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智能革命:人工智能开启数智化坚强电网时代

   日期:2024-02-06     来源:科技日报    作者:angle     评论:0    
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 科技日报记者 张晔 通讯员 黄蕾

近日,受寒潮影响,江苏出现大范围雨雪天气,2月2日,江苏最高用电负荷达到10209万千瓦,较上年冬季最高负荷增长17.7%。

江苏是典型的用电大省、资源小省,在全省用电“尖峰时刻”,南瑞集团研发的人工智能负荷预测系统发挥关键作用,负荷预测日前准确率高达97.8%,为保障冬季寒潮期间电力平稳有序供应提供了支撑。

近年来,我国加快推进新型电力系统和新型能源体系建设,能源电力行业人工智能应用需求快速增长。如何利用人工智能技术赋能产业发展,让电力供应更加清洁低碳、安全可控成为电网企业探索与研究的方向。

互联网企业入局电力智能化转型

人工智能技术不再局限于解放人类的重复劳动,而是更多地参与一些创意性、决策性工作。

人工智能技术对于加快推进构建新型电力系统和新型能源体系建设意义重大。国网江苏电力数字化部蒋承伶认为,当前人工智能技术目前正迎来第三次发展浪潮。人工智能作为电力行业数字化转型的重要支撑,在促进数据业务融合,挖掘海量数据价值、驱动业务优化升级等方面具有不可替代的核心作用,能够赋能发、输、变、配、用、安监、基建以及企业管理等多领域智能化应用。

恰好,大模型平台作为人工智能产业发展的热点方向,能够持续降低AI开发与应用门槛,推动着人工智能向着通用化、工业化、集约化发展。

目前,华为、阿里、腾讯、百度等企业都宣布将电力作为其大模型的重点垂直应用领域,共同构筑协同创新的人工智能应用生态,更好地助力能源电力行业数字化智能化转型。2023年7月,华为云面向业界发布了盘古大模型3.0,能够实现企业“定制”自己的专属大模型,其中便包括电力智慧巡检应用。根据百度文心一言介绍,其打造的电力行业大模型覆盖了电力知识问答系统、电力文档智能分析等多个能源行业应用场景。

国内电力企业也在人工智能平台上发力。国网公司建设了覆盖总部及27家省公司的人工智能“两库一平台”及通用组件基础支撑能力;南方电网打造大模型“大瓦特”,构建了电力行业人工智能高效便捷的数字化基础平台。近年来,无人机、机器人也广泛应用于我国电网设备的巡视与检测工作中,其高效运转的背后,便是人工智能平台的支撑。

人工智能平台和电力大模型的发展,对促进电力行业良性互动、提升行业内密切合作程度、打通能源电力行业上下游企业壁垒的效用正在显现。

人工智能让电网更加智慧坚强

当前,人工智能与传统行业的深度融合正引领一场经济形态的革命。电力企业也在抢抓人工智能发展机遇,推进新型电力系统建设,助力能源电力行业数字化转型。

蒋承伶告诉记者,以往,受限于数据获取难度大、计算分析能力不足、决策预测依赖人工等因素,电力行业存在电力供需匹配难度大、设备运检效率不够高、新能源消纳效率低等痛点。计算机视觉、深度学习、神经网络等人工智能技术以其强大的数据处理能力和学习能力,为解决这些问题提供了新途径。

在江苏南京110千伏鼓楼变电站,一体式轻量化声纹感知装备昼夜不停地监听着变压器的运行状态,这位忠诚而不知疲倦的变电设备健康卫士通过深度学习技术,对自己听到的9万余条声纹数据,开展局部放电、机械异响等缺陷声纹特征学习,实现10分钟内对多种故障的准确识别预警。

蒋承伶介绍,将人工智能技术融入数据监测和故障识别的环节,改善分析决策的精准度,已成为电网企业应用人工智能技术的一个重要指导思路。

目前,无论在传统的输电、变电、配电各环节,还是在新能源领域,人工智能技术都在改变着原有的生态,让电网更智慧、更坚强。

在新能源领域,精准而快速的新能源装机资源、出力预测是实现能源管理和使用的关键,为实现“双碳”目标起到了不容忽视的作用。

国网江苏电科院利用计算机视觉的图像分析能力和长短期神经网络的时间序列分析能力,对屋顶光伏资源以及实时出力进行预测,实现了新能源的高效利用。

在人工智能技术加持下,国网江苏电科院研发的辨识技术像一个“超级侦探”,通过查看卫星地图,找出全国所有可能适合安装太阳能板的屋顶。目前,已测算出全省可开发屋顶光伏面积达970平方千米。

同时,在长短期神经网络分析光伏出力曲线规律基础上,叠加气象云图分析,国网江苏电科院实现江苏全省50多万户,2300多万千瓦的低压分布式光伏运行状态实时监测和精准预测,全省分布式光伏实时出力估算准确度达到96%以上。

“人工智能+电力”须以人为本、安全应用

随着人工智能在电力领域的广泛应用,人工智能应用的安全问题也成为业界关注的对象。

一方面,面对复杂多变的作业现场环境、应用需求,人工智能识别率、误报率、漏报率等性能指标能否满足应用要求,人工智能的算力能否满足现场需求,都需要经过充分测试。另一方面,人工智能技术也给各种攻击者提供了新的攻击手段,基于人工智能技术的数据投毒、算法后门、对抗样本攻击等,也对电网信息安全带来了新的挑战。

“人工智能带来便利的同时也带来了一定的安全风险,建立全面而有效的治理机制,发展稳健机器学习理论方法体系,更好地将人工智能技术应用到电力领域。”南京大学人工智能学院李宇峰教授说。

国网江苏电力设备部付慧介绍,目前,国网江苏电力已经建成输电、变电算法评估平台,在这个平台上,涉及各种电力设备的人工智能算法可以一较高下,为进入实际应用做好准备。

针对运用了人工智能技术的新型攻击手段,电网也同样利用人工智能算法检测恶意活动,并在其造成损害之前提醒操作员,保护电网免受网络攻击和其他威胁。国网江苏电科院基于人工智能技术研发了程序语义智能分析模型、软件供应链开源组件知识图谱等网络安全督查检测工具,应用于全省信息系统入网安全检测,大幅度提高漏洞检测准确率及高效性,漏洞自动化识别准确率超过98%,检测校核时间缩短了60%,2023年,累计发现并处置漏洞10万余个,有力支撑江苏电力系统运行安全风险管控。

“人工智能安全是一项长期而艰巨的任务,需要我们持续的关注和不断的努力,推动人工智能技术的健康发展,确保它能够造福人类社会,而不是成为威胁。”国网江苏电科院数字化中心主任赵新冬说。

 
 
 
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