編者按 今年《政府工作報告》首次提出“人工智能+”行動。“人工智能+”是基于大模型、大數據、大算力等技術,實現人工智能對各行各業(yè)的深度融合,創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)。產經版即日起推出系列報道,聚焦人工智能如何賦能電力、快遞、制造業(yè)等領域,助力經濟新動能培育。敬請關注。
面對碳中和大考,最有效的方法是提升清潔能源占比、提高能源使用效率、加大電能替代力度。但清潔能源和電能替代是一個長期過程,通過數字技術提升能源生產使用效率,對于大多數行業(yè)和企業(yè)來說仍是實現綠色低碳發(fā)展的有效途徑。
作為數字技術發(fā)展高級形態(tài),人工智能正在改變電力生產、運行、傳輸模式,支撐新型電力系統和新型能源體系建設。隨著數字化智能化技術加速滲透,人工智能將怎樣賦能電力行業(yè)發(fā)展?風險和挑戰(zhàn)又將如何應對?
覆蓋面越來越廣
5月,光伏發(fā)電量節(jié)節(jié)攀升,如何更好消納這些清潔綠電成了一道難題。如果可以實時監(jiān)測和精準預測光伏電站運行狀態(tài),接入海量光伏電站便邁出了關鍵一步。
在分布式光伏裝機大省江蘇,國網江蘇省電力有限公司借助人工智能,利用分布式光伏可觀可測系統,實時監(jiān)測和精準預測超61萬戶2500多萬千瓦的低壓分布式光伏運行狀態(tài)。通過開展光伏出力曲線規(guī)律分析,并結合氣象預報、云圖等信息,實現了縣域級分布式光伏出力分鐘級實時觀測和未來10天短期預測。與分布式光伏實際出力相比較,實時估算準確率達97%,日前預測準確率達95%,為電網調度預測和電力平衡提供有力依據,更好服務分布式光伏就地就近消納。
電力巡檢也進入了智能化階段。5月10日,寧夏石嘴山市刮起一場大風,一條1米余長的塑料條被吹到一座變電站絕緣器上,距變電站30多公里的中央監(jiān)控室即刻接到報警信息,并精準顯示出實時畫面及位置信息。一道處理指令隨之發(fā)出,很快塑料條被清除,安全隱患被及時排除。
國網石嘴山供電公司變電運維中心監(jiān)控班班長劉江告訴記者,目前公司所轄46座變電站具備遠程智巡功能,巡視點位覆蓋率100%。可全時段、多角度精準識別異物、發(fā)熱、裂紋等缺陷,大幅度提升了缺陷核查效率。過去一組2人完成46座變電站例行巡檢約需4天,AR“智巡眼”2小時即可全部完成。
不僅是電力調度和檢修,智能化應用還拓展到全域能量治理。在浙江省杭州市蕭山區(qū),電力部門結合當地資源稟賦,使數字技術與電力業(yè)務深度融合,打造全域能量管控平臺,在確保電網安全的同時,形成更遠更廣領域輻射力,服務經濟社會發(fā)展。
國網杭州市蕭山區(qū)供電公司運檢部副主任呂斌介紹,全域能量管控平臺整合多方資源,將充電樁、企業(yè)微網、電網側儲能等海量資源匯聚,實現智能協同;集合智能融合終端、用戶側末端采集裝置等末端感知設備,實現電網實時狀態(tài)監(jiān)測、異常診斷、運行評估。
總體來看,人工智能相關技術已深入發(fā)電、輸電、變電、配電等多個環(huán)節(jié),應用方向主要包括故障檢測與預防、設備維護與優(yōu)化、電網優(yōu)化與管理、自動化報告與文檔生成、虛擬助手和客戶服務等。
發(fā)揮好先發(fā)優(yōu)勢
在“雙碳”目標下,能源系統形態(tài)深度演進變化:能源品類更加多元,電源數量大幅增加,電網架構更為復雜,能源消費靈活多變。要在確保能源安全和較低能源成本前提下,順利完成能源綠色低碳轉型,必須對傳統能源體系進行智能化改造。
據國際能源署預測,數字技術大規(guī)模應用將使油氣生產成本減少10%至20%,到2040年太陽能光伏發(fā)電和風力發(fā)電棄電率將從7%降至1.6%。研究顯示,數字技術可以幫助我國每年減少二氧化碳排放14億噸。當前,能源行業(yè)整體處于信息化向智能化邁進的過程。各類能源系統由于特性差異,發(fā)展程度不盡相同。其中,電力系統已經進入智能化階段。
國網能源研究院發(fā)布報告顯示,電力行業(yè)數字化轉型在能源中的貢獻占比超過七成,主要原因在于電力行業(yè)擁有高比例電子設備的先發(fā)優(yōu)勢。要充分利用該優(yōu)勢推動電力大數據、數字技術、數字商業(yè)模式創(chuàng)新發(fā)展。
在發(fā)電側,無論是傳統火電廠還是新能源電站,數字技術都可以賦能智慧發(fā)電,降低運行運檢成本,提升能源轉換效率,幫助電廠多發(fā)電,并支撐新能源大規(guī)模高比例并網和消納。在電網側,數字化可提升資源高效配置智能互聯能力。在用戶側,數字技術能夠實現終端用戶數據廣泛交互、充分共享和價值挖掘,提升終端用能狀態(tài)全面感知和智慧互動能力,支撐各類用能設施高效便捷接入,從而滿足各類用戶個性化、多元化、互動化用能需求。
“人工智能技術對于加快推進構建新型電力系統和新型能源體系建設意義重大。”國網江蘇省電力有限公司數字化部安全運行處副處長蔣承伶認為,人工智能作為電力行業(yè)數字化轉型重要支撐,在促進數據業(yè)務融合、挖掘海量數據價值、驅動業(yè)務優(yōu)化升級等方面具有不可替代的作用。
蔣承伶表示,以往受限于數據獲取難度大、計算分析能力不足、決策預測依賴人工等因素,電力行業(yè)存在電力供需匹配難度大、設備運檢效率不高、新能源消納效率低等痛點。計算機視覺、深度學習、神經網絡等人工智能技術以其強大的數據處理能力和學習能力,為解決這些問題提供了新途徑。
可靠性有待提升
人工智能技術應用讓電力行業(yè)嘗到了甜頭,也帶來了不可回避的問題和挑戰(zhàn)。
當前,能源電力企業(yè)智能化產品多存在應用不佳、體驗不好、創(chuàng)造價值不高等問題,關鍵技術研發(fā)布局仍存瓶頸。企業(yè)普遍反映,大數據分析、人工智能、區(qū)塊鏈等智能化技術研發(fā)未緊密結合行業(yè)應用場景,系統兼容性問題普遍存在,很多重要系統尚無成熟的可替代產品或方案。
記者采訪發(fā)現,人工智能在電力行業(yè)應用仍處于初試階段,大多數只在點上燃起星星之火,尚未形成燎原之勢,應用智能化水平仍有提升空間。
南方電網有限責任公司黨組書記、董事長孟振平提到,當前人工智能正處于從感知智能到認知智能、決策智能快速演變的關鍵時期。要深耕電力行業(yè)大模型開發(fā),加快形成規(guī)模化應用供給能力。發(fā)揮能源電力行業(yè)需求規(guī)模大、產業(yè)配套全、應用場景多的優(yōu)勢,深化人工智能在生產運行、客戶服務、新興業(yè)務等領域的應用,挖掘更多高價值業(yè)務場景,帶動人工智能技術產品加速迭代升級。
值得注意的是,隨著人工智能在能源電力行業(yè)逐步推廣,行業(yè)數字技術架構日趨復雜,信息系統穩(wěn)定安全運行風險更加集中。一方面,面對復雜多變的作業(yè)現場環(huán)境、應用需求,人工智能識別率、誤報率、漏報率等性能指標能否滿足應用要求,人工智能的算力能否滿足現場需求,都要經過充分測試。另一方面,人工智能技術也給不法分子提供了新攻擊手段。基于人工智能技術的數據投毒、算法后門、對抗樣本攻擊等,給電網信息安全帶來了新挑戰(zhàn)。
南京大學人工智能學院教授李宇峰表示,人工智能在帶來便利的同時,也帶來了一定安全風險。應建立全面有效治理機制,發(fā)展穩(wěn)健機器學習理論方法體系,更好地將人工智能技術安全應用到電力領域。
原標題:人工智能讓電力系統更聰明
記者:王軼辰
責任編輯:方經綸、陳鍵
網頁編輯:蘇偉