人工智能在供電能效服務(wù)中的應(yīng)用

緒論：在尋找寫(xiě)作靈感嗎？愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了1篇人工智能在供電能效服務(wù)中的應(yīng)用，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！

電力能源行業(yè)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和先行產(chǎn)業(yè)，也是加快實(shí)現(xiàn)中國(guó)“雙碳”目標(biāo)的重點(diǎn)領(lǐng)域。中國(guó)電力行業(yè)在改革開(kāi)放后的40多年間取得了巨大發(fā)展。2018年，中國(guó)發(fā)電量和發(fā)電裝機(jī)容量均居全球首位，到2021年發(fā)電裝機(jī)容量超過(guò)2.35×109kW，發(fā)電技術(shù)向大容量、高參數(shù)、環(huán)保型方向發(fā)展，特高壓輸電、高溫冷堆技術(shù)等領(lǐng)域處于世界先進(jìn)水平。然而，中國(guó)電力能源發(fā)電結(jié)構(gòu)和布局不均衡、可再生新能源利用能力不足、發(fā)電資源布局不合理、輸配電網(wǎng)資源優(yōu)化配置欠缺等問(wèn)題依舊較為突出[1]。人工智能技術(shù)作為建設(shè)新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)，對(duì)加快傳統(tǒng)能源電力行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)、業(yè)態(tài)創(chuàng)新、服務(wù)變革具有重要作用，是推動(dòng)中國(guó)電力行業(yè)跨越式發(fā)展、助力電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑[2-3]。中國(guó)已從國(guó)家戰(zhàn)略層面開(kāi)始了新一代人工智能技術(shù)在電力行業(yè)中的部署。因此，本文基于人工智能技術(shù)的特點(diǎn)及該技術(shù)在供電和電力能效服務(wù)中的應(yīng)用，提出從打造數(shù)字化平臺(tái)、加強(qiáng)基礎(chǔ)性建設(shè)、建立標(biāo)準(zhǔn)化體系三個(gè)層面建設(shè)“供電+能效服務(wù)”模式的創(chuàng)新發(fā)展思考，這對(duì)實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)在電力能源行業(yè)的廣泛應(yīng)用具有一定的借鑒意義。

1人工智能技術(shù)概述

人工智能（ArtficialItelnigence，AI）是一種綜合性技術(shù)科學(xué)，涉及數(shù)學(xué)、哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)等各類(lèi)學(xué)科，研究領(lǐng)域主要涉及圖像識(shí)別、語(yǔ)言識(shí)別、人臉識(shí)別、機(jī)器人、自然語(yǔ)言處理等方面。人工智能算法是綜合硬件、算法、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的綜合算法。其中，硬件主要包括芯片、傳感器、執(zhí)行元件等。人工智能算法主要有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯、決策樹(shù)、深度學(xué)習(xí)等算法。人工智能技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代，并隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展初具模型，但受限于當(dāng)時(shí)較為落后的計(jì)算機(jī)芯片技術(shù)，部分人工智能算法未能實(shí)現(xiàn)。到20世紀(jì)80年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和CPU技術(shù)在納米級(jí)別的不斷突破，人工智能技術(shù)進(jìn)入全新發(fā)展階段[4]。2006年之后，隨著深度學(xué)習(xí)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算能力的快速提升，人工智能在某些領(lǐng)域已經(jīng)逐漸成熟并在一定程度上得到應(yīng)用。人工智能主要有提高工作效率、提升預(yù)測(cè)能力、加強(qiáng)質(zhì)量控制等作用，目前已經(jīng)成為推動(dòng)全球新一輪科技和產(chǎn)業(yè)變革的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力，上升為世界各國(guó)提升國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力、維護(hù)國(guó)家安全的重大戰(zhàn)略，在電力能源、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

2人工智能技術(shù)在供電中的應(yīng)用

2.1在安全生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)在安全生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在電力系統(tǒng)中的輸電、變電、配電和安全管理等過(guò)程的全面感知和智能巡檢中，目的是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)全過(guò)程安全生產(chǎn)[5]。a)輸電層面。應(yīng)用無(wú)人駕駛技術(shù)和圖像識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)車(chē)自動(dòng)駕駛、數(shù)據(jù)采集、智能分析等全過(guò)程智能化作業(yè)；應(yīng)用前端識(shí)別、傾斜攝影等技術(shù)，通過(guò)無(wú)人機(jī)智能巡視技術(shù)、在線(xiàn)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)輸電線(xiàn)路中交叉跨越、外力破壞、山火等通道重點(diǎn)隱患進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)管控。b)變電層面。通過(guò)在全站搭載不同類(lèi)型的載體智能終端，利用無(wú)人化的智能機(jī)器，綜合大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)終端的集中管控、對(duì)異常結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)判別推送；利用圖像識(shí)別、自動(dòng)定位等人工智能技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離一體化調(diào)控操作，實(shí)現(xiàn)倒閘操作程序化、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化，最大程度上降低操作失誤的風(fēng)險(xiǎn)[6]。c)配電層面。搭載智能運(yùn)維設(shè)備設(shè)施對(duì)配電網(wǎng)環(huán)境、電氣量、設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，利用人工智能算法對(duì)配網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、異常預(yù)警等[7]。d)安全管理層面。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，開(kāi)發(fā)智慧化安全監(jiān)管建設(shè)平臺(tái)，將技防與管理深度融合，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)智慧化管控和輔助決策、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)可視可感、風(fēng)險(xiǎn)可知可控，提升風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控能力。

2.2在供電營(yíng)業(yè)服務(wù)中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)在供電企業(yè)智能管理中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)和企業(yè)管理兩大領(lǐng)域。a)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)領(lǐng)域。利用電子證照共享服務(wù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電子簽章全網(wǎng)高低壓自動(dòng)報(bào)裝；以人工智能技術(shù)提升遠(yuǎn)程服務(wù)、坐席服務(wù)能效，提升分流高峰期人工話(huà)務(wù)效率，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的多元化、智能化需求。b)企業(yè)管理領(lǐng)域。在財(cái)務(wù)管理層面，利用流程自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)對(duì)電費(fèi)、賬務(wù)、銀行等數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析、生成結(jié)果等一體化操作；在運(yùn)營(yíng)監(jiān)管層面，通過(guò)流程自動(dòng)化和運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的深度有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)企業(yè)核心運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)指標(biāo)的自動(dòng)采集、預(yù)警判斷、跟蹤溯源、閉環(huán)管控；在合同管理方面，采用電網(wǎng)管理平臺(tái)合同進(jìn)行智能審查，實(shí)現(xiàn)合同簽訂、支付、保障的全流程智能管理；在會(huì)議管理方面，通過(guò)采用身份感知、語(yǔ)音感知、表情感知等人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、語(yǔ)義、圖像識(shí)別以及視頻會(huì)議系統(tǒng)高效協(xié)同，從而提升會(huì)議系統(tǒng)智能化管理的水平和會(huì)議效率[8]。

2.3在智慧能源管理中的應(yīng)用

智慧能源管理是指從能源系統(tǒng)智能優(yōu)化控制、能源計(jì)量及管理、能源設(shè)備管理三方面提升能源利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。人工智能技術(shù)作為一種高效算法，也逐漸應(yīng)用于智慧能源管理中。a)能源系統(tǒng)智能優(yōu)化控制。利用機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜、專(zhuān)家系統(tǒng)等人工智能算法，從管理、技術(shù)、運(yùn)維三個(gè)維度進(jìn)行能源管理。例如：結(jié)合了人工智能技術(shù)的能效優(yōu)化控制系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)樓宇自控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)孤島高耦合難優(yōu)化的難題，在挖掘能源系統(tǒng)節(jié)能潛力的前提下，使用戶(hù)節(jié)能增效大大提高；對(duì)于空壓機(jī)系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)、鍋爐熱水系統(tǒng)的用電優(yōu)化和管理，通過(guò)人工智能技術(shù)自動(dòng)對(duì)空調(diào)或者制冷系統(tǒng)中的冷凍冷卻水量、水溫、風(fēng)量、風(fēng)速等要素進(jìn)行精細(xì)化配置。b)搭建智慧能源管理平臺(tái)。平臺(tái)主要由能源精細(xì)化管理系統(tǒng)、AI能效優(yōu)化控制系統(tǒng)、設(shè)備智能管理系統(tǒng)組成。其中，能源精細(xì)化管理系統(tǒng)通過(guò)管理方式的創(chuàng)新幫助用戶(hù)發(fā)現(xiàn)能源問(wèn)題，并提供節(jié)能優(yōu)化的有效基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；AI能效優(yōu)化控制系統(tǒng)通過(guò)技術(shù)方式幫助用戶(hù)進(jìn)行系統(tǒng)節(jié)能控制，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；設(shè)備智能管理系統(tǒng)以預(yù)測(cè)性運(yùn)維方式重點(diǎn)解決用戶(hù)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、故障停機(jī)等難題。

3人工智能技術(shù)在電力能效服務(wù)中的應(yīng)用

電力能效服務(wù)是指利用人工智能等技術(shù)，通過(guò)建立保障機(jī)制、提高規(guī)劃管理、優(yōu)化運(yùn)行效果、完善監(jiān)督管理等方式，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益最大化的統(tǒng)籌方式。

3.1基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力能效管理

電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)利用傳感器和通信傳輸技術(shù)將采集到的電力企業(yè)、設(shè)備、用戶(hù)之間的信息按照特定協(xié)議進(jìn)行傳輸和連接，完成電力系統(tǒng)在“發(fā)、輸、變、配、用”環(huán)節(jié)的信息交互，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能監(jiān)測(cè)和管理，從而提高電力管理效能。電力物聯(lián)網(wǎng)的主要結(jié)構(gòu)可分為感知層、通信層和應(yīng)用層三層。其中，底端是感知層，主要作用是采集電壓、電流等電力能效數(shù)據(jù)、環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)等；中間層是通信層，是感知層與應(yīng)用層之間的中間渠道，通過(guò)4G，GPRS（GeneralPcketRdioSrvice，aae通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)）等通信載體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)距離、高質(zhì)量傳輸；核心層是應(yīng)用層，是企業(yè)電力能效集中管理的重要方式，由用戶(hù)層、公共服務(wù)層、數(shù)據(jù)庫(kù)層等構(gòu)成[9-10]。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.2基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的能效賬單

能效賬單以“供電+能效服務(wù)”為核心，在12種能效模型和90余條行業(yè)能效標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為企業(yè)量身定做“用電體檢報(bào)告單”，為企業(yè)用電精準(zhǔn)“畫(huà)像”。能效賬單包含電量電費(fèi)、峰谷分析、力調(diào)分析、容量分析、變損分析、負(fù)載分析、政策紅利七項(xiàng)內(nèi)容，它將供電服務(wù)與客戶(hù)用能場(chǎng)景充分結(jié)合，通過(guò)柱狀圖等方式可視化呈現(xiàn)客戶(hù)用電量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，幫助用戶(hù)直觀(guān)了解自身用能情況。通過(guò)能效賬單，用戶(hù)可以查看自己的用電負(fù)載分析、力調(diào)分析、峰谷分析等，隨時(shí)掌握企業(yè)的能效情況并及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)方案、制定設(shè)備改造計(jì)劃。能效賬單的推廣能夠幫助企業(yè)了解自身能效情況，挖掘節(jié)能減排潛力，為企業(yè)提供專(zhuān)業(yè)可靠的能效分析，還能夠滲透政策紅利，促進(jìn)企業(yè)安全可靠用電，有效助推企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型和社會(huì)節(jié)能減排。

3.3基于綜合技術(shù)的電力交易平臺(tái)

電力交易平臺(tái)是電力體制改革背景下由傳統(tǒng)的計(jì)劃方式向市場(chǎng)交易模式逐步轉(zhuǎn)變的必然產(chǎn)物，主流應(yīng)用方向主要可分為電力商品交易、市場(chǎng)結(jié)算、市場(chǎng)服務(wù)和市場(chǎng)分析四方面。基于綜合技術(shù)的電力交易平臺(tái)一般以云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)，具體可包含基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺(tái)服務(wù)層、應(yīng)用服務(wù)層和客戶(hù)端層。基礎(chǔ)設(shè)施層是完成交易平臺(tái)日常運(yùn)維的基礎(chǔ)，能夠滿(mǎn)足海量數(shù)據(jù)的交易存儲(chǔ)、高性能的并行計(jì)算以及高頻次的系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)與使用。平臺(tái)服務(wù)層充分體現(xiàn)了電力交易平臺(tái)的行業(yè)特色，是電力交易門(mén)戶(hù)網(wǎng)站的基礎(chǔ)，可細(xì)分為消息服務(wù)、權(quán)限服務(wù)、模型服務(wù)與計(jì)算服務(wù)等功能。應(yīng)用服務(wù)層主要用于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)交易、市場(chǎng)結(jié)算、市場(chǎng)分析與市場(chǎng)服務(wù)等功能，能夠滿(mǎn)足多樣化的電力市場(chǎng)服務(wù)需求，在滿(mǎn)足基本服務(wù)的基礎(chǔ)上，能夠快速響應(yīng)多元化的用戶(hù)業(yè)務(wù)需求。客戶(hù)端層能夠滿(mǎn)足客戶(hù)通過(guò)各種終端設(shè)備隨時(shí)隨地訪(fǎng)問(wèn)電力交易市場(chǎng)并獲取相應(yīng)服務(wù)內(nèi)容的需求，為用戶(hù)提供更加多元化、便捷化的交互使用體驗(yàn)[11]。

4供電+能效服務(wù)模式創(chuàng)新路徑思考

4.1打造數(shù)字化平臺(tái)

順應(yīng)新一輪數(shù)字革命的浪潮，充分借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、區(qū)塊鏈等新興數(shù)字技術(shù)，打造數(shù)字化能源平臺(tái)。a)穩(wěn)固數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析能力，對(duì)于平臺(tái)采集的規(guī)劃、基建、營(yíng)銷(xiāo)、生產(chǎn)、調(diào)度等一系列用能數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，吸引更多各行各業(yè)的用能企業(yè)入駐數(shù)字化平臺(tái)，打破行業(yè)內(nèi)外數(shù)據(jù)壁壘，真正實(shí)現(xiàn)全社會(huì)用能數(shù)據(jù)的共建、共聚、共享，推出更多順應(yīng)節(jié)能減排趨勢(shì)的能效服務(wù)產(chǎn)品。b)提高服務(wù)水平。加大在數(shù)據(jù)融合、系統(tǒng)優(yōu)化、模型仿真、高效用能等行業(yè)核心技術(shù)領(lǐng)域的突破力度，充分運(yùn)用數(shù)據(jù)可視化等手段，為用戶(hù)在工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域提供專(zhuān)業(yè)化的能效診斷服務(wù)，充分挖掘用能潛力，提升用戶(hù)經(jīng)濟(jì)效益。c)強(qiáng)化數(shù)字賦能。推動(dòng)數(shù)字化平臺(tái)的精益化管理應(yīng)用，在提供能效診斷、節(jié)能潛力評(píng)估、能效方案輔助決策等服務(wù)的同時(shí)，進(jìn)一步推動(dòng)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)分析多元應(yīng)用場(chǎng)景，為生產(chǎn)運(yùn)行、經(jīng)營(yíng)管理、營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)等領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)更多新技術(shù)、新業(yè)務(wù)、新模式、新業(yè)態(tài)[12]。

4.2加強(qiáng)基礎(chǔ)性建設(shè)

基礎(chǔ)性建設(shè)是聚焦客戶(hù)能效提升、優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)、全面推進(jìn)“供電+能效服務(wù)”模式轉(zhuǎn)型升級(jí)的根本。a)攻關(guān)前沿核心技術(shù)。強(qiáng)化創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，積極拓展設(shè)備運(yùn)維、電網(wǎng)調(diào)度、客戶(hù)服務(wù)等方面的智能化應(yīng)用。推動(dòng)構(gòu)建企校協(xié)同合作機(jī)制，促進(jìn)專(zhuān)業(yè)化團(tuán)隊(duì)與人才培養(yǎng)，為實(shí)現(xiàn)能效產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展提供技術(shù)支撐。b)研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)裝備。順應(yīng)市場(chǎng)化服務(wù)需求，聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)用能效率更高的企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，充分挖掘節(jié)能減排潛力，推動(dòng)能效服務(wù)向?qū)I(yè)化、系統(tǒng)化方向發(fā)展。c)發(fā)揮市場(chǎng)調(diào)節(jié)運(yùn)作潛力。在完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)注重與市場(chǎng)生態(tài)主體共同發(fā)展，引導(dǎo)用戶(hù)按需選擇市場(chǎng)化服務(wù)，充分發(fā)揮能效市場(chǎng)的資源調(diào)配潛力。

4.3建立標(biāo)準(zhǔn)化體系

立足電力能效行業(yè)需求，為“供電+能效服務(wù)”建立標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)與指標(biāo)評(píng)價(jià)體系是進(jìn)一步增強(qiáng)業(yè)務(wù)實(shí)施能力、推動(dòng)用能方式升級(jí)、拓寬應(yīng)用場(chǎng)景的重要手段。圍繞能效業(yè)務(wù)開(kāi)展需求，在現(xiàn)有的能效標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，整合制定更加完善的能效服務(wù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系，重點(diǎn)涵蓋設(shè)備能效技術(shù)指標(biāo)、施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)傳輸與采集等領(lǐng)域，結(jié)合工業(yè)、交通、建筑、居民等用能客戶(hù)的需求，制定節(jié)能潛力挖掘與用電效率提升的個(gè)性化解決方案，助推“供電+能效服務(wù)”不斷走向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、數(shù)字化。

5結(jié)語(yǔ)

隨著人工智能技術(shù)在各行各業(yè)領(lǐng)域的滲透，電力行業(yè)也因人工智能技術(shù)開(kāi)啟了新一輪的變革與創(chuàng)新。近年來(lái)，國(guó)家已從戰(zhàn)略層面開(kāi)啟了新一代人工智能技術(shù)在電力行業(yè)中的部署，尤其是在供電和電力效能方面能夠發(fā)揮出更大的價(jià)值。在此基礎(chǔ)上，從打造數(shù)字化平臺(tái)、加強(qiáng)基礎(chǔ)性建設(shè)、建立標(biāo)準(zhǔn)化體系三個(gè)層面提出建設(shè)“供電+能效服務(wù)”模式的創(chuàng)新發(fā)展思考，為人工智能技術(shù)在電力領(lǐng)域的進(jìn)一步創(chuàng)新與應(yīng)用夯實(shí)基礎(chǔ)。

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作者:王樂(lè)樂(lè) 毛吉紅 路潔 王國(guó)彬 單位:國(guó)網(wǎng)寧夏營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)中心