人工智能在新一代电力系统中的应用前景分析

发布时间：2020-08-06

　　摘要：人工智能技术在提高大电网驾驭能力、保障能源安全，更好地服务经济社会发展等领域可发挥积极作用，为建设“广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控” 新一代电力系统提供支撑。论文首先研究了人工智能当前应用现状并研判未来发展趋势，其次提出了人工智能在电网的智慧调度、智能巡检、设备本质安全、客户服务等领域的具体应用场景，最后给出电网公司发展人工智能的重点建议。

　　关键词：人工智能;智慧调度;设备画像;客户服务;新一代电力系统

　　0引言

　　能源是我国经济社会发展的重要基础，当前我国正处于新能源大规模接入的能源革命重要时期，构建“广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控”新一代电力系统成为能源转型的关键路径。智能互动要求人工智能和电力物理系统未来深度融合，具体为：一是源头上大规模间歇性电源大量接入需要智能化，使分布式光伏、风电、大规模风电厂友好接入;二是用户与电网公司、发电公司的互动，也就是通过智能技术提高以客户为中心的多元化负荷互动水平;三是整个电力系统智能化，包括新的输电技术、用户多元化用电特性、生产者消费者于一身、新型综合能源系统、以电为中心融入到电网等。

　　人工智能在新一代电力系统中的应用前景分析相关期刊推荐：《电力信息与通信技术》(月刊)(ISSN1672-4844)由国家电网公司主管、中国电力科学研究院主办，是目前电力行业在国内外公开发行、唯一专门反映电力行业信息通信建设成果及应用的专业技术刊物。目前，设有：产业政策、权威视点、人物专访、专家论坛、封面故事、它山之石、产业动态、实用技巧等栏目。有投稿需求的作者，可以咨询本站在线编辑。

　　随着物联网、云计算、大数据技术的发展，人工智能在电力的应用再次成为研究热点，人工智能在电力系统、智慧能源、智能电网的一些应用场景。2018 年4月，国家电网公司正式下发文件批准设立中国电科院人工智能应用研究所，加强电网领域人工智能技术的研发攻关和技术推广。

　　1人工智能的发展现状及趋势

　　1.1人工智能应用现状

　　人工智能在能源电力领域的研究与应用实践还处于起步阶段。2017年在美国芝加哥举办了能源领域 AI峰会，Duke Energy、South California Edison 和PG&E 等知名电力企业展示了人工智能在电力领域的研究与应用实践，设立了专门的部门搭建数据分析和机器学习平台，研究人工智能在能源领域的应用。

　　1.2人工智能发展趋势

　　人工智能将对重复性高、交互性强、跨领域学习特征明显的领域带来重大变革。相比传统执行既定命令的自动化，人工智能将赋予机器“大脑”，使其具备自主感知环境、自主学习决策、自主执行操作的能力。未来人类将从人工智能变革中获益更多，人类更多的是负责决定哪些问题值得解决以及为什么，人工智能负责解决问题，人工智能成为人类智慧通过其他方式的延续。

　　2人工智能在新一代电力系统中的应用场景

　　人工智能在新一代电力系统中的应用有利于高效调配资源，大幅降低运营成本，拓展电网服务的广度和深度，形成一种高度智能化的电网运营形态。在电力调度、巡检、营销、本质安全、经营管理等领域具有丰富的应用场景。

　　2.1电网智慧调度

　　通过建设电网智慧调度大脑，从全局协调源-网-荷多种因素，实现精准、快速的智能调度。基于深度学习等人工智能技术建设电网智慧调度大脑，具有电网运行机理深度分析、调控规程自主理解学习、故障快速处置等特点，可实时分析电网暂稳态运行情况，自动识别电网失稳机理进行事件快速链接，在线生成调整稳控方案;自主理解学习调度规程文本，挖掘调控行为模式，自动生成调控任务、构建专家规则库、自动导航处置任务等;在线研判大电网未来潮流及风险监测预警，快速搜索特高压电网关键连锁故障路径，自主隔离电网故障，重构电网拓扑，最大限度地保障电网安全及供电可靠性水平。

　　2.2设备本质安全

　　通过建立设备“画像”，实时识别设备状态和评估风险，有效提升设备本质安全水平。电网50%以上安全事故都是由设备引起的。通过对设备全生命周期，包括招标采购、投产、运行、维护、检修等全过程跟踪分析，进行设备“画像”和健康状况评分。扫描设备即可自动识别设备画像，显示设备品质、使用轨迹、健康状况、寿命周期等信息，并给出风险源预警，可及时、有针对性管理设备，降低发生设备和电网运行事故的概率。

　　2.3客户服务

　　通过构建公司统一语言资源库，研发智能交互系统，实现客户服务的智能高效、模式先进、稳定可靠。电网客户服务中心具有 7×24 智能交互技术需求，基于自然语言处理等人工智能技术，对公司历史客户咨询电话记录进行智能语义分析，并结合电网专业知识库，构建公司统一语言资源库。

　　2.4电力巡检

　　通过研发“类人眼” 的分布式智能协同机器人，实现电力巡检作业全景化、精益化、无人化。现有巡检方式中，巡检机器人存在巡视范围有限以及拍摄角度、光照、气象环境等原因导致设备外观识别、细节识别能力不够的问题; 无人机设备存在续航能力有限、缺陷发现时效性差的缺点;人工巡检面临环境恶劣、安全风险高的难点。基于图像识别等人工智能技术研发“类人眼”的分布式智能协同机器人，具有灵活移动、末端定位精度高、全方位图像采集、在线识别故障、群智作业等特点。

　　人工智能技术在电网各领域的渗透与融合是电网智能化的发展方向，正如自动化、信息化技术革命一样，人工智能将从宏观到微观领域全面变革电力系统和电网运营管理，开创电网发展的全新范式，推动建设新一代电力系统。

　　3电网公司发展人工智能的建议

　　人工智能在电力系统应用需要电网公司结合自身优势全力推进。电网公司发展人工智能具有如下优势：一是庞大的数据资产基础，电网公司拥有涵盖电网发展和运行数据、电力交易结算数据、用户用能数据等，数据完备、价值密度高，同时数据查询、分析、报表等工具完备; 二是电网公司基础通信设施完善，已构建了专门的数据通信网，确保数据可以实时高效传输; 三是在云计算、大数据方面研究应用已有一定基础，已建成了“调控云”、光伏云网等; 四是电网公司拥有丰富的人工智能应用场景，例如大电网运行控制、电网自愈、输变电线路监测、营销、本质安全、经营管理等领域。

　　4总结

　　人工智能技术在电网相关领域的渗透与融合是电网发展重要方向，作为运营全世界最复杂人工非线性系统的电网企业，肩负着推进能源转型的重要使命。电网企业发展人工智能，在基础研究方面应以合作、吸收最前沿理论、技术、工具为主，重点是推进应用的落地。——论文作者：张轲