近期，寧夏首個(gè)集物資智能存取、節能設備應用及用能質(zhì)量監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(guò)運用“源網(wǎng)荷儲”一體化等技術(shù)，倉庫實(shí)現光伏發(fā)電就地消納、光儲充用協(xié)同優(yōu)化控制、智慧供電穩定運行。
近年來(lái)，隨著(zhù)我國加快推進(jìn)新型電力系統和新型能源體系建設，電力行業(yè)對人工智能應用的需求愈發(fā)增大。
作為引領(lǐng)未來(lái)的戰略性技術(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(wèn)題?
多地制定計劃推動(dòng)實(shí)踐
新型電力系統是實(shí)現能源轉型的重要載體。伴隨著(zhù)能源轉型進(jìn)程步入關(guān)鍵期，電力行業(yè)數字化智能化迎來(lái)前所未有的發(fā)展，人工智能成為加快構建新型電力系統和新型能源體系建設的關(guān)鍵引擎。
2023年3月，國家能源局印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)能源數字化智能化發(fā)展的若干意見(jiàn)》，提出以數字化智能化電網(wǎng)支撐新型電力系統建設，探索人工智能及數字孿生在電網(wǎng)智能輔助決策和調控方面的應用。
今年《政府工作報告》首次提出，深化大數據、人工智能等研發(fā)應用，開(kāi)展“人工智能+”行動(dòng)。中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加快經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展全面綠色轉型的意見(jiàn)》明確，深化人工智能、大數據、云計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等在電力系統、工農業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、建筑建設運行等領(lǐng)域的應用，實(shí)現數字技術(shù)賦能綠色轉型。
“人工智能技術(shù)有助于新型電力系統實(shí)現精準建模、高效分析及智能決策控制，是構建新型電力系統的關(guān)鍵支撐技術(shù)。它能夠通過(guò)數據分析、智能預測、優(yōu)化控制等手段，提高電力系統的安全性、可靠性和效率。”中國企業(yè)資本聯(lián)盟副理事長(cháng)柏文喜在接受中國城市報記者采訪(fǎng)時(shí)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(dòng)態(tài)、不確定、機理模糊、控制復雜等難題的具體手段，支撐新能源大規模供給消納，使新型電力系統更加有序、智能。
多地積極響應國家政策，加大對人工智能在電力行業(yè)應用的關(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(dòng)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)架構建，實(shí)現電力供應從緊平衡狀態(tài)逐步過(guò)渡到安全充裕;加快布局新型電力設施，推進(jìn)調峰電站、虛擬電廠(chǎng)建設，推動(dòng)“源隨荷動(dòng)”向“源網(wǎng)荷互動(dòng)”轉變。
之后不久，北京市發(fā)展改革委等多個(gè)部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《北京市推動(dòng)“人工智能+”行動(dòng)計劃(2024—2025年)》，提出建設大模型電力管理與規劃平臺，實(shí)現大模型在電力智能巡檢、電力優(yōu)化調度、故障診斷維護等場(chǎng)景應用以及夏季高峰用電分析及缺口預警、綠電使用評估、電力網(wǎng)絡(luò )及設備規劃等功能。
此外，河南省先后發(fā)布《河南省推動(dòng)“人工智能+”行動(dòng)計劃(2024—2026年)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《計劃》)和《河南省算力基礎設施發(fā)展規劃(2024—2026年)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規劃》)。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)等系統融合應用，重點(diǎn)推動(dòng)在電網(wǎng)管理、預測性維護、智能資源管理等方面應用，實(shí)現能源生產(chǎn)、消費、儲存和管理智能化?！兑巹潯穭t提出，推動(dòng)算力與電力協(xié)同發(fā)展，提升電力與算力協(xié)調輸送能力。
電力行業(yè)多場(chǎng)景智能升級
在政策暖風(fēng)吹拂下，電力行業(yè)轉型升級取得顯著(zhù)進(jìn)展，人工智能讓電力系統更“聰明”。
從具體應用場(chǎng)景來(lái)看，作為新型電力系統中最為成熟的調節電源，抽水蓄能產(chǎn)業(yè)已成為我國新能源基礎設施網(wǎng)絡(luò )的重要組成部分。日前，我國自主研發(fā)的首個(gè)抽水蓄能大模型正式投用，有助于提升電網(wǎng)調峰儲能的能力。
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據分析平臺，具有抽水蓄能機組設備維護的整套知識，可以對技術(shù)人員的語(yǔ)言指令智能識別，主動(dòng)提取設備有關(guān)信息數據，自主操控分析工具，在效率上提高了50%。有了大模型的助力，平臺可以對裝機規模1028萬(wàn)千瓦的7座抽水蓄能電站設備進(jìn)行深度智能管理，實(shí)現狀態(tài)預警分析、資產(chǎn)線(xiàn)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智公司相關(guān)負責人表示，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(wàn)個(gè)監測點(diǎn)數據的實(shí)時(shí)采集和9000個(gè)算法的自主調用，84個(gè)智能巡檢場(chǎng)景替代了原來(lái)九成以上的人工線(xiàn)下巡檢，保證抽蓄電站隨時(shí)響應電網(wǎng)調度需求。
過(guò)去依靠人力翻山越嶺的電網(wǎng)巡檢模式，如今已被無(wú)人機巡檢所取代。比如，安徽合肥共有配電網(wǎng)架空線(xiàn)路1436條，長(cháng)度超1.5萬(wàn)千米，僅依靠人工巡視不僅效率不高，也很難及時(shí)發(fā)現隱患缺陷。為了解決這些問(wèn)題，從2022年起，合肥供電公司全面構建無(wú)人機配電網(wǎng)智能巡檢體系，全市64臺無(wú)人機常態(tài)化對重要線(xiàn)路開(kāi)展巡檢，平均20分鐘可完成1千米線(xiàn)路的巡檢工作，較人工巡檢效率提升80%以上。目前，合肥正在積極構建“互動(dòng)型”無(wú)人機電網(wǎng)巡檢體系，其中濱湖科學(xué)城為安徽省首個(gè)試點(diǎn)。合肥供電公司數智配網(wǎng)部相關(guān)負責人介紹，系統每天自動(dòng)開(kāi)展兩次精益化巡檢，其間實(shí)時(shí)將數據傳回系統后臺并進(jìn)行診斷分析，全過(guò)程無(wú)須人工介入。
電力調度也進(jìn)入了智能化階段。隨著(zhù)人工智能的加速融合，“數字員工”應運而生，虛擬數字智慧調度員、配網(wǎng)AI調度員等在電力調度崗位大顯身手。浙江杭州供電公司的智慧調度員具有智能成票、網(wǎng)絡(luò )化收發(fā)令、智能監屏、智能搶修指揮等四大核心技能，可自動(dòng)生成電纜線(xiàn)路遷改、新設開(kāi)關(guān)站等四類(lèi)典型場(chǎng)景的調度指令票，替代人工收發(fā)調度指令。“小通”是江蘇南通供電公司的配網(wǎng)AI調度員，融合了語(yǔ)音識別、語(yǔ)音生成、自然語(yǔ)言處理、流程自動(dòng)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(dòng)通知等能力。今年，江蘇蘇州供電公司在全省率先實(shí)現了電力主動(dòng)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(cháng)”3.0系統在主動(dòng)搶修中起到了關(guān)鍵作用。
能耗問(wèn)題不容忽視
“在發(fā)電側，人工智能可以通過(guò)預測、建模、分析、優(yōu)化控制等核心應用，提高發(fā)電效率和可再生能源的利用率。比如，利用強化學(xué)習等方法，能夠讓人工智能自適應變量的不確定性，這有助于對高維、非線(xiàn)性問(wèn)題求解尋優(yōu)，實(shí)現源網(wǎng)荷儲優(yōu)化運行。在電網(wǎng)側，人工智能可以通過(guò)智能監測巡檢，如無(wú)人機巡檢等，來(lái)提高巡檢效率及故障定位的準確性。在用戶(hù)側，人工智能技術(shù)可以通過(guò)負荷預測與管理，為虛擬電廠(chǎng)調度提供決策，以避免負荷不足或超負荷情況的發(fā)生。”柏文喜說(shuō)。
在人工智能技術(shù)加持下，電力行業(yè)向著(zhù)更加智能化、高效化、可持續化的方向加速邁進(jìn)。然而，現階段人工智能在電力行業(yè)的應用處于初步探索時(shí)期，多是單點(diǎn)突破，距離規?；?、系統化尚有差距。與此同時(shí)，人工智能的安全問(wèn)題日益凸顯。
“隨著(zhù)人工智能技術(shù)的廣泛應用，信息系統穩定安全運行的風(fēng)險更加集中，‘數據投毒’‘算法后門(mén)’等攻擊手段給電網(wǎng)信息安全帶來(lái)了新的威脅。此外，人工智能技術(shù)的算力需求大，能耗問(wèn)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(shū)長(cháng)袁帥說(shuō)。
北京市社會(huì )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)的應用前景廣闊，但電力行業(yè)在應用人工智能時(shí)面臨技術(shù)成熟度不足、人才短缺、法規政策滯后以及經(jīng)濟性與可持續性較弱等亟待解決的堵點(diǎn)、痛點(diǎn)。特別是能耗問(wèn)題，成為制約人工智能在電力行業(yè)廣泛應用的主要障礙。
中國城市報記者了解到，目前，我國已建成全球規模最大的電力供應系統和清潔發(fā)電體系，其中，水電、風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)發(fā)電及在建核電規模多年位居世界第一。
國家能源局相關(guān)數據顯示，今年前三季度，全國可再生能源發(fā)電新增裝機2.1億千瓦，同比增長(cháng)21%，占電力新增裝機的86%。其中，風(fēng)電太陽(yáng)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2.51萬(wàn)億千瓦時(shí)，同比增加20.9%，約占全部發(fā)電量的35.5%。
這意味著(zhù)，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(lái)，要緩解人工智能的能耗問(wèn)題，不僅可以利用綠色能源為人工智能系統供電，減少其對傳統能源的依賴(lài)，還可以通過(guò)優(yōu)化算法與硬件設計，降低人工智能系統的運行能耗。同時(shí)，開(kāi)發(fā)智能節能技術(shù)，實(shí)現系統能耗的實(shí)時(shí)監測與優(yōu)化。此外，結合云計算與邊緣計算技術(shù)，實(shí)現計算任務(wù)的分布式處理，減輕本地設備的能耗負擔。“政府還應出臺相關(guān)政策引導和支持人工智能系統的節能降耗工作，并助推制定相關(guān)能耗標準和評估體系。”王鵬說(shuō)。
中國城市報記者 朱俐娜
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