSTM）網(wǎng)絡(luò)通過(guò)融合氣象、地理與歷史功率數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏輸出功率的高精度預(yù)測(cè)，其均方根誤差從傳統(tǒng)方法的19.2%降至6.3%，顯著降低了棄風(fēng)棄光現(xiàn)象的發(fā)生概率[3]。在油氣資源勘探領(lǐng)域，基于GAN的巖性識(shí)別模型可模擬儲(chǔ)層空間分布特征，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率提升逾40%，有效壓縮了油氣鉆探周期與成本[4]。
圖1 AI在電力系統(tǒng)的應(yīng)用框架
隨著模型參數(shù)規(guī)模和預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)料規(guī)模的不斷擴(kuò)展，GPT、DeepSeek等大模型架構(gòu)開(kāi)始在能源領(lǐng)域展現(xiàn)出全局優(yōu)化與認(rèn)知遷移的能力。中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司推出的“昆侖大模型”涵蓋超過(guò)330億參數(shù)，已在測(cè)井解釋、流體識(shí)別、儲(chǔ)層建模等任務(wù)中實(shí)現(xiàn)了從專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)到知識(shí)遷移的躍升。國(guó)家電網(wǎng)在2025年完成了國(guó)產(chǎn)大模型DeepSeek的全面部署，并與自研的“光明大模型”進(jìn)行深度融合。借助長(zhǎng)鏈推理與多輪交互能力，在廣西電網(wǎng)，模型對(duì)輸電線路隱患（如鳥(niǎo)巢、絕緣子爆裂）的自動(dòng)識(shí)別率顯著高于傳統(tǒng)專(zhuān)家系統(tǒng)。在山東地區(qū)，該模型能夠通過(guò)對(duì)多個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)分析，分鐘級(jí)完成換流變壓器的健康狀態(tài)判斷，顯著壓縮了故障響應(yīng)時(shí)間，提升了系統(tǒng)的敏捷性與韌性。
1.2 數(shù)字孿生與智能電網(wǎng)的融合演進(jìn)
數(shù)字孿生技術(shù)正在重塑能源系統(tǒng)的建模與運(yùn)行方式。通過(guò)構(gòu)建高度擬真的虛擬仿真系統(tǒng)，運(yùn)維人員可在不影響實(shí)際運(yùn)行的前提下完成調(diào)度策略測(cè)試與風(fēng)險(xiǎn)情景分析，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)到反饋的閉環(huán)管理[5]。南方電網(wǎng)公司建設(shè)的數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)，已覆蓋超過(guò)995家新能源場(chǎng)站、2萬(wàn)個(gè)發(fā)電單元，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)可視、運(yùn)行曲線的多時(shí)空預(yù)測(cè)以及調(diào)度策略的動(dòng)態(tài)匹配。配套的新能源多時(shí)空尺度精確預(yù)測(cè)平臺(tái)，將風(fēng)電與光伏的日前預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率分別提升至81.0%和91.1%，為高比例新能源接入下的電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障[6]。
同時(shí)，基于數(shù)字孿生的電網(wǎng)模擬系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)大規(guī)模分布式接入、電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷擾動(dòng)以及極端天氣沖擊等復(fù)雜情景中展現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性。通過(guò)動(dòng)態(tài)參數(shù)更新與物理狀態(tài)反饋，電力調(diào)度中心可實(shí)現(xiàn)從靜態(tài)規(guī)則配置向動(dòng)態(tài)策略?xún)?yōu)化的轉(zhuǎn)型，從而提升系統(tǒng)運(yùn)行的精度、效率與安全裕度[7]。
1.3 全球能源AI生態(tài)的地緣分化特征
全球能源AI發(fā)展路徑呈現(xiàn)出顯著的地緣特征與技術(shù)分化。例如，美國(guó)依托谷歌、亞馬遜、微軟等科技企業(yè)，構(gòu)建基于云計(jì)算平臺(tái)的能源操作系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)“云端集中+算法即服務(wù)”的高通量處理能力。歐盟則以西門(mén)子、ABB等傳統(tǒng)工業(yè)巨頭為核心，通過(guò)深度融合邊緣計(jì)算與控制系統(tǒng)，推進(jìn)本地智能裝備與多能源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。我國(guó)以華為、阿里云等平臺(tái)型企業(yè)為代表，聚焦“5G+AI+邊云協(xié)同”模式，打通終端感知、邊緣決策與云端優(yōu)化之間的連接鏈條。
2 AI深化能源轉(zhuǎn)型的底層約束
2.1 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合的治理困境
能源系統(tǒng)的數(shù)字化基礎(chǔ)建立在海量多源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與高效利用之上，但數(shù)據(jù)的物理屬性、時(shí)間粒度與語(yǔ)義框架之間存在顯著差異。電力負(fù)荷數(shù)據(jù)呈連續(xù)時(shí)序特征，而設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)可能為非結(jié)構(gòu)化信號(hào)，氣象信息則具有空間相關(guān)性與預(yù)測(cè)不確定性。不同類(lèi)型數(shù)據(jù)在采樣頻率、更新周期、單位維度等方面的差異，造成系統(tǒng)集成過(guò)程中頻繁出現(xiàn)“語(yǔ)義斷層”與“結(jié)構(gòu)沖突”[8]。
此外，數(shù)據(jù)治理制度的滯后亦加劇了融合難度。在能源物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，數(shù)據(jù)所有權(quán)往往歸屬于設(shè)備制造商、運(yùn)營(yíng)商或第三方服務(wù)商，而算法開(kāi)發(fā)者通常不具備完整的數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)限，因此形成數(shù)據(jù)主權(quán)、平臺(tái)控制和算法能力三者割裂的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題。缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)和跨主體的數(shù)據(jù)流通機(jī)制，使智能系統(tǒng)難以突破局部?jī)?yōu)化的封閉邊界，形成微觀精準(zhǔn)、宏觀失焦的系統(tǒng)悖論。
2.2 算力擴(kuò)張與綠色轉(zhuǎn)型的結(jié)構(gòu)性張力
AI模型尤其是大模型的訓(xùn)練與部署對(duì)算力資源依賴(lài)程度極高，造成顯著的能源消耗問(wèn)題。當(dāng)前主流AI模型的復(fù)雜度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，而芯片能效的提升速度卻受到半導(dǎo)體物理極限的制約，二者之間形成顯著的“剪刀差”。
邊緣計(jì)算雖然通過(guò)分布式部署在一定程度上緩解了集中數(shù)據(jù)中心的壓力，但也將算力消耗推向終端網(wǎng)絡(luò)，引發(fā)“能耗長(zhǎng)尾效應(yīng)”。當(dāng)大量終端設(shè)備持續(xù)運(yùn)行并聯(lián)入系統(tǒng)，其總能耗在整體碳足跡中所占比例迅速上升，可能抵消集中式系統(tǒng)能效優(yōu)化所帶來(lái)的節(jié)能效果。此外，智能系統(tǒng)對(duì)高算力的路徑依賴(lài)正在強(qiáng)化高能耗、高精度的技術(shù)邏輯，形成類(lèi)似杰文斯悖論的反向演化趨勢(shì)，對(duì)能源系統(tǒng)的綠色轉(zhuǎn)型目標(biāo)構(gòu)成長(zhǎng)期威脅。
2.3 算法模型在能源場(chǎng)景下面臨適應(yīng)性瓶頸
當(dāng)前AI模型大多源自通用領(lǐng)域，其設(shè)計(jì)理念、優(yōu)化目標(biāo)和假設(shè)條件并不完全適用于能源系統(tǒng)這一高復(fù)雜性、強(qiáng)約束的工程環(huán)境。監(jiān)督學(xué)習(xí)模型依賴(lài)于大量標(biāo)注數(shù)據(jù)，然而能源系統(tǒng)中的高影響低頻事件（如極端天氣、電網(wǎng)故障）難以提供足夠樣本，導(dǎo)致模型泛化能力受限。強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型基于馬爾可夫決策過(guò)程假設(shè)，難以刻畫(huà)多主體博弈、電力市場(chǎng)策略行為等復(fù)雜動(dòng)態(tài)交互。圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雖在處理能源系統(tǒng)拓?fù)渖暇哂幸欢▋?yōu)勢(shì)，但其在表達(dá)電磁耦合、多物理場(chǎng)關(guān)聯(lián)方面仍存在“理論鴻溝”，尚無(wú)法替代經(jīng)典物理模型的全尺度表達(dá)能力[9]。
更重要的是，算法的不可解釋性與能源系統(tǒng)的安全性要求之間存在本質(zhì)矛盾。AI模型的“黑箱”特性使其在運(yùn)行異?；蛳到y(tǒng)崩潰時(shí)難以快速追溯錯(cuò)誤原因，增加了運(yùn)維成本與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)算法成為基礎(chǔ)設(shè)施的“隱性控制層”時(shí)，微小的模型偏差或數(shù)據(jù)漂移可能在系統(tǒng)層面造成指數(shù)級(jí)放大，其潛在風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。
2.4 技術(shù)制度的代際錯(cuò)配與治理滯后
技術(shù)演化速度遠(yuǎn)快于制度更新節(jié)奏，導(dǎo)致能源智能化過(guò)程中普遍存在治理滯后現(xiàn)象[10]。傳統(tǒng)能源監(jiān)管制度多基于實(shí)體設(shè)備、靜態(tài)流程與因果鏈條構(gòu)建，而AI系統(tǒng)則依賴(lài)概率邏輯、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與自主優(yōu)化，二者之間在權(quán)責(zé)劃分、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與規(guī)范執(zhí)行等方面缺乏銜接。
當(dāng)前法律框架難以涵蓋AI系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題，例如算法偏差造成的決策責(zé)任應(yīng)由誰(shuí)承擔(dān)，訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)源是否具備合法性與公平性，模型共謀、算力壟斷等新型權(quán)力形態(tài)是否構(gòu)成市場(chǎng)失靈等。這些問(wèn)題的模糊性與技術(shù)的高度復(fù)雜性共同構(gòu)成制度回應(yīng)的壁壘。此外，工程文化、算法思維與監(jiān)管邏輯之間的價(jià)值觀差異，也造成多方在技術(shù)選擇、安全標(biāo)準(zhǔn)與社會(huì)目標(biāo)之間的協(xié)調(diào)難度不斷加大，進(jìn)一步加劇了技術(shù)制度的代際錯(cuò)配風(fēng)險(xiǎn)。
3 技術(shù)與制度協(xié)同的治理范式重構(gòu)
3.1 以動(dòng)態(tài)治理體系應(yīng)對(duì)技術(shù)敏捷性挑戰(zhàn)
能源AI所具有的動(dòng)態(tài)性，正不斷對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)管的靜態(tài)假設(shè)發(fā)起挑戰(zhàn)。當(dāng)算法模型以周為周期進(jìn)行迭代時(shí)，基于年度周期的安全認(rèn)證體系便難以有效應(yīng)對(duì)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的非線性擴(kuò)散問(wèn)題。這就需要構(gòu)建一套融合“沙盒監(jiān)管”、實(shí)時(shí)評(píng)估以及彈性規(guī)則的動(dòng)態(tài)治理體系[11]。具體而言，在電網(wǎng)控制算法部署之前，要建立具備風(fēng)險(xiǎn)隔離功能的測(cè)試環(huán)境；在算法運(yùn)行階段，需嵌入由數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的平行評(píng)估系統(tǒng)；并且通過(guò)智能合約來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)則的自主適配。更為深層次的制度創(chuàng)新在于，要建立起技術(shù)迭代、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與規(guī)則更新的同步機(jī)制，從而使治理體系具備與AI系統(tǒng)共同演進(jìn)的自適應(yīng)能力。
3.2 構(gòu)建多目標(biāo)均衡的價(jià)值校準(zhǔn)機(jī)制
能源系統(tǒng)智能化所引發(fā)的價(jià)值沖突，迫切需要新的決策框架。當(dāng)AI調(diào)度算法為了追求全網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性，而使特定區(qū)域處于備用容量臨界點(diǎn)時(shí)，技術(shù)效率最大化原則便與能源公平的公共屬性產(chǎn)生了根本性的矛盾。鑒于此，需要在技術(shù)系統(tǒng)中內(nèi)嵌倫理約束模塊。與此同時(shí)，要建立多方參與的算法影響評(píng)估制度，通過(guò)利益相關(guān)者之間的協(xié)商博弈，將社會(huì)價(jià)值轉(zhuǎn)化為可量化的模型約束條件。
3.3 開(kāi)放共享的知識(shí)權(quán)力制衡路徑
AI正在深刻重構(gòu)能源治理中的知識(shí)權(quán)力結(jié)構(gòu)。大模型依托對(duì)海量運(yùn)行數(shù)據(jù)的處理能力，顯著提升了技術(shù)供應(yīng)商在認(rèn)知層面的主導(dǎo)地位，其影響力已超越傳統(tǒng)設(shè)備制造商。這一權(quán)力格局的演變要求對(duì)現(xiàn)有治理體系的知識(shí)基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)性重塑，一方面，應(yīng)推動(dòng)構(gòu)建開(kāi)放的知識(shí)共享機(jī)制，通過(guò)制度化手段實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)模型特征分布信息的強(qiáng)制公開(kāi)；另一方面，需開(kāi)發(fā)具備可解釋性的技術(shù)工具，將算法決策過(guò)程轉(zhuǎn)化為形式化、可驗(yàn)證的工程知識(shí)，從而提升系統(tǒng)的透明性與可問(wèn)責(zé)性；同時(shí)，有必要建立獨(dú)立的知識(shí)仲裁機(jī)構(gòu)，對(duì)技術(shù)方形成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行第三方評(píng)估，防范信息不對(duì)稱(chēng)與認(rèn)知壟斷風(fēng)險(xiǎn)的擴(kuò)散。這一系列機(jī)制的建立，有助于實(shí)現(xiàn)知識(shí)權(quán)力在能源治理中的有效制衡與再平衡。
3.4 全球能源數(shù)字主權(quán)的協(xié)同治理
AI的擴(kuò)展正遭遇愈加復(fù)雜的地緣政治障礙，尤其在標(biāo)準(zhǔn)制定和數(shù)據(jù)主權(quán)領(lǐng)域表現(xiàn)尤為突出。主要國(guó)家和地區(qū)在智能電網(wǎng)通信協(xié)議方面的標(biāo)準(zhǔn)分歧，以及區(qū)域性數(shù)據(jù)管控政策的強(qiáng)化，已導(dǎo)致全球能源AI生態(tài)呈現(xiàn)出高度碎片化特征。在此背景下，亟需構(gòu)建多層次、多主體參與的協(xié)同治理體系。在技術(shù)層面，應(yīng)確立統(tǒng)一的通信與接口規(guī)范，以提升系統(tǒng)間的互操作性；在數(shù)據(jù)層面，應(yīng)引入具備主權(quán)屬性的區(qū)塊鏈架構(gòu)，支撐跨境能源數(shù)據(jù)的可信交換與確權(quán)管理；在治理層面，應(yīng)強(qiáng)化全球數(shù)字公共產(chǎn)品的供給機(jī)制，通過(guò)多邊平臺(tái)協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的有序流通與公平配置。該治理模式在強(qiáng)化技術(shù)連通性的同時(shí)，亦保障了數(shù)據(jù)主權(quán)與國(guó)家利益的邊界，對(duì)于構(gòu)建開(kāi)放而安全的全球能源AI生態(tài)具有關(guān)鍵意義。
4 復(fù)雜系統(tǒng)范式下的智能躍遷路徑
4.1 從機(jī)械還原到生態(tài)涌現(xiàn)的認(rèn)知升維
能源系統(tǒng)智能化的核心挑戰(zhàn)在于經(jīng)典工程范式與復(fù)雜系統(tǒng)特性之間的深層認(rèn)知錯(cuò)位。傳統(tǒng)能源系統(tǒng)建模方法主要依賴(lài)于層級(jí)分解和線性疊加，強(qiáng)調(diào)可控性和可預(yù)測(cè)性[12]。然而，在AI介入下的能源網(wǎng)絡(luò)已表現(xiàn)出顯著的復(fù)雜適應(yīng)特征，包括自組織臨界性、非線性耦合與多尺度傳導(dǎo)等現(xiàn)象，難以通過(guò)傳統(tǒng)方法加以刻畫(huà)與預(yù)測(cè)。因這一變革趨勢(shì)，亟需構(gòu)建基于復(fù)雜系統(tǒng)理論的新型認(rèn)知框架。一方面，應(yīng)引入多智能體系統(tǒng)建模方法，以捕捉能源系統(tǒng)中各類(lèi)行為體的動(dòng)態(tài)交互過(guò)程及其集體涌現(xiàn)特征；另一方面，應(yīng)推動(dòng)因果推理與機(jī)器學(xué)習(xí)的深度融合，以打通數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型與物理機(jī)制之間的解釋性斷層。此外，還需建立覆蓋微觀到宏觀尺度的關(guān)聯(lián)分析體系，實(shí)現(xiàn)從材料性能退化機(jī)制到跨區(qū)域電網(wǎng)波動(dòng)模式的全過(guò)程建模。通過(guò)系統(tǒng)認(rèn)知維度的拓展，技術(shù)研發(fā)將從以性能最優(yōu)化為導(dǎo)向的局部改進(jìn)，轉(zhuǎn)向以結(jié)構(gòu)韌性與系統(tǒng)協(xié)同為目標(biāo)的整體演化路徑。
4.2 高能耗技術(shù)依賴(lài)的范式革新
AI基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)算力資源的高度依賴(lài)，與全球可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)之間形成根本張力，迫使能源智能技術(shù)體系面臨范式層級(jí)的變革。新興計(jì)算技術(shù)在能源系統(tǒng)中的應(yīng)用已展現(xiàn)出顯著的能效提升潛力。其中，光量子計(jì)算在電網(wǎng)調(diào)度與優(yōu)化問(wèn)題中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源消耗的指數(shù)級(jí)下降，神經(jīng)形態(tài)計(jì)算通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制模擬生物神經(jīng)元行為，在處理特定AI任務(wù)時(shí)顯著降低能耗，表現(xiàn)出傳統(tǒng)架構(gòu)所不具備的能效密度優(yōu)勢(shì)。技術(shù)演進(jìn)的更深層驅(qū)動(dòng)力在于評(píng)價(jià)體系的重構(gòu)。當(dāng)前研究已將全生命周期碳足跡納入AI模型的能效評(píng)估框架，使模型性能與環(huán)境成本之間的權(quán)衡更加科學(xué)可控。同時(shí)，面向未來(lái)的技術(shù)路線規(guī)劃正轉(zhuǎn)向以負(fù)熵原理為基礎(chǔ)的算法體系，強(qiáng)調(diào)能耗自調(diào)節(jié)與信息效率最優(yōu)的協(xié)同發(fā)展。上述轉(zhuǎn)向不僅標(biāo)志著AI從性能導(dǎo)向走向生態(tài)約束下的結(jié)構(gòu)適應(yīng)，也預(yù)示著能源技術(shù)創(chuàng)新邏輯的根本轉(zhuǎn)變。
4.3 彈性規(guī)則與認(rèn)知共識(shí)的動(dòng)態(tài)治理機(jī)制
在AI深度嵌入能源系統(tǒng)的背景下，能源治理的關(guān)鍵轉(zhuǎn)向是制度體系從靜態(tài)規(guī)范向動(dòng)態(tài)適應(yīng)的躍遷，目標(biāo)在于構(gòu)建具備韌性與可演化特征的治理結(jié)構(gòu)?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建的彈性合規(guī)機(jī)制，能夠通過(guò)智能合約實(shí)現(xiàn)規(guī)則條文的程序化表達(dá)，從而提升制度在面對(duì)快速技術(shù)演進(jìn)時(shí)的響應(yīng)效率與執(zhí)行一致性。該類(lèi)機(jī)制通過(guò)將法規(guī)邏輯嵌入分布式賬本體系，使治理規(guī)則具備可溯源性與自動(dòng)調(diào)整能力，有效增強(qiáng)治理系統(tǒng)的敏捷性與透明度。
與此同時(shí)，認(rèn)知共識(shí)的形成機(jī)制亦亟需重構(gòu)。在技術(shù)不確定性與社會(huì)多元價(jià)值并存的條件下，傳統(tǒng)由專(zhuān)家主導(dǎo)的單向決策模式已難以滿(mǎn)足智能系統(tǒng)治理的復(fù)雜性要求。通過(guò)構(gòu)建面向多元主體的認(rèn)知協(xié)同平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)人員、算法開(kāi)發(fā)者與社會(huì)公眾之間的價(jià)值偏好協(xié)調(diào)與知識(shí)框架融合，從而在虛擬環(huán)境中形成具有合法性與可執(zhí)行性的集體判斷。這一機(jī)制有助于降低治理博弈中的認(rèn)知分歧風(fēng)險(xiǎn)，為能源系統(tǒng)提供更具適應(yīng)性與包容性的治理基礎(chǔ)。
5 結(jié)束語(yǔ)
AI與能源系統(tǒng)的深度融合正推動(dòng)能源體系的技術(shù)革新，但面臨多重挑戰(zhàn)。一是多源數(shù)據(jù)融合困境阻礙全局優(yōu)化；二是算力擴(kuò)張與綠色目標(biāo)形成結(jié)構(gòu)性沖突；三是算法在極端場(chǎng)景下的脆弱性暴露認(rèn)知局限；四是傳統(tǒng)制度與數(shù)字技術(shù)的“代際鴻溝”加劇治理滯后。
未來(lái)能源系統(tǒng)需轉(zhuǎn)向復(fù)雜系統(tǒng)范式，融合多智能體建模與低能耗技術(shù)，并通過(guò)彈性治理機(jī)制提升韌性。唯有技術(shù)與制度深度協(xié)同，方能實(shí)現(xiàn)能源體系安全、高效、綠色與智能的多元目標(biāo)，支撐全球低碳轉(zhuǎn)型。
