近期，寧夏首個集物資智能存取、節(jié)能設(shè)備應(yīng)用及用能質(zhì)量監(jiān)測于一體的電力物資示范倉庫——國網(wǎng)銀川供電公司濱河倉庫建成投用。通過運(yùn)用“源網(wǎng)荷儲”一體化等技術(shù)，倉庫實現(xiàn)光伏發(fā)電就地消納、光儲充用協(xié)同優(yōu)化控制、智慧供電穩(wěn)定運(yùn)行。
近年來，隨著我國加快推進(jìn)新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè)，電力行業(yè)對人工智能應(yīng)用的需求愈發(fā)增大。
作為引領(lǐng)未來的戰(zhàn)略性技術(shù)，人工智能如何賦能電力行業(yè)、助力新型電力系統(tǒng)發(fā)展?“人工智能+電力”面臨哪些潛在風(fēng)險?如何破解人工智能的能耗問題?
多地制定計劃推動實踐
新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要載體。伴隨著能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程步入關(guān)鍵期，電力行業(yè)數(shù)字化智能化迎來前所未有的發(fā)展，人工智能成為加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè)的關(guān)鍵引擎。
2023年3月，國家能源局印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》，提出以數(shù)字化智能化電網(wǎng)支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)，探索人工智能及數(shù)字孿生在電網(wǎng)智能輔助決策和調(diào)控方面的應(yīng)用。
今年《政府工作報告》首次提出，深化大數(shù)據(jù)、人工智能等研發(fā)應(yīng)用，開展“人工智能+”行動。中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加快經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》明確，深化人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等在電力系統(tǒng)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、建筑建設(shè)運(yùn)行等領(lǐng)域的應(yīng)用，實現(xiàn)數(shù)字技術(shù)賦能綠色轉(zhuǎn)型。
“人工智能技術(shù)有助于新型電力系統(tǒng)實現(xiàn)精準(zhǔn)建模、高效分析及智能決策控制，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)。它能夠通過數(shù)據(jù)分析、智能預(yù)測、優(yōu)化控制等手段，提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和效率。”中國企業(yè)資本聯(lián)盟副理事長柏文喜在接受中國城市報記者采訪時表示，此外，人工智能技術(shù)還能提供解決能源互聯(lián)網(wǎng)動態(tài)、不確定、機(jī)理模糊、控制復(fù)雜等難題的具體手段，支撐新能源大規(guī)模供給消納，使新型電力系統(tǒng)更加有序、智能。
多地積極響應(yīng)國家政策，加大對人工智能在電力行業(yè)應(yīng)用的關(guān)注和支持。
今年5月，四川省成都市發(fā)布《成都市人工智能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展三年行動計劃(2024—2026年)》，把“提供充足能源保障”作為重點(diǎn)任務(wù)之一。其中明確，提升城市供電能力，加速推進(jìn)成都電網(wǎng)“立體雙環(huán)”網(wǎng)架構(gòu)建，實現(xiàn)電力供應(yīng)從緊平衡狀態(tài)逐步過渡到安全充裕;加快布局新型電力設(shè)施，推進(jìn)調(diào)峰電站、虛擬電廠建設(shè)，推動“源隨荷動”向“源網(wǎng)荷互動”轉(zhuǎn)變。
之后不久，北京市發(fā)展改革委等多個部門聯(lián)合發(fā)布《北京市推動“人工智能+”行動計劃(2024—2025年)》，提出建設(shè)大模型電力管理與規(guī)劃平臺，實現(xiàn)大模型在電力智能巡檢、電力優(yōu)化調(diào)度、故障診斷維護(hù)等場景應(yīng)用以及夏季高峰用電分析及缺口預(yù)警、綠電使用評估、電力網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備規(guī)劃等功能。
此外，河南省先后發(fā)布《河南省推動“人工智能+”行動計劃(2024—2026年)》(以下簡稱《計劃》)和《河南省算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展規(guī)劃(2024—2026年)》(以下簡稱《規(guī)劃》)。其中，《計劃》提出，加快人工智能與電力、能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、電力全域物聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)融合應(yīng)用，重點(diǎn)推動在電網(wǎng)管理、預(yù)測性維護(hù)、智能資源管理等方面應(yīng)用，實現(xiàn)能源生產(chǎn)、消費(fèi)、儲存和管理智能化?！兑?guī)劃》則提出，推動算力與電力協(xié)同發(fā)展，提升電力與算力協(xié)調(diào)輸送能力。
電力行業(yè)多場景智能升級
在政策暖風(fēng)吹拂下，電力行業(yè)轉(zhuǎn)型升級取得顯著進(jìn)展，人工智能讓電力系統(tǒng)更“聰明”。
從具體應(yīng)用場景來看，作為新型電力系統(tǒng)中最為成熟的調(diào)節(jié)電源，抽水蓄能產(chǎn)業(yè)已成為我國新能源基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。日前，我國自主研發(fā)的首個抽水蓄能大模型正式投用，有助于提升電網(wǎng)調(diào)峰儲能的能力。
中國城市報記者了解到，這套抽水蓄能大模型嵌入在我國第三代抽水蓄能人工智能數(shù)據(jù)分析平臺，具有抽水蓄能機(jī)組設(shè)備維護(hù)的整套知識，可以對技術(shù)人員的語言指令智能識別，主動提取設(shè)備有關(guān)信息數(shù)據(jù)，自主操控分析工具，在效率上提高了50%。有了大模型的助力，平臺可以對裝機(jī)規(guī)模1028萬千瓦的7座抽水蓄能電站設(shè)備進(jìn)行深度智能管理，實現(xiàn)狀態(tài)預(yù)警分析、資產(chǎn)線上管理、檢修策略制定等功能，智能化程度提高30%。
南網(wǎng)儲能公司旗下啟鳴數(shù)智公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，大模型讓這套抽水蓄能人工智能平臺賦能安全生產(chǎn)的力度不斷加大。依托42萬個監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)的實時采集和9000個算法的自主調(diào)用，84個智能巡檢場景替代了原來九成以上的人工線下巡檢，保證抽蓄電站隨時響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度需求。
過去依靠人力翻山越嶺的電網(wǎng)巡檢模式，如今已被無人機(jī)巡檢所取代。比如，安徽合肥共有配電網(wǎng)架空線路1436條，長度超1.5萬千米，僅依靠人工巡視不僅效率不高，也很難及時發(fā)現(xiàn)隱患缺陷。為了解決這些問題，從2022年起，合肥供電公司全面構(gòu)建無人機(jī)配電網(wǎng)智能巡檢體系，全市64臺無人機(jī)常態(tài)化對重要線路開展巡檢，平均20分鐘可完成1千米線路的巡檢工作，較人工巡檢效率提升80%以上。目前，合肥正在積極構(gòu)建“互動型”無人機(jī)電網(wǎng)巡檢體系，其中濱湖科學(xué)城為安徽省首個試點(diǎn)。合肥供電公司數(shù)智配網(wǎng)部相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，系統(tǒng)每天自動開展兩次精益化巡檢，其間實時將數(shù)據(jù)傳回系統(tǒng)后臺并進(jìn)行診斷分析，全過程無須人工介入。
電力調(diào)度也進(jìn)入了智能化階段。隨著人工智能的加速融合，“數(shù)字員工”應(yīng)運(yùn)而生，虛擬數(shù)字智慧調(diào)度員、配網(wǎng)AI調(diào)度員等在電力調(diào)度崗位大顯身手。浙江杭州供電公司的智慧調(diào)度員具有智能成票、網(wǎng)絡(luò)化收發(fā)令、智能監(jiān)屏、智能搶修指揮等四大核心技能，可自動生成電纜線路遷改、新設(shè)開關(guān)站等四類典型場景的調(diào)度指令票，替代人工收發(fā)調(diào)度指令。“小通”是江蘇南通供電公司的配網(wǎng)AI調(diào)度員，融合了語音識別、語音生成、自然語言處理、流程自動化等先進(jìn)的人工智能技術(shù)，目前已具備自主竣工催辦、故障信息自動通知等能力。今年，江蘇蘇州供電公司在全省率先實現(xiàn)了電力主動搶修服務(wù)模式全市覆蓋，人工智能供電服務(wù)指揮員“小湯班長”3.0系統(tǒng)在主動搶修中起到了關(guān)鍵作用。
能耗問題不容忽視
“在發(fā)電側(cè)，人工智能可以通過預(yù)測、建模、分析、優(yōu)化控制等核心應(yīng)用，提高發(fā)電效率和可再生能源的利用率。比如，利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)等方法，能夠讓人工智能自適應(yīng)變量的不確定性，這有助于對高維、非線性問題求解尋優(yōu)，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲優(yōu)化運(yùn)行。在電網(wǎng)側(cè)，人工智能可以通過智能監(jiān)測巡檢，如無人機(jī)巡檢等，來提高巡檢效率及故障定位的準(zhǔn)確性。在用戶側(cè)，人工智能技術(shù)可以通過負(fù)荷預(yù)測與管理，為虛擬電廠調(diào)度提供決策，以避免負(fù)荷不足或超負(fù)荷情況的發(fā)生。”柏文喜說。
在人工智能技術(shù)加持下，電力行業(yè)向著更加智能化、高效化、可持續(xù)化的方向加速邁進(jìn)。然而，現(xiàn)階段人工智能在電力行業(yè)的應(yīng)用處于初步探索時期，多是單點(diǎn)突破，距離規(guī)?；⑾到y(tǒng)化尚有差距。與此同時，人工智能的安全問題日益凸顯。
“隨著人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，信息系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的風(fēng)險更加集中，‘數(shù)據(jù)投毒’‘算法后門’等攻擊手段給電網(wǎng)信息安全帶來了新的威脅。此外，人工智能技術(shù)的算力需求大，能耗問題也不容忽視。”中關(guān)村物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書長袁帥說。
北京市社會科學(xué)院副研究員王鵬也告訴中國城市報記者，人工智能在電力行業(yè)的應(yīng)用前景廣闊，但電力行業(yè)在應(yīng)用人工智能時面臨技術(shù)成熟度不足、人才短缺、法規(guī)政策滯后以及經(jīng)濟(jì)性與可持續(xù)性較弱等亟待解決的堵點(diǎn)、痛點(diǎn)。特別是能耗問題，成為制約人工智能在電力行業(yè)廣泛應(yīng)用的主要障礙。
中國城市報記者了解到，目前，我國已建成全球規(guī)模最大的電力供應(yīng)系統(tǒng)和清潔發(fā)電體系，其中，水電、風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)發(fā)電及在建核電規(guī)模多年位居世界第一。
國家能源局相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，今年前三季度，全國可再生能源發(fā)電新增裝機(jī)2.1億千瓦，同比增長21%，占電力新增裝機(jī)的86%。其中，風(fēng)電太陽能發(fā)電合計新增突破2億千瓦。今年前三季度，全國可再生能源發(fā)電量達(dá)2.51萬億千瓦時，同比增加20.9%，約占全部發(fā)電量的35.5%。
這意味著，新能源或許將成為化解人工智能耗能困境的關(guān)鍵要素。
在王鵬看來，要緩解人工智能的能耗問題，不僅可以利用綠色能源為人工智能系統(tǒng)供電，減少其對傳統(tǒng)能源的依賴，還可以通過優(yōu)化算法與硬件設(shè)計，降低人工智能系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。同時，開發(fā)智能節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)能耗的實時監(jiān)測與優(yōu)化。此外，結(jié)合云計算與邊緣計算技術(shù)，實現(xiàn)計算任務(wù)的分布式處理，減輕本地設(shè)備的能耗負(fù)擔(dān)。“政府還應(yīng)出臺相關(guān)政策引導(dǎo)和支持人工智能系統(tǒng)的節(jié)能降耗工作，并助推制定相關(guān)能耗標(biāo)準(zhǔn)和評估體系。”王鵬說。
中國城市報記者 朱俐娜
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