國家電網(wǎng)公司南瑞集團南瑞研究院技術(shù)研究中心副總工程師陸繼翔

2018年10月，習近平總書(shū)記在中共中央政治局關(guān)于“人工智能發(fā)展現狀和趨勢”的學(xué)習時(shí)強調，人工智能作為引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰略性技術(shù)，具有溢出帶動(dòng)性很強的“頭雁”效應。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據、超級計算、傳感網(wǎng)、腦科學(xué)等新理論新技術(shù)的驅動(dòng)下，人工智能加速發(fā)展，呈現出深度學(xué)習、跨界融合、人機協(xié)同、群智開(kāi)放、自主操控等特征，并在感知智能、計算智能和認知智能方面表現出強處理能力，其與電力系統結合將有助于改變電力生產(chǎn)和利用方式。

“電力是工業(yè)的先行，人工智能是未來(lái)智能電網(wǎng)的核心部分，將其應用到電力系統中，不僅是電力系統發(fā)展的必然選擇，也是能源電力轉型的重要戰略支撐。當前人工智能在電力系統起到智能增強的效力，輔助人類(lèi)工作，而不能替代人類(lèi)?！?019年1月10-11日，在青島召開(kāi)的“2019國家智能產(chǎn)業(yè)峰會(huì )”期間，國家電網(wǎng)公司南瑞集團南瑞研究院技術(shù)研究中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)國電南瑞）副總工程師陸繼翔如是談道，“早在2017年10月，國家電網(wǎng)公司編制完成《國家電網(wǎng)公司人工智能專(zhuān)項規劃》，重點(diǎn)要求加強人工智能技術(shù)在電網(wǎng)領(lǐng)域的應用與推廣，國電南瑞積極響應號召，緊緊圍繞人工智能技術(shù)開(kāi)展了大量的科研及應用探索工作?！?/p>

擁抱人工智能技術(shù)

現代電力系統包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度六大環(huán)節。近年來(lái)，隨著(zhù)發(fā)電領(lǐng)域新清潔能源（風(fēng)電、太陽(yáng)能等）大量接入電網(wǎng)，輸變電領(lǐng)域交直流特高壓輸變電技術(shù)使用越來(lái)越廣泛，配用電領(lǐng)域場(chǎng)景變化頻繁（電動(dòng)汽車(chē)大量使用、需求側響應等），以及大量分布式電源與儲能接入電網(wǎng)，微電網(wǎng)的融合，使得當前電網(wǎng)越來(lái)越復雜，因而對電網(wǎng)的監測、控制、調度的要求越來(lái)越高。

其次，隨著(zhù)各項技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)通過(guò)廣泛使用智能傳感和測控技術(shù)、高速信息通信網(wǎng)絡(luò )、先進(jìn)計算（大數據等）和柔性控制等技術(shù)，促進(jìn)了電網(wǎng)的信息空間和物理空間深度融合，實(shí)現了電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節的信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化。但是，當前的電網(wǎng)并沒(méi)有完全實(shí)現智能化。譬如在電網(wǎng)運維中的設備故障預警，故障定位等沒(méi)有實(shí)現智能化；無(wú)人機巡視、視頻監控等方面仍依賴(lài)人工判斷；在電網(wǎng)調度中由于新能源發(fā)電接入、空間負荷增加、售電主體多元化等影響，負荷預測及新能源功率預測的難度隨之增加。隨著(zhù)人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能在電力系統的應用有利于高效調配資源，大幅度降低運營(yíng)成本，縱深拓展服務(wù)水平，助力電力系統實(shí)現智能化，提高運行效率。陸繼翔篤定地說(shuō)：“加強人工智能在電力系統的應用勢在必行，電力系統相關(guān)領(lǐng)域正在積極擁抱人工智能技術(shù)，推動(dòng)電力行業(yè)的智能化升級，呈現出新生態(tài)發(fā)展模式?！?/p>

探索豐富的應用場(chǎng)景

“行業(yè)內的一些電網(wǎng)公司正在開(kāi)展人工智能技術(shù)在電力系統的應用研究，但目前仍處于剛剛起步的階段，顯然人工智能是一個(gè)風(fēng)口，亟待電力系統的深度挖掘與探索。值得注意的是，由于電力行業(yè)非常注重系統的安全、可靠和及時(shí)響應等特性，所以目前人工智能尚主要用于態(tài)勢感知和輔助決策等領(lǐng)域?！标懤^翔介紹道，當前，電網(wǎng)公司結合自身實(shí)際業(yè)務(wù)需求及優(yōu)勢，正全力推進(jìn)應用研究，這些研究主要體現在以下方面：在電網(wǎng)運行與控制領(lǐng)域，開(kāi)展了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在負荷預測、調控操作決策輔助分析技術(shù)、電網(wǎng)系統運行優(yōu)化與穩定控制等方面的研究；在輸變電領(lǐng)域，開(kāi)展了架空輸電線(xiàn)路巡檢機器人、電纜隧道巡檢機器人、變電站巡檢機器人的研制，利用人工智能技術(shù)進(jìn)行巡檢海量視頻圖像處理與分析，刀閘和開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測、儀表自動(dòng)讀數等設備狀態(tài)智能檢測工作；在配用電領(lǐng)域，開(kāi)展了配電房巡檢機器人和人工智能在用能（特別是電動(dòng)汽車(chē)）和用電行為方面的研究；在電力現貨市場(chǎng)方面，開(kāi)展了人工智能在電力及綜合能源市場(chǎng)中的應用研究；在網(wǎng)絡(luò )安全方面，開(kāi)展了人工智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò )安全與防護中的應用研究；在新能源領(lǐng)域，開(kāi)展了新能源功率預測、新能源優(yōu)化調度等方面的研究。此外，隨著(zhù)人工智能在可靠性、準確率等方面的不斷提高，它將為更多電力業(yè)務(wù)提供輔助決策的功能。

強調電力與人工智能協(xié)同發(fā)展

針對人工智能技術(shù)在電網(wǎng)系統未來(lái)發(fā)展前景，陸繼翔認為，應當客觀(guān)分析和評估電力行業(yè)傳統技術(shù)方法與新興人工智能技術(shù)各自存在的優(yōu)勢和不足，將人工智能技術(shù)與電力業(yè)務(wù)需求相結合。充分發(fā)揮電網(wǎng)大數據的優(yōu)勢，運用人工智能技術(shù)解決傳統電網(wǎng)分析手段所不能解決或者只能部分解決的問(wèn)題，全面提升電網(wǎng)運行控制的自動(dòng)化和智能化水平，滿(mǎn)足未來(lái)大規模清潔能源并網(wǎng)消納、電力市場(chǎng)支撐和特高壓交直流互聯(lián)電網(wǎng)的安全穩定與經(jīng)濟運行。另一方面，由于電網(wǎng)系統是一個(gè)瞬時(shí)平衡的強聯(lián)系物理系統、電網(wǎng)運行狀態(tài)持續變化且非常復雜，因此為人工智能的容錯、訓練都帶來(lái)挑戰，陸繼翔直言，“為了避免人工智能的局限性引發(fā)決策風(fēng)險進(jìn)而導致電網(wǎng)系統失控，需要人與人工智能協(xié)同工作，即將人類(lèi)智慧與人工智能互補融合，形成比兩者都更高、更強的智能水平?！?/p>

打造電力行業(yè)的“最強大腦”

2018年9月，工信部公示《2018年人工智能與實(shí)體經(jīng)濟深度融合創(chuàng )新項目》，國電南瑞的新一代人工智能技術(shù)在電網(wǎng)中的應用研究與示范工程赫然在列。近年來(lái)，國電南瑞運用人工智能在電力領(lǐng)域的探索可謂遍地開(kāi)花，電力巡檢機器人、負荷預測、智能調度等研究成果逐步落地?！斑@些電力巡檢機器人通過(guò)深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )圖像處理技術(shù)，實(shí)現對巡檢目標的自動(dòng)定位、表計自動(dòng)識別、開(kāi)關(guān)狀態(tài)識別、設備紅外缺陷診斷功能、跟蹤并完成準確的拍攝任務(wù)，能夠在各種惡劣的自然環(huán)境下完成人工很難完成的作業(yè)，大幅度提高作業(yè)效率。甚至通過(guò)深度學(xué)習技術(shù)，能夠針對臺風(fēng)等自然災害進(jìn)行電網(wǎng)災害風(fēng)險動(dòng)態(tài)評估。在電力負荷預測方面，國電南瑞利用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)進(jìn)行負荷預測，采用多時(shí)間尺度數據重構方法，將多源數據組合成全新的時(shí)間序列向量，使用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行提取特征和負荷預測。在對蘇州地區進(jìn)行的連續半年電力負荷預測實(shí)驗中，我們構建的深度學(xué)習網(wǎng)絡(luò )預測精度達到98%以上?！标懤^翔娓娓道來(lái)。

人工智能在電力行業(yè)的滲透和融合已成為當下發(fā)展的重要方向，未來(lái)，人工智能不僅僅是“最強大腦”，還將成為電力行業(yè)的“千里眼”、“順風(fēng)耳”、“會(huì )說(shuō)話(huà)的嘴巴”，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革，創(chuàng )造電力行業(yè)新生態(tài)。

摘自《自動(dòng)化博覽》2019年1月刊