張俊:基于區(qū)塊鏈的智能電力能源系統(tǒng)
5月19日至21日,“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開, 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
美國丹佛大學終身教授張俊在能源區(qū)塊鏈&云儲能專場,發(fā)表了題為“基于區(qū)塊鏈的智能電力能源系統(tǒng)”的精彩演講。
演講內(nèi)容如下:
張俊:
我今天主要是從AI和電力系統(tǒng)的角度來看區(qū)塊鏈,軟件機器人,有一半是我們王飛躍老師主要講的東西,一半是我自己講的東西,我混在一起和大家匯報。這是我們整個軟件機器人回顧的歷史,20世紀80年代,通用汽車那個時候就開始有軟件機器人的概念,90年代初發(fā)展成網(wǎng)絡機器人學,到90年代末變成了遠程腦化機器人,到2001年變成了,基于代理的方法又演進,到2009年變成Roboearth,到現(xiàn)在就是機器學習、人工智能等,未來是軟件機器人進一步深化,達到虛實分離。
這是早期的工作,大概八幾年、九幾年,我們的主任在美國做相關(guān)工作。到2004年提出平行智能的概念,2014年,基本上2013年、2014年我開始做這方面的工作。比如第一篇是鄧建玲總寫的文章,后面的社會能源、平行調(diào)度這邊就是我們寫的,區(qū)塊鏈的方法是我集合了美國一些主要的學者來做的工作。未來我們在這樣的地方,這個人是雅斯貝爾斯,在1949年寫過一本書,他提到一個概念叫軸心時代,軸心時代是當我們出現(xiàn)重大事件的時候,實際上是所有的事情都是根據(jù)軸心在轉(zhuǎn),第一次軸心時代是古絲綢之路,就是春秋戰(zhàn)國,這時候不管是東方的中國還是印度、中東還是古希臘都開始出現(xiàn)大批的哲學家,稱之為軸心時代。人類的哲學思想還是跟著他們在走,沒有逃出他們規(guī)定的界限。我們主任認為第二軸心時代是科學突破的時代,它是文藝復興的時候出現(xiàn),一直到愛因斯坦。現(xiàn)在在第三時代,就是歌德定理時代,我們在智性這個時代。
我們有什么新時代、新思維、新體系和新任務呢?我們一直提的觀點,我們不能彎道超車,只能直道超車,彎道超車和投機取巧是一個詞,中國沒有辦法投機取巧,你是日本、韓國、臺灣,甚至印度,你都可以投機取巧,別人帶著你玩,在中國沒有人帶著你玩,所以你必須直道超車,我們要結(jié)合自己的優(yōu)勢,然后就是在直道上超過別人。我們有哪些行動?新一年人工智能發(fā)展規(guī)劃提出2020年要整個的應用同步,2025年理論出現(xiàn)重大突破,新一代人工智能我們兩者提的不一樣,我們的新一代人工智能,到我們這邊或者整個的AI的社區(qū)里面,我們指的是這個人工智能,不是深度學習,深度學習現(xiàn)在門檻很低了。2030年要成為人工智能創(chuàng)新的中心。
這是新一代人工智能的規(guī)劃,綠色是我們參與的這部分。這是我們提出的想法。
回到電網(wǎng),能源互聯(lián)網(wǎng)什么時候提出來的?互聯(lián)網(wǎng)時代提出來,現(xiàn)在還是互聯(lián)網(wǎng)時代嗎?現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)都過了。因為我們和軍隊合作,和總參那邊合作,他們要求我們做這樣的工作,看清趨勢、看清方向、看清道路,出思想、出理論、出戰(zhàn)略、出政策、出規(guī)劃。這是我們要做的工作,在國家層面,區(qū)塊鏈提得很高是因為什么?等會兒詳細講。
能源智聯(lián)網(wǎng),首先我們是機械第一次工業(yè)革命,第二次是電力電子,第三次是信息,第四次是網(wǎng)絡,第五次工業(yè)革命是平行和虛實分離的概念,為什么我們提第五次而不是提第四次?因為錢學森老先生在自動化所就這么提,我們一直沿用這個概念,不管大家覺得怎么樣,這是我們的提法。
如何變革?CC是指揮控制,F(xiàn)C是聚焦和收斂,能源是從DC到FC。
這是我們提出的能源5.0的主要內(nèi)容,這是我們對新能源或者新的智能工業(yè)的理解。總體我們是用平行智能的方法做到對復雜系統(tǒng)的建模,因為能夠用數(shù)學描述出來的都是簡單系統(tǒng),復雜系統(tǒng)是用數(shù)學描述不出來的,在描述不出來的系統(tǒng)如何對它建模,如何對它管控呢?我們只有用復雜系統(tǒng)的方法,只有用大數(shù)據(jù)的方法,然后大數(shù)據(jù)填坑,中間的坑,然后用平行系統(tǒng)的方法架橋,把它架起來。
這就是三個平行機的概念。
知識機器人的概念,描述、預測、引導。講一個故事,描述、預測、引導,什么叫描述、什么叫預測、什么叫引導?這就是大數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)就是這么用的,大數(shù)據(jù)不是用來可視化的,可視化是因為沒有辦法理解它,所以你才可視化。可視化變成人能夠理解的東西。
平行與并行,并行是一個問題分很多個,有很多機器并行的處理。平行不是,平行是有十幾系統(tǒng),有很多的虛擬系統(tǒng),虛擬系統(tǒng)和實際系統(tǒng)交互,然后達到最后的目的。這就是平行系統(tǒng)的概念。
用數(shù)據(jù)說話,描述智能,我的數(shù)據(jù)有什么意思,預測智能,引導智能,我用我的東西引導你。我們每天每時每刻都經(jīng)歷這些事,比如你手里的頭條、殺熟軟件都是用大數(shù)據(jù)的方法引導你向這些公私要你干的事情其做。這深入到我們生活的每個層次,能源方面也要這么做。當然我們是做好事不是做壞事,這是描述智能、預測智能、引導智能。
它是對牛頓系統(tǒng)和默頓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換,牛頓系統(tǒng)是我對明天的預測是不一樣的,我對明天的預測和明天實際發(fā)生的事情不相關(guān),我預測明天38度,明天38度了,這是天氣預報。默頓是社會系統(tǒng),它和社會發(fā)展什么東西相關(guān)。比如有一個大咖預測今天的會議很成功,很多人會來,大家看了大咖說的就會來。這是引導這個事。牛頓系統(tǒng)和默頓系統(tǒng)就是這樣不一樣。
跨越認知鴻溝橋梁。
人機結(jié)合、知行合一、虛實一體的方面,如果我們的人工世界、現(xiàn)實世界和虛擬世界三個世界,它是在物理空間和網(wǎng)絡空間,實際上形成交集。
能源控制是什么樣的形態(tài)?我們有物理能源、人工能源系統(tǒng)、社會能源系統(tǒng),我們有明控、暗控、光控,三控合一。
能源5.0有什么新的戰(zhàn)略思維?虛實分工,整體來說就是虛實分工。有目標,社會能源與能源智聯(lián)網(wǎng)的目標。這是工業(yè)5.0的新形態(tài),為什么提虛擬數(shù)字工業(yè)的崛起?大家現(xiàn)在覺得賣一個東西,我做出一個電機或者干什么,賣出去或者做一個電網(wǎng)賣出去,運行賺錢就完了。但是以后的工業(yè)形態(tài)不是這樣的,以后的工業(yè)形態(tài)一定是伴隨著它的虛擬的軟件化的系統(tǒng)對它進行管控,而成對出現(xiàn)的。而且現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)苗頭,包括現(xiàn)在的西門子和GE,GE的數(shù)字部門,就專門做這個事情的部門已經(jīng)年收入達到150億,GE也由此躋身全球十大軟件公司行列。GE已經(jīng)變成軟件公司,你的硬件來了,我用數(shù)字工業(yè)技術(shù)來統(tǒng)治和支配你,是這樣的思路。實際上GE已經(jīng)開始轉(zhuǎn)型了。因為干這個比做東西利潤要高得多,然后它的技術(shù)含量要高得多,一個行業(yè)和另外一個行業(yè),哪個行業(yè)統(tǒng)治和被統(tǒng)治的關(guān)系,哪個行業(yè)利潤高,哪個行業(yè)的技術(shù)含量高就是統(tǒng)治行列,我就把它劃分為4個階段,比如說現(xiàn)在這種工業(yè)總線,支撐與服務,差不多是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)這樣的概念,支撐與服務,管控與主導,開始冒苗頭,就是虛擬數(shù)字工業(yè)內(nèi)生出來基于人工智能的管控手段。
如果這個階段中國還沒有研發(fā)的虛擬數(shù)字工業(yè),中國又會落后于世界工業(yè)水平一代。如果到支配與統(tǒng)治的階段,中國還沒有,中國的工業(yè)將被國外的工業(yè)所殖民。我寫的時候還沒有貿(mào)易戰(zhàn),我覺得是不是要這么些,寫了會不會挨罵,后來看中美代表商貿(mào)談判,大家有沒有關(guān)注?看它的條款,除了割地,基本上就是所有不平等條約之和。現(xiàn)在中國也不是兩百年前的中國,也不會答應,美國之所以敢這么提出條件,說明我們還是有缺陷的,在基礎工業(yè)、高科技方面還是受制于人。當然那只是美國一小部分人。
泛在的科技組織結(jié)構(gòu),社會物聯(lián)網(wǎng),社會物聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)有什么區(qū)別?物聯(lián)網(wǎng)是對物的控制和對物的驅(qū)動,社會對人要有感知,對人要有引導,就是我剛才說的用大數(shù)據(jù)的方法感知、引導,是對社會的。不僅僅是對物,還要對人,社會物聯(lián)網(wǎng)。
區(qū)塊鏈包括存儲區(qū)塊鏈。現(xiàn)在的擴容技術(shù),共識技術(shù)的發(fā)展,實際上都為能源互聯(lián)網(wǎng)、能源物聯(lián)網(wǎng)、能源智聯(lián)網(wǎng)都提出了很多東西。
我們認為區(qū)塊鏈是信用機器+真相機器,這是它的表象。它的本質(zhì)是解決了難以流通的商品化注意力與信用度的問題,革命性的擴展經(jīng)濟活動范圍和高效率經(jīng)濟。它把你的經(jīng)濟擴展了,第一次擴展是農(nóng)業(yè)品到工業(yè)品,第一次工業(yè)革命,那時候一個人一輩子就一件衣服,耶穌基督死的時候,大家都分他的衣服,把布扯掉。但是工業(yè)革命是擴展你的心理世界,你還需要衣服嗎?需要,女同志的柜櫥里面少一件,這就是擴展到心理世界。怎么擴展到你的虛擬世界去?就靠智能技術(shù)和區(qū)塊鏈,當你把經(jīng)濟擴展到這兩個空間里面去的時候,你的經(jīng)濟又會以什么樣的情況來增長?這是難以預測的。另外加一句,5年前從來沒有人會覺得可再生能源能發(fā)展的如此迅猛。今天一樣,預測還是得做,它的方向還是得做,但是究竟是發(fā)展成什么樣子,那是社會,是默頓定律。
它就是真道的系統(tǒng)。DAO,道,它就是一個真實的真道的系統(tǒng)。
很有趣的現(xiàn)象,搞電的為什么搞區(qū)塊鏈?我形容成一句話,你不搞區(qū)塊鏈,區(qū)塊鏈就搞你。去年中國花了多少電在挖幣上?千分之五的電在挖幣上,中國哪個高耗能行業(yè)可以耗千分之五的電?今年全世界千分之五的電絕大部分在中國,中國起碼是千分之7.5到8的電會花在挖幣上,后年肯定過1%,這是智能經(jīng)濟帶來的電力消耗的冰山一角。在所有社會化的智能經(jīng)濟起來之后,我們現(xiàn)在所有的耗電量可能也就是上面的一點小波動。這是可以預見的。泛在社會性大規(guī)模計算,包括移動計算、邊緣計算,包括車,剛才我們李老師提了六千萬到1億量,我們1.8億萬輛的保守估計,年銷售3.3個三峽,你怎么調(diào)度?還要建3.5個三峽的發(fā)電站怎么建?
區(qū)塊鏈和人工智能如何結(jié)合?為什么人工智能要架構(gòu)在區(qū)塊鏈上?人工智能架構(gòu)在區(qū)塊鏈上人工智能才有了主心骨,要不然你就是社會上一個、一個分散的小智能,形成不了大規(guī)模社會化的智能,只有形成社會化的智能,你這個社會才叫智能社會。人工智能和區(qū)塊鏈結(jié)合可以產(chǎn)生什么火花,我講得比較技術(shù)性,AI是理解、認識、決策,區(qū)塊鏈是安全性、記錄性。我的決策怎么樣可信,我的記錄怎么樣反過來在數(shù)據(jù)上能夠支持我的決策。最后是人工智能和區(qū)塊鏈將如何顛覆現(xiàn)在的世界,一旦成功徹底顛覆現(xiàn)在社會的運行方式。
對區(qū)塊鏈的研究是2005年開始,文章是2006年發(fā)的,第一篇文章是袁勇研員和王飛躍研究員一起發(fā)的,是自動化學報下載量最高的一篇文章,基本上國標里面都快用它中間的資料作為標準。包括和電子科大的周濤老師一起寫的,還有段永朝。
平行區(qū)塊鏈,是我們提的區(qū)塊鏈管控,復雜區(qū)塊鏈管控的方法。為什么要對區(qū)塊鏈進行管控呢?也是很好玩的問題。
新運營型模型,不要以傳統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)的看法來看新能源,新能源以后作為活的生態(tài)出現(xiàn),是要增長的,要給它增長的方法和方式和平臺。
能源智聯(lián)網(wǎng),能源智聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)三個協(xié)同:一是互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息協(xié)同,數(shù)信協(xié)同。二是物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)感控協(xié)同,感知與控制協(xié)同。三是智聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)知識與智能的協(xié)同,中間有一系列的技術(shù),大家可以看一下這篇文章,這不是給能源寫的,是給一般性的智能系統(tǒng)寫的,但是大家可以看一下。
這是針對服務轉(zhuǎn)型怎么轉(zhuǎn),GE怎么轉(zhuǎn)的,西門子怎么轉(zhuǎn)的。
能源智聯(lián)網(wǎng)就是平行系統(tǒng)+社會物聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)業(yè)區(qū)塊鏈+知識自動化和社會計算,這是我們給的公式。
后面是怎么用通證來聯(lián)合電力系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè),就不是它的支付系統(tǒng),而是有些產(chǎn)業(yè)和DOA、智能合約,產(chǎn)業(yè)自主化。
轉(zhuǎn)型的實質(zhì),軟件定義的人工體就是它轉(zhuǎn)型的實質(zhì),只有通過虛擬工業(yè)的興起,虛擬工業(yè)的建立才能提怎么服務,沒有這個東西就只能是一點、一點的在做工作,而不是一片的解決問題。
研究成果,這是我們做的DOA能源管理系統(tǒng)。這是根據(jù)paper根據(jù)QAI做的系統(tǒng),我們做了一個微電網(wǎng),微電網(wǎng)上做能源交易,用區(qū)塊鏈實現(xiàn),調(diào)度執(zhí)行是用區(qū)塊鏈實現(xiàn),就是兩層,還有分析和數(shù)據(jù),因為我們還有其他任務。
這是和國網(wǎng)、天津市合作的重大專項(見PPT)。
能源的5.0,是在真的校區(qū)里面實現(xiàn)EMS的系統(tǒng)(見PPT)。
電力資產(chǎn)大數(shù)據(jù)挖掘,這是我們想在電力資產(chǎn)方面在平行系統(tǒng)和平行智能和數(shù)據(jù)智能方面做出自己的貢獻。
這是國網(wǎng)人工智能的項目二,人工智能應用于電力系統(tǒng)的技術(shù)體系和應用研究,有6個單位在里面。
這是我們最后的目標,成為智慧社會的支柱,我們提出了往前走的路徑,不是喊一喊,我們不是領(lǐng)導,是科研機構(gòu),領(lǐng)導有目標,這個目標怎么實現(xiàn)?我們覺得智能技術(shù)+區(qū)塊鏈就是未來的路。
謝謝!
(本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理,未經(jīng)本人審核)
責任編輯:繼電保護
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